К структурной когнитологии: феноменология сознания с точки зрения искусственного интеллекта
В.К. ФИНН
Развитие когнитивных наук, для которых междисциплинарные связи являются необходимым условием их полезности, зависит от взаимодействия психологии, физиологии, лингвистики, а также логики и искусственного интеллекта - полигона экспериментальной проверки научных средств имитации рациональности и продуктивного мышления. В связи со сказанным весьма интересно рассмотреть явление асимметрии мозговой деятельности в связи с конструкциями искусственного интеллекта и его логических средств.
Вяч. В. Иванов систематически рассмотрел явление асимметрии мозга и знаковых систем и их связи с исследованиями в области искусственного интеллекта (ИИ) и робототехники [1]. В настоящей статье предпринята попытка сопоставить принципы ИИ и феноменологию сознания. Предлагаемое их сопоставление является терминологическим и экспликативным, но не экспериментальным, и содержит попытку выявления "левых" и "правых" механизмов интеллектуальной деятельности, имитируемых в основных продуктах ИИ - интеллектуальных системах (ИС). Основная идея данной статьи состоит в аналогии между структурой сознания и архитектурой ИС, имитирующей некоторые аспекты естественного интеллекта - его феноменологии, что дает основание сформулировать исходные идеи структурной когнито-логии.
Под структурой человеческого сознания мы будем понимать следующее соотношение: сознание = система знаний + мышление + субъективный мир личности (СМЛ). Разумеется, для каждой из трех подсистем сознания требуется дать некоторые харак-теризации, являющиеся подобием уточнения соответствующих идей. Само же сознание в нашем смысле следует понимать как эмерджентное явление, порожденное тремя указанными выше подсистемами - знаниями, мышлением, субъективным миром личности. Говоря неформально, под сознанием будем понимать функцию, зависящую от знаний, мышления и СМЛ.
В наших рассуждениях нет претензий на выделение точных определений рассматриваемых идей, которые были бы трансформацией этих идей в понятия [2]. Скорее всего, будет представлена схема понимания рациональных аспектов сознания с точки
© Финн В.К., 2009 г.
зрения знаний об интеллектуальных системах, как имитаторов сознательной активности человека. Следствием такого рассмотрения будет выяснение, в частности, различий сознания животных и сознания человека с точки зрения ИИ и логики, а также уточнение идеи продуктивного мышления.
Обратим внимание на тонкие различия двух пониманий сознания у С.Л. Франка. Сознание в первом смысле, согласно С.Л. Франку, есть поток актуальных переживаний [3. С. 148]; сознание во втором смысле понимается не только как актуальное переживание, но и как включающее в себя все содержание, потенциально доступное субъекту сознания. Связь второго понимания сознания с идеей Мира 3 по К.Р. Попперу кажется очевидной [4]. Второе понимание сознания в смысле С.Л. Франка будет рассмотрено с точки зрения ИИ.
Для понимания задач, решаемых в системах ИИ, следует уточнить феномен естественного интеллекта (ЕИ), ибо ИИ (как направление исследований) занимается аппроксимацией ЕИ, точнее, совокупности способностей, образующих его реальный феномен. Таковыми являются:
(1) способность выделять существенное в наличных данных и знаниях и упорядочивать их (она - необходимый аспект интуиции);
(2) способность к целеполаганию и планированию поведения - порождение последовательностей "цель - план - действие";
(3) способность к отбору знаний (посылок выводов, релевантных цели рассуждения);
(4) способность извлекать следствия из имеющихся фактов и знаний, т.е. способность к рассуждению, которое может содержать как правдоподобные выводы, используемые для выдвижения гипотез, так и достоверные выводы (следовательно, под рассуждением понимаются последовательности правдоподобных и достоверных выводов);
(5) способность к аргументированному принятию решений, использующему упорядоченные знания (представление знаний) и результаты рассуждений, соответствующие поставленной цели;
(6) способность к рефлексии - оценке знаний и действий;
(7) наличие познавательного любопытства: познающий субъект должен быть способен задавать вопрос "что такое?" и искать на него ответ;
(8) способность и потребность находить объяснение (не обязательно дедуктивное!), как ответ на вопрос "почему?";
(9) способность к синтезу познавательных процедур, образующих эвристики решения задач и рассмотрения проблем, например, такой эвристикой является взаимодействие индукции, аналогии и абдукции (с учетом фальсификации выдвигаемых гипотез посредством поиска контрпримеров) с последующим применением дедукции;
(10) способность к обучению и использованию памяти;
(11) способность к рационализации идей: стремление и умение уточнять их как понятия;
(12) способность к созданию целостной картины относительно предмета мышления, объединяющей знания, релевантные поставленной цели (т.е. формирование приближенной "теории" предметной области);
(13) способность к адаптации в условиях изменения жизненных ситуаций и знаний, что означает коррекцию "теории" и поведения.
Следует отметить, что характеризация "практического интеллекта" в когнитивной психологии [6] содержит три способности - целеполагание, адаптацию и оценку (способность быть критичным относительно своих мыслей и действий)1.
1 Целеполагание, адаптация и оценка образуют ядро интеллекта согласно Альфреду Бине и Теодору Симону [7]. Эти способности соответствуют приведенным выше характеристикам феноменологии ЕИ: (2), (13) и (6), сформулированным в [8].
В [9] Р. Солсо приводит уникально человеческие способности, характеризующие ЕИ согласно Е.И. Никерсону, Д.Н. Перкинсу и Е.Е. Смиту [10], таковыми являются:
- способность классифицировать паттерны,
- способность к адаптивному изменению поведения - к научению,
- способность к дедуктивному мышлению,
- способность к индуктивному мышлению,
- способность разрабатывать и использовать концептуальные модели,
- способность понимать.
Сравнение способностей (1)—(13) [8] и множества способностей из [10] показывает, что (1)—(13) фактически покрывают последние за исключением способности понимания. Однако (1)—(13), порожденные потребностями ИИ имитировать ЕИ, являются более содержательными.
Для характеристики ЕИ существенны:
(1) способность выделения существенного в наличных знаниях;
(2) способность к целеполаганию и планированию поведения;
(3) способность к отбору посылок выводов, релевантных цели поведения;
(4) способность к рассуждению, включающему выдвижение гипотез ((4) - средство для планирования поведения), (9) - способность к синтезу познавательных процедур (эта способность обеспечивает формирование эвристик для перехода от незнания к знанию). Очевидно, что способности к дедукции и индукции, изолированно формулируемые в [10], содержатся в приведенных выше (3), (4) и (9), выражающих механизм получения нового знания, формализуемого в системах ИИ как синтез познавательных процедур. Изолированное же рассмотрение дедукции и индукции может способствовать развитию формальных методов, но не проясняет механизма познания как инструмента рационального аспекта сознания.
Заметим также, что способность к пониманию [9] есть следствие взаимодействующих способностей (1), (3),(4) - (12), сформулированных выше.
Напомним структурную схему, характеризующую человеческое сознание: сознание = система знаний + мышление + субъективный мир личности (СМЛ). Функционирование сознания состоит во взаимодействии трех образующих его подсистем, но различные состояния сознания связаны с приоритетами актуализации его подсистем и возможных их комбинаций, например, актуализация системы знаний и мышления в виде рассуждений, реализующих способности (1)—(13) при фоновом участии СМЛ образуют интеллектуальную деятельность - функционирование рационального интеллекта (приоритет участия левополушарного мозгового процесса [1]). Актуализация же системы знаний (в особенности хранимой в ней подсистемы образов) и СМЛ при фоновом участии мышления образует художественную деятельность с преобладанием интуиции2.
Неактивное состояние сознания есть некоторый внутренний разговор, скорость которого превышает скорость превращения его результатов в связную речь (можно предположить, что в этом состоянии сознания приоритет имеет правополушарный мозговой процесс [1]). Интуиция (инсайт, озарение) является труднообъяснимым (и даже таинственным) явлением сознания. Интуиция является продуктом интегратив-ной психической деятельности с обязательным влиянием системы знаний и СМЛ. Чрезвычайно трудно экспериментально изучить роль интуиции в интеллектуальной деятельности человека в силу ее интегративности, т.е. зависимости от всей психической жизни человека. Анри Бергсон, характеризуя сознательную жизнь человека, выделял в ней ведущую роль интуиции: "...Интуиция есть сама сущность духа и, в известном смысле, сама жизнь: интеллект высекается в интуиции путем процесса, подража-
2 Интуиция может присутствовать и в случае функционирования рационального интеллекта, но не как средство рассуждения, а как некий стимул или догадка. В этом смысле интуиция - эмерджентное явление, присущее сознанию, но не сводимое к системе знаний и мышлению.
ющего тому, который породил материю. Так выявляется единство духовной жизни. Познать его можно только войдя в интуицию, чтобы оттуда идти к интеллекту, ибо от интеллекта никогда нельзя перейти к интуиции" [11. С. 239]. Американский логик Д. Майхилл говорил, что интуиция порождает формализацию, а формализация уточняет интуицию.
Место интуиции в сознательной деятельности человека можно изобразить посредством "четырехугольника сознания":
Интуиция ^ рассуждение
т п
СМЛ ^ система знаний
Представляется естественным считать, что интуиция является эмерджентным явлением сознания, относящимся к СМЛ и зависящим от правополушарной мозговой деятельности.
Прояснение идей сознания, интеллекта и мышления можно попытаться осуществить с точки зрения архитектуры и функциональных характеристик интеллектуальных систем, предста
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.