Чудеса и трагедии чёрного ящика - Игорь Губерман

А следователь не носил с собой и не запоминал специально перечень примет. Прочитав его, он постарался выработать мысленный облик разыскиваемого. И, встретив в театре человека среднего роста со жгуче черными (!) волосами, он почувствовал, как знакомо это лицо, хотя мог бы поручиться: раньше он его не видел.

Так был найден перекрасившийся преступник, а рассказ стал очень яркой иллюстрацией к проблеме, которая сейчас волнует сотни ученых планеты.

Не просто сумма признаков (чем больше, тем лучше), механически складываясь, образует облик предмета, – нет, возникает нечто совершенно новое, некий отвлеченный образ, и его уже можно узнать, даже не располагая большой частью присущих ему признаков. Вот простейший пример.

Признаки: массивное, округлое и удлиненное туловище, четыре ноги, хвост, рога, большое вымя, короткая шерстка. Наверно, хватит, вы уже воскликнули: корова! Правильно. Но вот на лугу, досыта нажевавшись травки, корова не стоит, а лежит. Да еще и безрогая… Исчезло большинство признаков. Однако вы еще издали безошибочно говорите: корова!

Стоит человеку один или два раза увидеть какой-нибудь предмет, сооружение, любое живое существо, и он узнает его при следующей встрече. Не только взрослый, запоминающий сознательно, но и ребенок. Как будто после одного-двух показов мы начинаем знать об облике предмета (сооружения, существа) нечто главное, обобщающее, что уже затем бросается в глаза при любом освещении, в прихотливом повороте, при убедительном сходстве с другим объектом по огромному ряду признаков. Уже с детства человек пользуется каким-то безошибочным аппаратом различения и узнавания. Животные тоже обладают им – специально поставленные опыты убедительно показали, что не только обезьяны, но и крысы умеют различать даже геометрические фигуры. В случаях жизненно важных инстинкт узнавания передается по наследству: новорожденные обезьянки в страхе бегут, увидев в, клетке чучело змеи, а выросшие в зоопарке лошади, никогда не видевшие льва и тигра, ревут и храпят от ужаса, понюхав солому, на которой спали хищники. Опыты по узнаванию широко проводились со всеми излюбленными психологией подопытными: в них участвовали крысы и кошки, собаки, обезьяны и кролики.

Знают ли сейчас ученые, как происходит узнавание, какую мысленную модель предмета строит мозг, что за портреты хранит он в памяти? Нет! И путей решения пока не видно.

В процессе поисков, опытов и раздумий выработалось одно чрезвычайно важное понятие: при узнавании надо пользоваться набором вполне определенных признаков, в данной ситуации существенных, и отбрасывать признаки второстепенные, несущественные в заданном классе предметов. Так, при различении быка, лося, оленя и козла наличие рогов не является признаком существенным, ибо рога есть у каждого из различаемых. У каждого четыре ноги, хвост и шерсть – нужны какие-то иные признаки. И мозг находит их. Но зато, увидев изображение козла, зайца, бегемота и волка, мы немедленно выделим козла по существенному признаку – рога, а несущественный, общий, неполезный здесь признак – четыре ноги. Но зато эти же четыре лапы – существенное отличие кошки от страуса, дельфина и паука (кроме других, естественно, признаков). В каждой конкретной ситуации вырабатывается свой принцип деления на классы: живое или неживое, шестилапое или двуногое, насекомое или птица, движущееся или неподвижное. И великая особенность мозга в том, что он мгновенно и уверенно, применяя неведомый пока механизм анализа, составляет программу признаков и после первого же показа отличит уже в любой ситуации корень дерева от, например, змеи, провода и веревки.. Немедленный автоматический анализ предъявленных раздражителей (существ, предметов, ситуаций, слов, звуков) и составление программы их различения – часть того великого и неизведанного пока, что мы называем мышлением. В самом деле, узнавание деталей и событий этого мира, разделение их на группы и классы, уловление связи между ними – это же и есть постижение мира, умение думать и сопоставлять. Правда, человеческое мышление – это еще и постановка будущих задач, формирование цели, но значительная часть мышления определена узнаванием.

Что же делает мозг? Составляет ли он каждый раз заново план осмотра того, что перед ним возникает, или этот план уже есть и мозг сразу начинает подряд отбирать признаки, попеременно сравнивая их с теми наборами, которые имеются на хранении? Есть книга о движениях глаза в процессе осмотра – на обложке ее нарисована древняя красавица Нефертити, а чуть дальше – пунктирные пути: кривые движения рассматривающего глаза. В сущности, это тоже портрет Нефертити, но как он уже искажен! Глаз метался от уха к носу, опускался к подбородку, прыгал к волосам и отбирал, отбирал что-то, составляя мысленную модель портрета, чтобы уже потом ни с чем его не спутать.

Что же делает мозг? На сегодняшнем уровне наших знаний об этом можно только догадываться. Мы говорим – узнаёт, но ведь это пустое, хотя и правильное слово. Что делает радиоприемник? Вы недолго думаете и отвечаете: повышает культурный уровень слушателей. И ведь это верно! Но с точки зрения радиотехника – ответ пустой. Тут в слове «что» звучит скорее «как» – как он это делает, что разносящиеся в эфире электромагнитные волны становятся осмысленными и доступными для уха звуками? О радиоприемнике мы это знаем. А о мозге – нет. Что он делает? Мыслит, узнает, формирует поступки. С точки зрения нейрофизиолога это пока пустые слова.

Но теперь давайте отвлечемся – наступило важное время.

Поговорим о кибернетике, читатель. Нам очень понадобится для дальнейшего это небольшое отступление. В прошлой главе шла речь о мозге как о приборе наблюдения, и эти его свойства наука и техника во многом умеют сегодня повторить. Но стоит заговорить о каком-то обобщении получаемых из мира сведений, и физиологи разводят руками – нет, они не знают, как мозг обрабатывает полученные при познавании мира данные, не знают, как он строит мысленные модели отдельных вещей и событий, людей, положений и фактов.

Заговорив о машинах, думающих, как мозг, кибернетика выдала векселя, которые пока не в состоянии оплатить. Ибо мышление начинается (а во многих случаях и кончается) на необходимости понять («узнать»!) ситуацию, место, систему взаимосвязи предметов, существ и явлений достаточно правильно, чтобы сделать верный вывод об отношении к ним и между ними. Машина уже сейчас очень быстро умеет вычислять и находить в своей огромной памяти заданное слово, цифру или другую запись. В эту машину следует ввести теперь какую-то четкую программу действий для разделения увиденного по признакам, которые дадут ей возможность узнавать связь существ и событий, законы их взаимодействия.

Вот пример узнавания, где чрезвычайно важно отличие существенных признаков от несущественных: диагноз болезни.

Известна печальная фраза: «Хорошо, если я за свою жизнь хоть треть диагнозов поставил правильно». Это сказал не начинающий медик, а прекрасный врач, изумительный диагност Боткин. Сколько же раз он ошибся! Что говорить тогда об обычных, средних врачах! Диагноз – это угадка по сочетанию признаков болезни. Отобрать существенные – значит опознать ее. О том, насколько это трудно, знают врачи из любых областей медицины. А о том, как порой необходимо провести это опознание быстро, до сих пор напоминает могильная плита на одном из кладбищ Рима: «Он умер от замешательства врачей».

Сложное химическое производство. В десятке цехов идут одновременно сaмые разные реакции, полученные вещества в заданных соотношениях будут потом взаимодействовать друг с другом. Оператор хранит в голове мысленную модель, общую картину технологии и главную цель – он по полученным с мест данным постоянно решает: где вмешаться в процесс, где изменить состав или количество исходных веществ, когда и в каких состояниях соединять получаемые продукты. С решением непрерывно возникающих, постоянно меняющихся ситуаций разум человека справляется – здесь невозможна жесткая, раз и навсегда определенная программа, ее каждый раз надо составлять, имея в виду конечную цель, правильно истолковывая возникающие положения. А машина без жесткой программы (если А, то Б, прибавляется К, выдерживается Н минут) еще работать не может.

Однако, посетовав на то, что физиологи ничем не смогли помочь кибернетикам, следует вспомнить, что узнающие программы для вычислительных машин все-таки уже есть. Они учатся на долгих показах, потом по нескольким десяткам признаков ставят диагноз болезни, по нескольким показателям геофизических измерений указывают, есть ли в данном районе нефть (и точнее, чем специалисты), готовятся еще к десятку разных профессий.

Только вот что печально (с точки зрения темы книги): эти машины сделали инженеры и математики. Физиологи и психологи ничуть не помогли им (они сами мечтают о модели, сопоставимой с мозгом). Есть предположение: наверно, все-таки создатели узнающих машин думали о возможных принципах устройства мозга, подсознательно, незаметно оглядываясь на свое понимание, мысленную модель его работы. Вроде бы нет, говорят они, более того – мы нашли прекрасные принципы опознания, и в случае, если окажется, что мозг работает не так, тем хуже для него, в наших узнаваниях машина делает ничтожно мало ошибок.