Виды мышления и гипотезы о некоторых механизмах мышления и творчества

Перцептивное мышление

Основная информация о среде поступает в мозг посредством зрения. Восприятие, обеспечивающееся другими органами чувств, - слух, осязание, обоняние - имеет свою специфику, которая в этой книге рассматриваться не будет. В дальнейшем под словом "восприятие" будет пониматься в первую очередь зрительное восприятие, хотя основные принципы с определенной коррекцией распространяются и на другие сенсорные модальности. Задача зрительного восприятия уже довольно подробно рассматривалась в лекциях "6" и "7" . Поэтому ниже кратко затрагиваются только основные моменты, относящиеся к организации процесса и необходимой структуре модели среды.

Восприятие окружающей среды на основе модели проблемной среды служит для организации зачастую очень сложного поведения в среде. Акт восприятия может рассматриваться как актуализация какого-то фрагмента модели среды. Подобная актуализация может быть и умозрительной (воображение), или актуализацией во сне. Восприятие является целостным.

Ситуация не разрывается на отдельные объекты, а воспринимается целиком, со всеми входящими в ситуацию объектами, находящимися в каких-то пространственных и других отношениях. Выделение в восприятии отдельных объектов происходит при поведенческой необходимости за счет направленной концентрации внимания, управляемой пока еще не вполне определенным уровнем воли или сознания. Принцип целостности восприятия распространяется не только на описание в модели и узнавание отдельных объектов, но и на восприятие ситуаций любого уровня укрупнения или детализации.

Таким образом, информационная модель проблемной среды должна включать иерархию целостных представлений. При распознавании объектов восприятия любого уровня укрупнения принцип целостности предполагает интерпретацию любых распознаваемых объектов в составе более крупных целостных образований - конструкций, отображающих те взаимосвязи из внешней (поведенческой) задачи, в которых участвуют распознаваемые объекты. Эти взаимосвязи образуют внешний контекст интерпретации. Использование внешнего контекста интерпретации позволяет не только правильно выделять и воспринимать те части изображения, которые допускают при их отдельном восприятии неоднозначную интерпретацию, но и повысить надежность восприятия всех объектов, задействованных в той или иной семантической конструкции на всех уровнях укрупнения информационной модели, за счет их целенаправленной и совместной интерпретации.

В общем плане целостность информационной модели дает возможность не только правильно интерпретировать части в составе целого и во взаимодействии между собой, но и осуществлять активный целенаправленный процесс поиска и выделения информации, необходимой как для интерпретации объектов восприятия всех уровней укрупнения, так и для использования во внешней по отношению к восприятию задаче поведения. Еще одной особенностью задачи восприятия является необходимое предвидение ситуаций по модели среды и формирование на этой основе гипотез восприятия. Как уже говорилось, для реализации предвидения модель должна быть динамичной и "жить" по законам среды.

Из сказанного уже очевидно, что восприятие и классическое распознавание образов - это далеко не одно и то же. Как уже отмечалось в "лекции 6" , при обычном распознавании образов на вход распознающей системы поступает не изображение целостной ситуации, а каким-то образом выделенное изображение отдельного объекта или его какие-то признаки. Распознающая система должна по признакам объекта определить, к какому из известных классов относится данное изображение. Такое распознавание - это не целостное восприятие среды и даже не целостное восприятие отдельных объектов, а классификация по признакам объектов, рассматриваемых по отдельности. Все недостатки как обычного признакового распознавания, так и аналогичных последовательных "горизонтальных" подходов уже достаточно подробно обсуждались.

Во многих работах, говоря о моделировании или о каком-то приблизительном описании мышления, зачастую ограничиваются ссылками на распознавание образов, полагая, что это почти одно и то же. Это не так. Классическое распознавание образов - это не только не мышление, но и не восприятие среды. В то же время следует отметить, что как признаковое, так и растровое распознавание могут быть определенными важными компо-нентомами в общей схеме восприятия. В свою очередь, восприятие среды - это и не мышление в каком-то более или менее полном объеме, а лишь специфическая очень сложная и очень интересная его часть, проливающая тем не менее свет на структуру модели проблемной среды и некоторые важнейшие принципы организации работы механизмов мозга. Строящаяся на основе восприятия модель среды должна обеспечивать умозрительное моделирование (представление в воображении) реальных объектов и ситуаций. Соответствующие процессы можно назвать перцептивным мышлением.

Таким образом, из особенностей задачи восприятия следует необходимость специфической структурно-функциональной организации модели проблемной среды, обеспечивающей реализацию таких функций, как:

• построение и использование целостных обобщенных структурных представлений объектов и ситуаций в модели среды;
• принципиальная отображаемость полных структурных описаний объектов восприятия;
• предвидение по модели среды и формирование на этой основе гипотез восприятия;
• целенаправленное взаимодействие со средой или ее изображением в процессе восприятия;
• многоуровневая иерархичность модели среды;
• использование в восприятии контекста, в том числе и внешнего контекста, задаваемого семантическими конструкциями уровней обобщения и укрупнения модели;
• управление восприятием с верхних понятийных уровней модели среды;
• активность восприятия.

Итак, перцептивное мышление и распознавание образов - вещи совершенно разные. Процесс перцептивного мышления связан с восприятием, осознанием и пониманием реальной ситуации в среде. Перцептивное мышление - это актуализация в мозге и вывод на уровень сознания части модели среды, включающей реально воспринимаемый органами чувств фрагмент среды. Возникающая при этом в сознании часть среды может выходить за пределы непосредственно воспринимаемого фрагмента как в пространстве, так и во времени. Кроме того, к перцептивному мышлению будем относить процессы умозрительного перцептивного конструирования воображаемых объектов и ситуаций. Поясним это на следующих примерах.

Я гляжу на экран и вижу появляющиеся на нем символы, слова и фразы. Я вижу монитор, клавиатуру, иногда мышку и поверхность стола. Периферическим зрением менее четко я вижу настольную лампу, телефон и другие находящиеся на столе предметы. При желании я могу переключить внимание и вывести на уровень сознания с любой доступной мне степенью детализации любой из этих предметов. Не оборачиваясь назад, я представляю, что находится у меня за спиной, но это представление является уже обобщенным и не таким точным и детальным. Я слышу направляющиеся ко мне шаги и представляю, кто идет, и даже догадываюсь зачем. Я могу представить себе не только ситуацию, которая будет через какое-то время, но и ситуацию, которая была в прошлом.

Описанные примеры относятся к актуализации фрагментов перцептивной части модели среды. Эти фрагменты могут включать как конкретные объекты и ситуации, так и представления разной степени обобщения и укрупнения. Кроме того, я могу себе представить не только то, что в явном виде отображено в моей модели проблемной среды. В моем умозрительном представлении могут возникать объекты и ситуации, недоступные прямому восприятию. Я могу себе представить и то, что я никогда не видел и никогда не увижу, например, избушку на курьих ножках, паровоз, стоящий на рельсах вверх колесами, либо другие физически невозможные объекты и ситуации. Представления такого рода можно назвать умозрительным перцептивным конструированием.

Приведенные примеры умозрительного моделирования и умозрительного конструирования объединяет с процессами непосредственного реального восприятия то, что все они являются принципиально отображаемыми перцептивными представлениями, хотя бы только в воображении.

Таким образом, перцептивное мышление включает как узнавание отдельных объектов, так и целостное восприятие окружающей среды, но не ограничено только этим. Классическое распознавание образов, в том числе и реализованное на формальных нейронах, прямого отношения к перцептивному мышлению не имеет. Описанное выше "восприятие с пониманием" можно считать упрощенной, но в то же время важной частью перцептивного мышления. Восприятие и умозрительное моделирование среды в процессе перцептивного мышления должно основываться на тех же принципах целостности, целенаправленности и активности. Должны разворачиваться и взаимодействовать процессы "снизу вверх" и "сверху вниз" в иерархически организованной модели проблемной среды, отражающей двусторонние связи между частным и общим, а также между частями и целым. Восприятие должно умозрительно разворачиваться во времени и в пространстве за пределы отражающегося в мозге с помощью органов чувств фрагмента среды. Должно происходить управление процессом восприятия с понятийного уровня. Восприятие с пониманием должно основываться на предвидении - "акцептор восприятия". Должны использоваться контекст и максимально полная семантическая модель проблемной среды.

Полная компьютерная реализация всего этого, тем более реализация на основе моделей нейронных механизмов, представляет собой очень далекую от решения проблему . Еще большую проблему представляет собой нейронная компьютерная имитация второй составляющей перцептивного мышления, а именно имитация умозрительного перцептивного конструирования.