Опубликован: 14.12.2009 | Уровень: специалист | Доступ: платный
Лекция 10:

Информация

< Лекция 9 || Лекция 10: 123 || Лекция 11 >

Познание и информационное отображение мира

Информационное отображение мира в мозгу животного или человека мы называем моделью мира. Применение термина "модель" основано на том, что строящееся в мозгу отображение мира не должно быть простым описанием. Это отображение должно обладать свойствами модели - быть активным и динамичным, т. е. его фрагменты должны актуализироваться на основе выявленных в предыдущем опыте и отраженных в модели законов среды. Опережающее моделирование ситуаций взаимодействия со средой и сравнение результатов моделирования с реальными результатами взаимодействия или восприятия происходит в мозге постоянно и непрерывно. Этот процесс получил в физиологии название акцептор действия. Вопросы, связанные с построением в мозге и работой модели среды, будут еще затрагиваться в последующих лекциях.

Формирование модели мира и, в частности, модели окружающей среды может происходить с использованием первичных или вторичных знаний. Вторичные знания возникают при передаче части модели одного человека другому. Источником знания в этом случае может быть книга, преподаватель, проповедник, актер или любой другой человек. Передача вторичных знаний в основном осуществляется при помощи передачи информации в виде устных или письменных текстов.

Большую часть первичных конкретных знаний о той части мира, которая называется средой обитания, каждый человек получает сам в процессе поведенческого эксперимента, главным образом методом проб и ошибок. Первичные знания возникают при прямом взаимодействии человека с миром. Это взаимодействие может происходить при помощи органов чувств или при помощи измерительных приборов. Ограниченность и того и другого определяет то, что человек взаимодействует лишь с частью мира и, соответственно, получает знания только о его части. Так, радиации как бы не существовало до ее открытия и создания соответствующих датчиков. Не исключено, что в мире и непосредственно вокруг нас есть много такого, чего мы не знаем и поэтому не замечаем.

Находясь на материалистических позициях, будем считать, что мир реален. Тогда строящаяся в мозгу человека модель есть результат частичного, приблизительного, субъективного отражения объективной реальности. Кроме того, человек строит в своем мозгу "модель себя" и себя в мире. Возможно, что это и является основой сознания. Сознание и самосознание - если и не синонимы, то очень близкие сущности.

Оставаясь на материалистических позициях, будем считать, что в мире наряду с материальными существуют и нематериальные объекты, явления и даже системы. Примеры: дружба, любовь, мировоззрение, искусство. Конечно, все это не существует само по себе без опоры на что-то материальное. Однако понятно, что в картине есть что-то гораздо большее, чем краски и холст, на который краски нанесены, а любовь не сводится к физическому контакту.

Познание человеком мира ограничено выбираемыми информационными срезами, нужными или полезными в каком-то отношении, и существующими экспериментальными возможностями.

Мир как-то устроен. Есть общие принципы оптимальности, есть физические, химические, социальные и другие законы, есть существующие в мире материальные и нематериальные системы и объекты, организованные каким-то образом для сохранения во времени своей качественной определенности и находящиеся во взаимодействии и каких-то других отношениях между собой. К сожалению, о значительной части всего этого человек ничего не знает.

Обычно меньше всего человек знает о внутрисистемных взаимодействиях и отношениях, определяющих появление и сохранение во времени качеств целого, не сводимых к качествам составляющих целое элементов. Если считать, что все объекты и явления в принципе могут быть описаны и потенциально содержат в себе полную информацию о своих свойствах, своем устройстве и организации, то можно сказать, что мир является своим собственным полным "описанием".

Может ли человек прочесть до конца и понять это описание, неизвестно. Может ли человек понять бесконечность времени и бесконечность пространства? Скорее всего, нет. Может ли кролик получить хоть какое-нибудь представление о сонетах Шекспира? Нет, не может. Строящаяся в мозгу кролика модель мира не имеет и не может иметь никаких пересечений с сонетами Шекспира. Если не разделять представлений древних евреев о возникновении и устройстве мира и не считать Землю центром мироздания, то естественно допустить, что в бесконечном и вечном мире может иметься что-то принципиально не имеющее никаких не только временных и пространственных, но и смысловых пересечений со строящейся в мозгу человека моделью мира. Прочесть и понять какую-то часть "описания" бесконечного мира, касающуюся относительно небольшой конечной и обозримой для человека его части, стремятся наука, религия, искусство и каждый человек в процессе поведенческого взаимодействия со средой.

Правда, неизвестно, может ли человек понять все, имеющее отношение хотя бы только к его Вселенной и даже только к обозримой ее части. Например, неплохо было бы для начала выяснить природу сильных внутриатомных взаимодействий, или природу электричества, а также гравитационного и электромагнитного полей. Важнейшими и труднейшими загадками остаются загадки жизни и разума. И возможно, что главная загадка бытия - это вопрос, что такое и как устроено время.

Касающиеся всего этого физические и математические модели, в том числе и так называемые "превосходные" [12], описывают только внешнюю сторону проявлений фундаментальных свойств материи и принципов организации мира на уровне взаимодействия между объектами макро- или микроуровней и чаще всего не затрагивают их сущности. (К "превосходным" физическим теориям Р. Пенроуз [12] относит такие, которые достигают очень высокой точности описания существующих явлений.)

Например, только внешнюю сторону объектов и явлений мира описывают "превосходные" физические теории Галилея, Ньютона или Эйнштейна. Так, теория гравитации Ньютона определяет только зависимость силы притяжения от масс притягивающихся объектов и расстояния между ними и ничего не говорит о том, почему эти силы такие, а не другие, как эти силы возникают и как они передаются в пустом пространстве. Внешняя сторона тех же самых явлений совсем по-другому описывается теорией гравитации Эйнштейна с заменой сил притяжения понятием искривления пространства-времени. Однако и это, оставаясь только способом внешнего описания явления на некотором информационном уровне, не затрагивает глубинных вопросов "почему" и "как". К сожалению, построить более глубокие теории очень трудно, а может быть, во многих случаях и невозможно. Таким образом, "мечты об окончательной теории" [7], объясняющей все в нашем мире, еще очень долго, а может быть, и всегда будут оставаться только мечтами.

В качестве определенной иллюстрирующей аналогии рассмотрим следующий пример. Пусть кто-то незнакомый с программированием и вычислительной техникой хочет экспериментальным путем понять, как работает компьютерная программа, например, текстовый редактор. Проведя многочисленные эксперименты, можно выяснить, какие функции выполняет программа, как эти функции вызывать с помощью клавиатуры или мышки и как этими функциями пользоваться. Однако скорее всего, всех возможностей текстового редактора экспериментальным путем выяснить не удастся. Например, вряд ли удастся выяснить, можно ли с помощью программы вставлять в текст математические формулы. Тем не менее на основе экспериментов можно построить достаточно хорошее описание текстового редактора, причем не только на уровне таблицы, связывающей возможные действия и их результаты, но и на уровне каких-то обобщений. Все в совокупности экспериментатор сможет назвать теорией конкретного текстового редактора, и эта теория, даже не отвечая на все возможные вопросы, как и любая хорошая теория, будет обладать значительной предсказательной силой, может быть отнесена в разряд "превосходных" и с успехом использоваться самим экспериментатором и другими людьми в практической работе.

В то же время построенная теория будет относиться только к внешнему информационному уровню исследуемого объекта. Идя вглубь проблемы с целью получить ответы на вопросы "как" и "почему", нужно было бы разбираться с компьютерной программой редактора. При этом нужно было бы каким-то образом получить текст программы, понять общую теорию программирования, понять язык, на котором написана программа, выяснить функционально-логическую схему программы и назначение отдельных операторов.

Переходя к более глубокому информационному уровню, можно было бы пытаться исследовать систему команд компьютера, т. е. исходные компьютерные (машинные) коды, а заодно разобраться и с программой трансляции текста программы в эти коды с языка более высокого уровня. Можно, в принципе, опуститься и на более глубокие информационные уровни, такие как общие принципы вычислительной техники и их конкретная реализация на логическом уровне и на уровне физических электронных элементов, из которых строится память, логико-арифметическое устройство и устройство управления компьютера.

Идя еще дальше, можно прийти от полупроводниковых элементов к электрону и к фундаментальной физической проблеме "что такое электричество?". Исследуя и эту проблему, можно прийти к следующему, наверняка не лучшему и не полному, но типичному определению: электричество - это электродвижущая сила, возникающая в электрической цепи при определенном пересечении ее проводниками силовых линий магнитного поля и приводящая к направленному движению электронов в замкнутой цепи или к возникновению разности потенциалов между концами разомкнутой цепи.

Это внешнее определение, построенное по обычной схеме "если-то", не отвечает на вопросы "почему" и "как", т. е. не решает проблемы понимания природы электричества. Опускаясь еще глубже, можно прийти, например, к заменяющей представления об эфире идее черной материи, заполняющей все пространство Вселенной, не взаимодействующей с известными физическими объектами, но ответственной за полевые взаимодействия и передачу гравитационных и магнитных сил. Но даже при экспериментальном подтверждении подобной теории вопросы "почему" и "как" останутся, также как останутся и стремления исследователей опускаться на еще более глубокие уровни познания.

Возвращаясь к началу поставленной экспериментальной проблемы - исследованию программы текстового редактора, - можно сказать, что условный экспериментатор, ничего не знающий о программировании и вычислительной технике, вынужденно остановится на первом внешнем информационном уровне описания. Единственно, что он сможет сделать дальше, - это поставить вопрос: как все это происходит? Получить ответ на этот вопрос, идя в рассмотренном случае обычным путем науки: эксперимент - теория - эксперимент, т. е. от эксперимента с программой к теории более глубокого уровня, нельзя.

Точно так же модель мира, включающая разнообразные научные теории, относится только к внешнему информационному уровню, т. е. к уровню, на котором возможно проведение прямых наблюдений или специально поставленных экспериментов. Любая научная теория должна нести в себе информацию, которую можно было бы хотя бы в принципе проверить. То же самое можно сказать и о той части модели мира, которую каждый человек строит сам в процессе прямого экспериментального взаимодействия со своей средой обитания.

Информация и потребности

Выше говорилось о целенаправленности и непрерывной активности на уровне внешнего поведения и восприятия (человека, животного). Целенаправленность и активность создаются и поддерживаются отражающимися в мозге живого организма возрастающими потребностями, которые удовлетворяются в целевых ситуациях взаимодействия со средой. Кроме того, животные и человек, входя в контакт со средой, активно и целенаправленно строят и корректируют ее отображение в мозге. Что заставляет мозг делать и эту работу?

Естественно пока, до рассмотрения активных моделей нейронных механизмов мозга, условно предположить, что одной из потребностей животного, в том числе и человека, является потребность в получении информации для построения в мозге модели проблемной среды. (В дальнейшем это предположение будет несколько уточнено.) Без модели проблемной среды невозможно не только свободное поведение, но даже и упрощенное поведение, например, связанное с жизнью в клетке или тюремной камере. Для построения модели проблемной среды необходимо получение информации, причем не информации вообще, а информации конкретной, определяемой первичными и вторичными потребностями и целями поведения.

Многие исследователи считают получение информации (часто сводимое к простому любопытству) одной из генетически заданных первичных потребностей живого организма, такой же, как потребности в пище, воде, сне и т. п. Приведем в связи с этим описание эксперимента B.C. Ротенберга и В.В. Аршавского, цитируемое по [8].

"Крыс помещали в комфортабельную камеру, где им создавались "санаторные" условия, возможность удовлетворения всех потребностей, жизнь безо всяких забот. В одной из стенок камеры была дверь, которая вела в необжитое и неисследованное темное помещение, таившее в себе опасность самой неизведанностью. После относительно короткого периода освоения комфортабельной камеры крысы одна за другой начинали предпринимать попытки проникнуть в это необследованное помещение. Это было отнюдь не праздное спокойное любопытство. Крысы осторожно продвигались по темному коридору, проявляли все признаки страха - у них дыбилась шерсть, усиливалось мочеиспускание, учащался пульс. Они эпизодически в быстром темпе возвращались назад и тем не менее вновь и вновь пускались в свое рискованное и ничем не спровоцированное путешествие".

Мы связали информацию со строящейся в мозге моделью проблемной среды. С точки зрения задач поведения и восприятия первичной потребностью, в принципе, может быть не потребность в информации как таковой, а потребность в специфической информации, необходимой для построения модели проблемной среды. Живой организм направленно и активно входит во взаимодействие со средой для удовлетворения всех своих потребностей, в том числе и для получения информации, необходимой для построения и уточнения модели среды. При этом нет информации "вообще". Информация выделяется на ограниченных информационных срезах и служит для построения или уточнения модели проблемной среды. Слово "проблемной" здесь имеет важное значение, поскольку именно проблемы, определяемые первичными и вторичными потребностями животного (в том числе и в первую очередь человека), определяют исследуемые им информационные срезы.

Какой вывод можно сделать из всего этого? Являются ли генетически заданными потребность в получении информации или потребность в построении модели проблемной среды? Получение информации (чистое любопытство) само по себе первичной потребностью животного или человека не является. Постоянная необходимость в построении, уточнении и коррекции модели проблемной среды внешне очень похожа на генетически заданную первичную потребность. Однако необходимость построения модели - это слишком общая формулировка. Все потребности живого организма абсолютно конкретны и удовлетворяются в результате конкретного целенаправленного поведения. Должна быть конкретной и потребность, связанная с получением и обработкой информации о среде.

Забегая далеко вперед, сформулируем следующее гипотетическое представление: одна из генетически заданных потребностей - это оптимизация функционального состояния нейронов и нейронной сети в целом. Одним из средств оптимизации является гашение очагов возбуждения, образующихся в мозге как при возникновении первичных и вторичных потребностей, так и при недостаточности информации для решения задач поведения и восприятия. Возникновение очагов возбуждения приводит к нарушению нормальной работы мозга по оптимизации его функционального состояния. Гашение таких очагов возбуждения происходит, в частности, при построении, достройке или коррекции фрагментов нейронной модели проблемной среды, необходимой для целенаправленного поведения в процессе удовлетворения первичных и вторичных потребностей.

< Лекция 9 || Лекция 10: 123 || Лекция 11 >
Владислав Нагорный
Владислав Нагорный

Подскажите, пожалуйста, планируете ли вы возобновление программ высшего образования? Если да, есть ли какие-то примерные сроки?

Спасибо!

Лариса Парфенова
Лариса Парфенова

1) Можно ли экстерном получить второе высшее образование "Программная инженерия" ?

2) Трудоустраиваете ли Вы выпускников?

3) Можно ли с Вашим дипломом поступить в аспирантуру?

 

Александр Подобин
Александр Подобин
Россия
Владимир Иванченко
Владимир Иванченко
Россия