Турчин Фёдорович - Феномен науки. Кибернетический подход к эволюции

• Название: Феномен науки. Кибернетический подход к эволюции
• Автор: Турчин Фёдорович
• Издательство: ЭТС
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература
• Год: 2000
• ISBN: 5-93386-019-0

Автор книги — выдающийся ученый, физик и кибернетик, создатель языка Рефал и нового направления в программировании, связанного с преобразованием программ. Известен широкому кругу отечественных читателей как составитель сборника “Физики шутят”. Вынужденный покинуть Родину, с 1977 года он живет и работает в США.

В этой книге В. Ф. Турчин излагает свою концепцию метасистемного перехода и с ее позиций прослеживает эволюцию мира от простейших одноклеточных организмов до возникновения мышления, развития науки и культуры. По вкладу в науку и философию монография стоит в одном ряду с такими известными трудами как “Кибернетика” Н. Винера и “Феномен человека” П. Тейяра де Шардена.

Книга написана ярким образным языком, доступна читателю с любым уровнем подготовки. Представляет особый интерес для интересующихся фундаментальными вопросами естествознания.

Замечания по электронной версии книги присылайте, пожалуйста, членам редакционного совета. Спасибо!

Редакционный совет: А. В. Климов, А. М. Чеповский, В. С. Штаркман

---

Ассоциация представлений, имеющих временную координату, дает вам возможность предвидеть в своем воображении будущие ситуации. Мы установили наличие таких представлений, опираясь на внутренний, субъективный опыт. Но из того факта, что животные также обнаруживают способность предвидения (посмотрите, как ловит собака кусок сахара), мы заключаем, что их представления могут обладать временной координатой.

Рис. 3.8. Схема моделирования

Говоря языком кибернетики, связывание представлений, включающих временную координату, и вытекающая отсюда способность предвидеть будущее есть не что иное, как моделирование, построение модели окружающей среды.

Дадим общее понятие модели. Рассмотрим две системы α и β. Допустим, что каждому состоянию Ai, системы α мы можем каким-то образом сопоставить одно определенное состояние Bi, системы β (рис. 3.8).

Обратное соответствие не обязательно должно быть однозначным, т. е. одному состоянию β может соответствовать множество состояний α. Так как обобщенное состояние согласно нашему определению есть множество состояний, можно характеризовать это положение как взаимно однозначное соответствие состоянии системы β обобщенным состояниям системы α. Это необходимо, но не достаточно, чтобы считать систему β моделью системы α. Должно еще существовать такое преобразование T(t) системы β, зависящее от времени t, которое моделирует естественное течение времени в системе α. Это означает следующее. Пусть первоначально система α находится в обобщенном состоянии A1, которому соответствует состояние Bi, системы β. Пусть по прошествии времени t состояние системы α становится A2. Тогда преобразование T(t) должно переводить систему β в состояние B2, соответствующее обобщенному состоянию A2. Если это условие выполнено, мы называем систему β моделью системы α.

Преобразование T(t) может, в частности, заключаться просто в том, что мы предоставляем системе β самой по себе менять свое состояние со временем. Такие модели называют моделями в естественном масштабе времени.

...Осаждающие сделали подкоп под крепостную стену и заложили в него несколько бочек с порохом. Рядом горит свеча, от основания которой начинается пороховая дорожка к бочкам. Когда свеча догорит, будет взрыв. Точно такая же свеча, зажженная в то же время, горит на столе в палатке предводителя осаждающих. Эта свеча служит для него моделью первой. Зная, сколько времени осталось до взрыва, он отдает последние распоряжения... Свирепые лица склонились над столом, волосатые руки сжимают оружие. Свеча догорает. Страшный взрыв сотрясает воздух. Модель не подвела...

Изображение на экране телевизора, когда идет трансляция футбольного матча, можно тоже формально считать моделью футбольного поля и трибун стадиона. Действительно, все условия соблюдены. Однако чувствуется большое различие между случаем двух свечей и случаем трансляции матча. В чем оно состоит? В различии информационных связей между системами α и β. Любое изображение β объекта α является в широком смысле слова его моделью. Но от α к β существует непрерывный поток информации, и только благодаря этому потоку сохраняется соответствие между состояниями α и β. Имея информационный доступ к β, мы фактически имеем доступ к α. Система β служит лишь фазой передачи информации от α. Совсем другое дело в случае двух свечей. Свеча β горит с такой же скоростью, как свеча α, но независимо от нее. Предводитель осаждающих не имеет доступа к свече α и не может получить никакой реальной информации о ее состоянии. Путем моделирования он компенсирует этот недостаток получением эквивалентной информации. Система β играет здесь принципиально другую, более существенную роль. С ее помощью как бы преодолевается пространственный барьер, причем без установления каких-либо новых информационных каналов.

Еще более важен случай, когда модель помогает преодолевать не пространственный, а временной барьер. Информационного канала в будущее, увы, не проложишь. А модель позволяет нам действовать так, как будто такой канал есть. Для этого надо только, чтобы выполнение преобразования T(t) над моделью занимало меньше времени, чем само время t. Можно было бы привести много примеров использования таких моделей в жизни современного человека, однако вряд ли в этом есть необходимость. Вернемся еще раз к ассоциациям представлений.

Мы видели, что ассоциации статических представлений отражают наличие пространственных корреляций, взаимосвязей в окружающей среде. Точно так же ассоциации динамических представлений — модели, создаваемые мозгом — отражают динамические временные корреляции, свойственные внешней среде. Ситуация х через время t вызывает (или может вызвать) ситуацию Y — вот общая формула таких корреляций, и эти корреляции запечатлеваются в мозгу в виде соответствующих ассоциаций.

3.9. Познание мира

Что такое знание? Как можно с кибернетической точки зрения описать ту ситуацию, когда человек или животное знает то-то и то-то?

Допустим, вы знаете, что в соседней комнате находятся два человека. Тот факт, что они там действительно находятся, означает, что если вы войдете в комнату, то увидите там двух людей. Тот факт, что вы знаете об этом, означает, что, не входя в комнату реально, а лишь представив, как вы открываете дверь и входите в комнату, вы представляете себе и двух людей, находящихся в комнате. Следовательно, в вашем мозгу имеет место ассоциация представлений, позволяющая вам предвидеть результаты некоторых действий, т. е. некоторая модель действительности. Так же интерпретируются утверждения, что, видя катящееся колесо, вы знаете, где оно будет через секунду; что собака, на которую замахиваются палкой, знает, что последует удар, и т.п. Знание — это наличие в мозгу какой-то модели действительности. Увеличение знания, т. е. возникновение новых моделей действительности в мозгу, — это процесс познания. Познание мира не есть привилегия человека, оно свойственно уже высшим животным. Пятый этап эволюции можно назвать этапом индивидуального познания мира.

Глава 4. Человек

4.1. Управление ассоциированием

Мы подошли к самому волнующему моменту в истории жизни на Земле — появлению мыслящего существа, человека. Логика нашего повествования побуждает нас связать возникновение мышления с очередным метасистемным переходом. В настоящее время мы еще так мало знаем о процессе мышления и о структуре мыслящего мозга, что всякую теорию, претендующую на объяснение этого явления в целом, надо рассматривать как гипотетическую. Следовательно, и к нашей концепции мышления надо относиться как к гипотезе. Однако эта концепция указывает место мышления в ряду естественных явлений и, как мы увидим, приводит в систему обширное множество фактов. В ее пользу говорит также полное отсутствие произвольных допущений частного характера, которое обычно приходится делать, когда теория включает структурное описание мало изученного объекта. Ядром нашей концепции является не какая-либо гипотеза о конкретной структуре и механизме работы мозга, а выбор таких функциональных понятий, через которые становится возможным последовательное и достаточно убедительное объяснение фактов, относящихся к мышлению.

Итак, мы утверждаем, что появление мыслящих существ, знаменующее начало нового этапа эволюции и даже новой эры — Эры Разума, есть не что иное, как очередной метасистемный переход, происходящий по формуле

Управление ассоциированием = Мышление.

Чтобы доказать это утверждение, мы будем анализировать следствия, вытекающие из управления ассоциированием, и отождествлять эти следствия с теми формами поведения, которые мы наблюдаем у мыслящих существ.

Прежде всего, что такое управление ассоциированием? Представления Х и Y ассоциируются у животного только в том случае, когда они совместно появляются в его опыте. Если не будет их совместного (как правило, многократного) появления, то не возникает и ассоциации. Животное не вольно управлять своими ассоциациями. Оно имеет только те ассоциации, которые ей навязывает среда. Управление ассоциированием означает наличие в мозгу механизма, позволяющего ассоциировать любые два или несколько представлений, которые вовсе не имеют тенденции встречаться в опыте совместно. Иначе говоря, это произвольное, не навязанное внешней средой ассоциирование.