Текст книги "ГЕДЕЛЬ, ЭШЕР, БАХ: эта бесконечная гирлянда"

Автор книги: Даглас Хофштадтер

Таким же образом символы со всеми их сложными связями между собой прочно сцеплены друг с другом и тем не менее различимы. Возможно что для этого необходимо идентифицировать нейронную сеть или ту же сеть плюс тип активации или же что нибудь совершенно в другом роде. В любом случае если символы – части реальности то должен существовать способ их аккуратного отображения в мозгу. Однако если бы нам и удалось идентифицировать некоторые символы это еще не означало бы что их можно активировать по отдельности.

Символы насекомых

Способность производить примеры на основе классов и классы на основе примеров лежит в основе нашего интеллекта это одно из основных различий между процессом мышления человека и процессом мышления других животных. Конечно я сам никогда не принадлежал к другим видам и мне не приходилось испытывать на собственном опыте их способ мышления – но со стороны очевидно что никакой другой вид не формирует общие понятия как это делаем мы и не воображает гипотетические миры – варианты действительности помогающие нам принимать решения. Рассмотрим для примера, ставший знаменитым язык пчел – танцы возвращающихся в улей пчел-работников при помощи которых они сообщают своим собратьям о том где есть нектар. Хотя у каждой пчелы может иметься рудиментарный набор символов, которые активируются этим танцем, нет основания предполагать, что запас символов в пчелином мозгу может быть расширен. Пчелы и другие насекомые по видимому не умеют обобщать – то есть развивать новые символы классы на основе примеров, которые показались бы человеку почти идентичными.

Классический эксперимент с осами описан в книге Дина Вулдриджа «Механический человек» (Dean Wooldridge Mechanical Man):

Когда приходит время откладывать яйца, оса Sphex делает себе для этого нору и ищет сверчка, которого она жалит так чтобы не убить а парализовать. Она относит сверчка в нору, откладывает около него яйца закрывает нору и затем улетает чтобы никогда не вернуться. Через некоторое время из яиц вылупляются личинки осы, они питаются парализованным сверчком, который таким образом сохранялся свежим – нечто вроде осиного эквивалента холодильника. С человеческой точки зрения, подобные сложно организованные и кажущиеся целенаправленными действия убедительно говорят о логике и осмысленности – пока мы не обращаем внимание на некоторые детали. Например рутинные действия осы следующие: она относит парализованного сверчка к норе оставляет его у входа, заползает внутрь, проверить все ли в порядке, выходит наружу и лишь затем затаскивает сверчка в нору. Если отодвинуть сверчка на несколько сантиметров в сторону, пока оса занимается предварительным осмотром норы, она, выйдя наружу, снова подтащит сверчка к норе и оставит его на пороге, после чего она снова войдет в нору, проверить, все ли в порядке. Если снова отодвинуть сверчка на несколько сантиметров, пока оса внутри, она опять подтащит его к порогу и снова войдет проверять, все ли в порядке в норе. Она никогда не догадается затащить сверчка внутрь сразу. Однажды этот опыт был повторен сорок раз с тем же самым результатом.[33]33
  Dean Wooldridge, «Mechanical Man», стр. 70.


[Закрыть]

Кажется, что это поведение заложено в самой аппаратуре осиного мозга. В мозгу осы могут существовать рудиментарные символы, способные активировать друг друга; но там нет ничего похожего на человеческую способность видеть несколько примеров, как членов возможного класса и затем создавать этот символ-класс; нет там и ничего подобного человеческой способности спрашивать себя: «А что, если я сделаю так – что из этого получится в моем гипотетическом мире?» Этот тип мышления требует способности создавать символы-примеры и затем обращаться с ними так, словно они представляют предметы в реальной ситуации, хотя эта ситуация может никогда не возникнуть на самом деле.

Символы-классы и воображаемые миры

Вернемся к первоапрельской шутке о взятой взаймы машине и к картинам, возникшим у вас в голове во время телефонного разговора. Для начала вы должны были активировать символы дороги, машины, человека за рулем. Понятие «дороги» весьма общее; у вас могут иметься в запасе некие «дремлющие» примеры, которые вы можете при случае вспомнить. «Дорога» – это скорее символ-класс, чем символ-пример. Слушая рассказ, вы быстро активируете символы, представляющие все более конкретные примеры. Например, когда вы слышите, что дорога была мокрая, вы представляете себе некую конкретную картину, хотя вы знаете, что настоящая дорога, где произошла авария, может весьма отличаться от той, что встает перед вашим мысленным взором. Однако это неважно; необходимо только, чтобы ваш символ достаточно хорошо вписывался в историю – то есть чтобы он, в свою очередь, мог активировать символы нужного типа.

По мере того, как рассказ продолжается, вы дополняете ваш мысленный образ дороги: там есть глубокий кювет, куда машина могла упасть. Значит ли это, что вы активируете символ «кювет» или что вы уточняете некоторые параметры в символе «дорога»? Без сомнения, верно и то и другое. Дело в том, что сеть нейронов, составляющих символ «дорога», может быть активирован разными путями, и вы выбираете, какая из его подсистем будет активирована в данный момент. Одновременно с этим, вы активируете символ «кювет», что, в свою очередь, влияет на способ активации символа «дорога», поскольку нейроны этих двух символов могут обмениваться сигналами друг с другом. (Это может показаться немного запутанным, поскольку я смешиваю здесь два уровня описания, пытаясь представить одновременно как символы, так и составляющие их нейроны.)

Не менее важными, чем имена существительные, являются глаголы, предлоги, и так далее. Они также активируют символы, которые начинают затем обмениваться сигналами. Схемы активации символов для глаголов и символов для имен существительных, разумеется, отличны друг от друга, что означает, что физически эти символы могут быть организованны по-разному. Например, символы для существительных могут быть расположены в каких-то определенных местах, в то время как символы для глаголов и предлогов могут иметь «щупальца» по всей коре; существует множество разных возможностей.

Когда рассказ окончен, вы узнаете, что вас разыграли, – все это было только шуткой. Наше умение производить символы-примеры на основе символов-классов, подобно тому, как мы можем получить изображение монетки, заштриховав положенную на нее бумагу, позволяет нам представлять ситуации, не будучи при этом рабами действительности. Тот факт, что одни символы могут служить базой для создания других символов, дает нам некую мысленную свободу от окружающей реальности; мы можем создавать искусственные вселенные, где возможны любые события, которые мы можем описать как угодно детально. Но при этом у символов-классов, на ветвях которых расцветают эти воображаемые цветы, глубокие корни в реальной жизни.

Обычно символы играют изоморфные роли по отношению к возможным событиям, хотя иногда активируются символы, представляющие невозможные ситуации, – например, туба, откладывающая яйца, или говорящая кошка. Граница между возможным и невозможным весьма нечетка. Воображая некое гипотетическое событие, мы приводим определенные символы в активное состояние и, в зависимости от того, насколько хорошо они взаимодействуют между собой (что, предположительно, отражается в том, насколько легко нам довести данную мысль до конца), мы говорим, что это событие «возможно» или «невозможно».

Таким образом, термины «возможно» и «невозможно» весьма субъективны. На самом деле большинство людей легко соглашаются с тем, какие события могут случиться и какие менее вероятны; это объясняется тем, что все мы имеем схожие структуры в мозгу. Однако существует пограничная зона, в которой субъективный характер воображаемых миров становится очевидным. Глубокое изучение того, какие именно воображаемые события люди считают «возможными» или «невозможными», пролило бы свет на поведение символов, лежащих в основе человеческой мысли.

Интуитивные законы физики

Когда рассказ был окончен, у вас в голове сложилась детальная модель того, что случилось; все предметы в этой модели повинуются физическим законам. Это значит, что те же законы скрыто присутствуют в самой схеме активации символов. Разумеется, фраза «физические законы» не означает здесь физических законов в том виде, как они излагаются учеными; скорее, имеются в виду интуитивные, блочные законы, которым мы повинуемся с тем, чтобы выжить.

Интересно то, что мы можем по желанию выдумать целую серию событий, идущих вразрез с законами физики. Например, если я попрошу вас вообразить, что две машины, идущие навстречу друг другу, вместо того, чтобы столкнуться, проходят одна сквозь другую, вы представите себе соответствующую сцену без труда. Интуитивные физические законы могут быть «отменены» законами воображаемыми; но то, как это происходит, как рождаются в мозгу подобные последовательности событий – даже сама сущность всякого зрительного образа – все еще является для нас глубочайшей загадкой.

Нет нужды говорить, что в нашем мозгу существуют интуитивные законы, описывающие поведение не только неодушевленных предметов, но и растений, животных, людей и государств – иными словами, блочные законы биологии, психологии, социологии и так далее. Все внутренние представления подобных понятий с необходимостью включают черты блочных, обобщенных моделей: детерминизм здесь приносится в жертву ради простоты Наша модель реального мира способна предсказать только вероятность того или иного гипотетического события – но она не предсказывает ничего с точностью физики.

Знание процедурное и знание декларативное

В науке об искусственном интеллекте различаются два типа знания: процедурное и декларативное. Знание называется декларативным, если оно хранится в памяти явно, так что к нему имеют доступ не только программист, но и сама программа его можно «прочитать», словно энциклопедию или альманах. Обычно это значит, что такое знание локализовано, а не распространено по всей памяти. С другой стороны, процедурное знание закодировано не в форме фактов, а в форме программ. Программист может взглянуть на них, и сказать: «Я знаю, что благодаря этим процедурам, программа „умеет“ писать русские предложения,» – но сама программа может понятия не иметь, как именно она это делает. Например, ее словарь может вообще не включать слова «русский», «предложение», и «писать»! Такое процедурное знание обычно разбросано по памяти в виде кусков, и на него невозможно указать пальцем. Это не отдельная деталь, но общее следствие работы программы. Иными словами, кусок процедурного знания – это эпифеномен.

У большинства людей, наряду с глубоким процедурным знанием грамматики их родного языка, существует более слабое декларативное представление о ней. Эти два типа знания могут легко вступать в конфликт; например, носитель языка может пытаться научить иностранца выражениям, которые он сам не стал бы употреблять, но которые находятся в согласии с декларативным «книжным представлением», которому его когда-то научили в школе. Интуитивные, блочные законы физики и других дисциплин, о которых мы упомянули выше, представляют собой в основном процедурное знание; тот факт, что у паука восемь ног – это в основном знание декларативное.

Между процедурным и декларативным существует множество переходных типов знания. Представьте себе, что вы пытаетесь вспомнить какую-то мелодию. Записана ли она у вас в мозгу нота за нотой? Сможет ли нейрохируг вынуть нервное волокно из вашего мозга и указать на нем, словно на магнитной ленте, каждую из последовательно записанных нот? Это означало бы, что мелодии хранятся в виде декларативного знания. Или же при попытке вспомнить мелодию в мозгу активируется множество символов, представляющих тональные соотношения, эмоциональные характеристики, ритмические особенности и так далее? Это означало бы, что мелодии хранятся в виде процедурного знания. На самом деле, возможно, что в записи мелодий в нашем мозгу участвуют оба эти типа знания.

Интересно то, что вспоминая мелодию, большинство людей не различают между возможными тональностями; им все равно, пропеть ли «В лесу родилась елочка» в до или в ми мажоре. Это означает, что в мозгу записаны не сами абсолютные тональности, а их соотношение. Однако у нас нет причин полагать, что это соотношение тональностей не может быть закодировано в декларативной форме. С другой стороны, некоторые мелодии запоминаются очень легко, в то время как другие никак не удается запомнить. Если бы все мелодии были закодированы в виде последовательности нот, сохранение в памяти любой мелодии должно было бы быть одинаково легким делом. Тот факт, что одни мелодии запоминаются легко, а другие – нет, указывает, по-видимому, на существование в мозгу неких хорошо знакомых нам схем, которые активируются, когда мы слышим ту или иную мелодию. Чтобы воспроизвести данную мелодию, эти схемы должны быть активированы в том же порядке. Это возвращает нас к символам, активирующим один другого, вместо простой линейной последовательности закодированных декларативным образом нот или тональностей.

Откуда мозгу известно, когда кусок знания закодирован декларативным образом? Вообразите, например, что вас спрашивают. «Сколько человек живет в Санкт-Петербурге?» Каким-то образом вам сразу приходит на ум число пять миллионов; при этом вам нет нужды спрашивать себя: «Батюшки, как же я их всех смогу подсчитать?» Теперь представьте себе, что я вас спрашиваю: «Сколько стульев стоит у вас в столовой?» Здесь происходит обратное: вместо того, чтобы пытаться вытащить ответ из вашей мысленной картотеки, вы либо идете в столовую и считаете там стулья, либо мысленно представляете себе столовую и считаете стулья в воображаемой столовой. Вопросы были одного типа – «сколько?..» – но один из них заставил вас вытащить «кусок» декларативного знания, в то время как другой привел в действие процедурный метод нахождения ответа. Этот пример показывает, что у нас есть знания о том, как мы классифицируем наши собственные знания; более того, некоторые из этих метазнаний в свою очередь могут быть закодированны процедурно, так что вы используете их автоматически, не отдавая себе отчета в том, как именно вы это делаете.

Зрительные образы

Одним из самых замечательных и трудно описуемых свойств сознания является его способность создавать зрительные образы. Как мы создаем мысленный образ нашей гостиной? Или бурного горного ручья? Или апельсина? Как нам удается создавать эти образы бессознательно – образы, которые дают нашим мыслям выразительность, цвет и глубину? С какого мысленного склада они достаются? С помощью какого волшебства нам удается смешивать два или три образа в один, даже не думая о том, как мы это делаем? Знания о том, как это делается, – один из самых ярких примеров процедурных знаний, поскольку мы почти ничего не знаем о том, что такое зрительные образы.

Возможно, что мысленные образы основаны на нашей способности подавлять моторную деятельность. Я имею в виду следующее: когда вы воображаете себе апельсин, в коре вашего мозга могут возникнуть команды взять его, понюхать, осмотреть, и так далее. Ясно, что эти команды не могут быть исполнены, поскольку апельсин находится только у вас в воображении. Но они могут быть направлены по обычным каналам в мозжечок или другие подсистемы мозга, пока в некий критический момент «мысленный кран» не закрывается, предотвращая действительное исполнение команд. В зависимости от того, насколько далеко расположен этот «кран», образы могут казаться более или менее жизненными и натуральными. В гневе мы легко можем вообразить, что хватаем какой-то предмет и швыряем его, или пинаем что-то, хотя на самом деле мы этого не делаем, но чувствуем, что были весьма близки к этому. Возможно, «кран» перекрыл нервные импульсы в самый последний момент.

Вот еще один способ различить между доступным и недоступным видами знания при помощи образов. Вспомните, как вы представляли себе машину, скользящую на мокрой горной дороге. Без сомнения, в вашем воображении гора рисовалась намного большей, чем машина. Почему это происходит? Потому ли, что когда-то вы заметили, что машины обычно бывают меньше, чем горы, запомнили это наблюдение, и воспользовались им, при восстановлении в вашем воображении данной истории? Маловероятное предположение. Или же это случилось благодаря невидимым нам взаимодействиям неких символов, активированных в вашем мозгу? Ясно, что последнее кажется гораздо более вероятным. Знание о том, что машины меньше гор – это не кусок запомненного материала; оно может быть получено дедуктивным путем. Следовательно, оно, скорее всего, закодировано не в одном единственном символе, а является результатом активации и последующего взаимодействия многих символов, таких, например, как «сравнивать», «размер», «гора», «машина» и других. Это означает, что знания хранятся в мозгу не явно, не в каких-либо определенных местах – скорее, они распространены по большим участкам коры. Такие простые факты, как размер предметов, должны быть «собраны по частям», а не просто вынуты из памяти. Итак, даже в знании, которое может быть выражено словами, есть некие сложные, недоступные нашему взгляду процессы, которые подготавливают это знание к тому моменту, когда оно сможет быть выражено словесно.

Мы продолжим исследование объектов под названием «символы» еще в нескольких главах. В главах XVIII и XIX, посвященных искусственному интеллекту, мы будем говорить о возможных способах включения активных символов в программы. В следующей главе мы рассмотрим объяснения, которые модель мозговой деятельности, основанная на символах, предлагает сравнению мозгов разных людей.

Англо-франко-германо-русская сюита

By Lewis Carroll [34]34
  Lewis Carroll, «The Annotated Alice» («Alice's Adventures in Wonderland» and «Through the Looking-Glass»). Введение и комментарии Мартина Гарднера (New York: Meridian Press, New American Library, 1960). Эта книга содержит все три версии. Оригинальные источники французского и немецкого текстов приводятся ниже. Русский перевод Д. Орловской.


[Закрыть]…

… et Frank L. Warrin [35]35
  Frank L. Warrin, «The New Yorker». 10 января 1931.


[Закрыть]…

… und Robert Scott [36]36
  Robert Scott, «The Jabberwock Traced to Its True Source», Macmillan's Magazine, февраль 1872.


[Закрыть]…

… и Д. Г. Орловской.

 
'Twas brillig, and the slithy toves
Did gyre and gimble in the wabe:
All mimsy were the borogoves,
And the momeraths outgrabe.
 
 
Il brilgue: les tôves lubricilleux
Se gyrent en vrillant dans le guave.
Enmimés sont les gougebosqueux
Et le momerade horsgrave.
 
 
Es brillig war. Die schlichten Toven
Wirrten und wimmelten in Waben;
Und aller mumsige Burggoven
Die mohmen Rath' ausgraben.
 
 
Воркалось. Хливкие шорьки
Пырялись по наве,
И хрюкотали зелюки,
Как мюмзики в мове.
 
 
«Beware the Jabberwock, my son!
The jaws that bite, the claws that catch!
Beware the Jubjub bird, and shun
The frumious Bandersnatch!»
 
 
«Garde-toi du Jaseroque, mon fils!
La gueule qui mord; la griffe qui prend!
Garde-toi de l'oiseau Jube, évite
Le frumieux Band-à-prend!»
 
 
»Bewahre doch vor Jammerwoch!
Die Zahne knirschen, Krallen kratzen!
Bewahr' vor Jubjub-Vogel, vor
Frumiosen Banderschnätzchen!«
 
 
«О бойся Бармаглота, сын!
Он так свирлеп и дик,
А в глуще рымит исполин —
Злопастный Брандашмыг.»
 
 
He took his vorpal sword in hand:
Long time the manxome foe he sought —
So rested he by the Tumtum tree,
And stood awhile in thought.
 
 
Son glaive vorpal en main, il va-
T-à la recherche du fauve manscant;
Pius arrivé à l'arbre Té-té,
Il у reste, réfléchissant.
 
 
Er griff sein vorpals Schwertchen zu,
Er suchte lang das manchsam' Ding;
Dann, stehend unterm Tumtum Baum,
Er an-zu-denken-fing.
 
 
Но взял он меч, и взял он щит,
Высоких полон дум,
В глущобу путь его лежит,
Под дерево Тумтум.
 
 
And, as in uffish thought he stood,
The jabberwock, with eyes of flame,
Came whiffling through the tulgey wood,
And burbled as it came!
 
 
Pendant qu'il pense, tout uffusé,
Le Jaseroque, à l'oeil flambant,
Vient siblant par le bois tullegeais,
Et burbule en venant.
 
 
Als stand er tief in Andacht auf,
Die Jammerwochen's Augen-feuer
Durch turgen Wald mit Wiffek kam
Ein burbelnd Ungeheuer!
 
 
Он встал под дерево и ждет,
И вдруг граахнул гром —
Летит ужасный Бармаглот
И пылкает огнем!
 
 
One, two! One, two! And through and through
The vorpal blade went snicker-snack!
He left it dead, and with its head
He went galumphing back.
 
 
Un deux, un deux, par le milieu,
Le glaive vorpal fait pat-à-pan!
Le bête défaite, avec sa tête,
Il rentre gallomphant.
 
 
Eins, Zwei! Eins, Zwei! Und durch und durch
Sein vorpals Schwert zerschnifer-schnuck,
Da blieb es todt! Er, Kopf in Hand,
Gelaumfig zog zuruck.
 
 
Раз-два! Раз-два! Горит трава,
Взы-взы – стрижает меч.
Ува! Ува! И голова
Барабардает с плеч.
 
 
«And hast thou slain the Jabberwock?
Come to my arms, my beamish boy!
О frabjous day! Callooh! Callay!»
He chortled in his joy.
 
 
«As-tu tué le Jaseroque?
Viens à mon coeur, fils rayonnais!
Ô jour frabbejais! Calleau! Callai!»
Il cortule dans sa joie.
 
 
»Und schlugst Du ja den Jammerwoch?
Umarme mich, mein Bohm'sches Kind!
О Freuden-Tag! О Halloo-Schlag!«
Er schortelt froh-gesinnt.
 
 
О, светозарный мальчик мой,
Ты победил в бою!
О, храброславленный герой,
Хвалу тебе пою!
 
 
'Twas brilhg, and the slithy toves
Did gyre and gimble in the wabe:
All mimsy were the borogoves,
And the momeraths outgrabe.
 
 
Il brilgue: les tôves lubncilleux
Se gyrent en vrillant dans le guave.
Enmimés sont les gougebosqueux
Et le momerade horsgrave.
 
 
Es brillig war. Die schlichten Toven
Wirrten und wimmelten in Waben;
Und aller mumsige Burggoven
Die mohmen Rath' ausgraben.
 
 
Воркалось. Хливкие шорьки
Пырялись по наве,
И хрюкотали зелюки,
Как мюмзики в мове.