Александр Драбкин - ЭВМ и живой организм

Вспомним Гёте:

Дабы не уподобиться такому исследователю, «достраивая» мозг, предстояло с максимальной полнотой выяснить его возможности и особенности. Приведем несколько примеров, на которые ссылается советский ученый И. Фейгенберг.

В отделении одной из клиник, которым руководил профессор А. Р. Лурия, лечился необычный больной. Он был ранен в голову во время Великой Отечественной войны и потерял способность читать. Больной видел буквы, но не узнавал их. Писать он мог – не забыл «двигательные образы» букв.

Чтобы продолжать работать, больной – инженер по специальности – должен был прибегать к помощи секретаря, который читал ему вслух текст. Конечно, такая форма работы была неудобна.

Врачи начали создавать у больного заново функцию чтения. Обводя букву пальцем, больной узнавал ее очертания. Так функция чтения была передана руке.

Постепенно больной научился читать бегло и отказался от услуг секретаря. Но достаточно было врачу снять пальцы пациента с текста, как тот сразу же терял способность читать. Такой своеобразный способ чтения представляет несомненный интерес при создании электронных машин, распознающих зрительные образы.

Советский физиолог Л. Орбели установил, что вегетативная нервная система оказывает влияние почти на все функции организма. Ряд опытов показал, что активное напряжение слуха (равно как и реальный звук) повышает остроту зрения, а запахи (так же, как и напряжение органов обоняния) снижают ее.

Это имеет свои причины, вытекающие из особенностей структуры нервной системы человека. Звук – сигнал о том, что в поле действия органов слуха появилось нечто новое, – мобилизует и зрение, и мышечную систему. Причем такая мобилизация свойственна не только человеку – вспомним, как меняется поза волка при внезапном звуке: подготовка к бегству или к атаке, связанная с звуковым сигналом, настораживает животное, приводит в готовность мышцы конечностей.

Что же касается запаха, то по крайней мере для человека он является сигналом о каком-то близком объекте и не требует напряжения зрения – ведь зрение в основном анализатор дальнего действия. Знание столь совершенной структуры, как слух или зрение, может оказать бесценную помощь создателям электронных машин. Ведь различная реакция «машинного мозга» на различную информацию имеет большое значение для его совершенствования.

А соощущения, которые нередко возникают у людей? Синестезия (соощущение) связана с действием определенного раздражителя на определенный орган чувств, причем одновременно возникает и добавочное ощущение, характерное для другого органа чувств. Композитор А. Н. Скрябин «видел» звуки, они вызывали у него цветовые ассоциации. Профессор А. Р. Лурия наблюдал синестезию у Т. – человека, обладавшего феноменальной памятью. Каждый звук, который слышал Т., вызывал у него не только световые и цветовые ощущения, но и ощущения вкусовые, осязательные. Один голос казался ему «желтым и рассыпчатым», другой – «как будто пламя с жилками надвигалось на меня». Обладая поразительной памятью, он не обращался к отвлеченным понятиям, решая ту или иную задачу, но видел перед собой конкретную картину: «Другие думают, а я вижу».

Все это представляет огромный интерес при конструировании электронных машин, при исследовании процессов «перекодировки» информации – перевода одних сигналов в другие.

Но особое значение в процессе «достраивания» мозга имеет логика мышления.

Основоположники кибернетики и, в частности, Н. Винер, неоднократно подчеркивали теснейшую связь кибернетики с логикой. Связь эта не сегодня возникла и не вдруг стала насущно потребной. Здесь целая история, связанная с развитием различных отраслей знания.

Было время, когда логика крайне слабо связывалась с математикой и совсем не связывалась с техникой. Однако это не значит, что между ними постоянно зияла непреодолимая пропасть.

В XVI–XVII веках в математике стали применяться буквенные обозначения. Античная и средневековая наука их не знала.

Современному школьнику это может показаться пустой формальностью – он так привык к иксам и игрекам в алгебраических формулах, что никак не склонен считать сам факт их использования чем-то существенным. А между тем именно введение буквенных обозначений в математические расчеты открыло возможность для разработки общих методов решения однородных задач, каких не знала предшествующая наука. Абстрагирование от конкретных объектов, замена их буквенными выражениями, значительно расширили возможности математики как науки.

В то же время развивался и иной процесс. У ученых возникло представление о возможности сопоставлять логические рассуждения и вычисления. В дальнейшем возникла идея создания универсального логико-математического метода, пригодного и для логики, и для математики. Великий Лейбниц был приверженцем создания искусственного научного языка и основанного на нем логического исчисления. Такой язык, по его мысли, служил бы для мышления «нитью Ариадны». При этом Лейбниц указывал на возможность механизации логических процессов на основе этого искусственного научного языка, что представляет интерес с точки зрения эволюции идей, приведших к созданию кибернетики. Формализованный язык и логический аппарат для «осуществления открытий и доказательств в науке» в сочетании со специальными механизмами уже 300 лет назад представлялся выдающимся умам актуальной научной и практической проблемой.

Два аспекта проблемы – описание логических процессов с помощью специального знакового аппарата, а также наличие соответствующих технических средств – сегодня актуальны постольку, поскольку человек хочет расширить свои возможности восприятия и оперативной обработки различной информации. Собственно кибернетика и возникла на базе изучения того общего, что имеется в процессах управления, происходящих в машинах, живых организмах, технических системах и их объединениях. Стало ясным огромное значение возникшей еще до появления кибернетики новой важной логико-математической дисциплины – теории алгоритмов. (Заметим, что под алгоритмом понимается не оставляющее места произволу предписание, которое определяет вычислительный процесс.) Значение этой дисциплины проистекает из тех требований к логико-математическим построениям, которые предъявляет к ним задача реализации их на вычислительной машине. Стало ясно, что использование вычислительной техники в нематематических областях (в биологии, технике, экономике) зависит от существующей здесь степени формализации научных изысканий. Чтобы машина стала помощником врача и инженера, экономиста и хозяйственника, нужно было разработать соответствующие логические схемы, которые позволили бы сообщить машине предназначенную для переработки информацию в понятной ей форме. Советские математики А. Ляпунова, С. Яблонский, говоря о теории алгоритмов и о возможностях ее применения вне сферы математики, отмечали: если внимательно всмотреться в эту теорию, можно заметить, что она пригодна для решения далеко не одних только чисто математических задач. В теории алгоритмов рассматриваются некоторые элементарные акты и выясняется, в каком случае возможна комбинация этих актов, дающая решение поставленной задачи.