авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |

«А.Г. КИРЬЯКО ЭЛЕКТРОННЫЙ МОЗГ (его работа и конструкция) г. Санкт-Петербург Альфарет 2007 ...»

-- [ Страница 7 ] --

Горизонтальное строение е-нуса и мозга определяется другим принципом, называемым нами принципом соседства: соседние области мозга должны обладать функциональным родством или, другими словами, органы или структуры организма, связанные функционально, управляются соседними областями мозга. Этот принцип диктуется двумя очевидными требованиями:

между функционально связанными областями мозга количество связей и их длины должны быть минимальны. Особое значение эти требования имеют, по видимому, для живого мозга. Дело в том, что связи в головном мозге в процессе онтогенеза не могут устанавливаться однозначно, так как, во-первых, подвержены индивидуальной изменчивости, а, во-вторых, зависят от особенностей информации, полученной во время обучения. Даже если предполагать возможность целенаправленного роста аксонов, однозначность установления связей маловероятна. В связи с этим живой организм, по-видимому, использует обычное средство достижения цели - избыточность количества связей. Если связи необходимо установить с ближайшими соседями, то избыточность будет минимальной по сравнению с тем случаем, когда две данные области разделены еще другими, не взаимодействующими с ними областями.

Таким образом, принцип соседства является одним из облегчающих условий организации и функционирования мозга. Картирование коры головного мозга подтверждает правомерность наших выводов.

3.2. Описание схемы отдела речи Мы рассмотрим взаимосвязанную работу двух трактов отдела речи (ОР) тракта слуха (ТС) и тракта артикуляции (ТА), как типичных представителей трактов обработки знаковой информации, с одной стороны, и как трактов, управляющих моторными реакциями организма, с другой.

Схема модели с теми же упрощениями, что и прежде, приведена на рис. 3.6:

Рис. 3. Обозначения: ТС - тракта слуха, ТА - тракта артикуляции, БД - блок детектирования, БП - блок памяти, БУ - блок управления, БСА - блок случайной активности, М - мышцы, Р - рецепторы.

Отметим ее существенные отличия от схемы детерминированной модели.

Адаптивные линии связи между яч-БП-ТА и яч-БП-ТС, а также линия обратной связи между рецептором Р и яч-БП-ТС, проведенные пунктиром, являются недетерминированными. Это означает, что, например, "Б"-БП-ТА имеет связь не только с "Б"-БП-ТС, но и с соседними ей ячейками БП-ТС. Аналогично "Б"-БП ТА связана не только с "Б"-БУ-ТС, но и с несколькими соседними ячейками БУ ТС. Это соответствует тому факту, что ячейки ТС до обучения е-нуса не имеют однозначных связей с ячейками ТА, так как человеческие языки не имеют единства и в этом смысле любой язык случаен для данной особи и не может быть однозначно (генетически) фиксирован связями.

Возбуждение ячеек БП-ТА происходит под действием блока случайной активности (БСА). Другими словами, БСА приводит в действие клавиши печатной машинки в случайном порядке, что соответствует недетерминированности работы артикуляционного аппарата ребенка в процессе обучения.

Как мы отмечали, для каждого отдела е-нуса и мозга существуют свои "облегчающие условия", связанные с особенностями функционирования, упрощающими его конструкцию и обучение. В частности, одним из таких облегчающих условий, существенно отличающим ТА от других моторных отделов, является способность ТС воспринимать те звуки, которые производит ТА (так называемая внутренняя речь человека). Поэтому полезно, чтобы в е-нусе и мозге существовала связь между яч-БП-ТА и яч-БД-ТС, изображенная на рисунке волнистой линией, хотя она и не является электрической цепью. Это существенно облегчает овладевание речью. (Далее мы покажем, что наличие этой связи является абсолютно необходимым условием самообучения и, следовательно, самого процесса мышления).

Поясним функционирование нашей модели, как если бы это была модель мозга ребенка. Формирование знаковой речи происходит в ТС. В процессе прослушивания речи у ребенка формируются det-ячейки инвариантных частей речи (для нашей модели это просто буквы), связи между ними и связи с det ячейками зрительного и других отделов. В результате ребенок научается понимать речь. Но это не означает, что одновременно он научается ее воспроизводить:

научение воспроизводить речь происходит независимо и посредством другого тракта - ТА. Наш вывод подтверждается тем фактом, что дети гораздо раньше научаются понимать речь, чем говорить.

Обучение ТС происходит извне и детерминируется правильностью речи взрослых, ведущих обучение. Говорить ребенок научается сам с помощью ряда генетических механизмов. Взрослые здесь ничем не могут помочь, ибо владение мышцами производится из внутренних отделов мозга ребенка. По нашему предположению активность голосового аппарата на первых порах обучения является случайной и управляется БСА. Облегчающая связь в виде звукового канала передачи информации позволяет установить электрическую связь между ТА и ТС: случайные звуки, созданные ТА под действием БСА, проверяются на соответствие звукам действительной речи в ТС, уже обученной взрослыми. Если издаваемый звук оказался близок одному из звуков речи, то артикуляция закрепляется и меняется сопротивление именно тех связей, которые соответствуют и на слух, и в артикуляции одному и тому же звуку. Например, БСА случайно "нажал" клавишу "Б";

букву "Б" может "услышать" только "Б"-БД ТС, а ни какая другая ячейка детектора. Вследствие этого возбужденными оказываются "Б"-БП-ТА и "Б"-Р-ТА с одной стороны, и "Б"-БП-ТС и "Б"-БУ-ТС, с другой. Благодаря этому между ними возможно возникновение связей (точнее, изменение сопротивлений адаптивных связей). Некоторые особенности установления этих связей мы рассмотрим в другом месте.

Наученная схема е-нуса по рис. 3.6. действует при записи и воспроизведении точно так же как схема по рис. 3.4. Другими словами, основной результат обучения этой модели заключается в переходе системы из недетерминированного состояния в детерминированное.

4.0. Модель самообучения.

Зададим вопрос: чем должна отличаться модель самообучения от рассмотренных выше моделей? Сравним мозг с работой ЭВМ, которая не только хранит, но и перерабатывает информацию, а также имеет возможность запомнить результаты этой переработки.

Описанные выше модели предназначены просто для записи и воспроизведения информации, как это, например, характерно для магнитофона или жесткого диска ЭВМ. Переработка информации связана с вызовом, или точнее, с выделением нужной части информации (предназначенной для переработки) из памяти и хранением ее в особом состоянии (состоянии возбуждения) в течение времени, требуемом на переработку информации (некоторой аналогией такому состоянию является быстродействующая память RAM компьютера).

В процессе переработки появляется большое количество промежуточной информации, большая часть которой не представляет интереса для запоминания.

Только некоторые части этой информации, а также конечные результаты, если они признаны полезными, должны быть запомнены надолго (перенесены из памяти RAM на жесткий диск). В данном случае нас интересует, как именно делает это мозг. Как он "обучает" себя вновь полученной информации?

Очевидно, прежде всего, должна существовать структура, отдел мозга, который после принятия решения о том, что данная информация полезна, отдает распоряжение о ее записи. Поскольку заранее неизвестно, какую информацию придется запоминать, очевидно, этот центр должен обучаться и научаться управлять такой записью извне. По-видимому, структуру такого отдела и его работу лучше рассмотреть в главе посвященной блоку управления. Здесь только остановимся на структуре, позволяющей мозгу запомнить информацию, возникшую в нем самом.

Решение подсказывает простое наблюдение человека над самим собой: в процессе мышления человек, фактически, непрерывно сам беседует с собой.

Именно эта способность материализует наше мышление: способность ТС воспринимать те сигналы (так сказать, пассивные звуки), которые производит ТА (этот процесс называется внутренней речью). В этом случае нет разницы, поступает ли информация извне или изнутри, так как все остальные процессы протекают аналогично тому, как это имеет место в случае детерминированной или недетерминированной моделей.

Литература к главе 3.

1. Мозг. Сб. пер. с англ. М., Мир, 1982.

2. Дж. Эдельмен, В. Маунткасл. Разумный мозг. М., Мир, 1981.

Глава 4. Потактовый способ записи и воспроизведения информации 1.0. Введение.

Во второй главе мы рассмотрели принципиальную возможность записи информации в схеме на адаптивных связях посредством последовательного изменения коэффициентов (или, по другому, сопротивления, проводимости) связей между избранными det-ячейками, пропорционального времени перекрытия сигналов, а также воспроизведения ее в форме волны возбуждения. С точки зрения теории детерминант такая возможность предсказуема однозначно, ибо всякое изменение в системе может служить для записи информации.

Действительно, изменение в системе, соответствующее ее отклонению от равновесного, случайного состояния (а им можно считать всякое начальное состояние, если система самопроизвольно не переходит в другое, или переходит очень медленно) соответствует уменьшению энтропии системы (в данном случае, физической энтропии, введенной Клаузиусом;

будем ее называть поэтому К энтропией). Если элементы системы пронумеровать, или, в общем случае, с каждым из них связать символ, то изменение системы будет однозначно сопровождаться изменением системы символов, чему соответствует изменение (уменьшение) энтропии информационной, введенной Шенноном (будем называть ее Ш-энтропией). Но уменьшению Ш-энтропии соответствует накопление информации, т.е. ее запоминание.

Встает вопрос, какие существуют способы записи информации посредством адаптивных связей и велико ли их число? Важен в этом смысле и вопрос об их классификации. Из общих соображений можно высказать такое предположение: в отличие от схем ОЗУ в ЭВМ, в которых каждая ячейка имеет только два состояния и которые по этой причине в информационном плане ничем друг от друга не отличаются, схемы адаптивной памяти могут существенно отличаться друг от друга по своим возможностям в зависимости от качества и количества связей между ячейками, от свойств самих ячеек, избирательности связей и т.п.

Примером тому может служить сравнение схем перцептронов со схемой запоминания е-нуса.

Анализ показывает, что схема записи-воспроизведения, рассмотренная во второй главе, обладает рядом недостатков. Краткое знакомство с ними позволит нам построить схемы, в которых эти недостатки отсутствуют.

2.0. Недостатки схемы фиксирования информации с изменением глубины связи, пропорциональным длительности перекрытия сигналов.

Схема фиксирования информации с изменением глубины связи по длительности перекрытия сигналов, рассмотренная во второй главе и называемая далее для краткости линейной (в геометрическом смысле), обладает двумя существенными недостатками, ограничивающими применение этой схемы областью специальных языков, существенно отличных от реальных.

2.1. Насыщение связей.

Если повторять обучение линейной схемы достаточное число раз, значения сопротивлений (по другой терминологии – значения проводимости, коэффициентов связи и т.д.) примут примерно одинаковое у всех связей значение, поскольку по нашему предположению у всех связей существует общая нижняя граница значения сопротивления. В таком случае волна возбуждения не способна будет возникнуть. Другими словами, чрезмерное число повторений записи будет приводить к стиранию информации. Система связей при этом переходит в новое равновесное стабильное состояние, в котором энтропия достигнет первоначального уровня. Очевидно, в такой системе энтропия, как функция от числа повторений, имеет минимум (рис. 4.1), определяемый некоторым оптимальным числом повторений записи.

Рис. 4.1.

Рассмотрим, как количественно выражается насыщение связей. В дальнейшем будем пользоваться понятием проводимости связи (обратная величина сопротивления), поскольку для работы синапсов эта величина измеряется непосредственно числом открытых каналов.

По нашему предположению изменение проводимости (коэффициента) связи происходит от временного совпадения сигналов на двух входах (синапсах) det ячейки (нейрона): одного - генетического (безусловного), другого – обучаемого (условного). Причем, чем дольше совпадение, тем значительнее увеличение проводимости связи.

Будем считать, что проводимость синапса пропорциональна числу открытых каналов:

=N, (4.1) где - проводимость, N - количество открытых каналов, - коэффициентов пропорциональности.

Предположим, что количество каналов, обученных открываться при совпадении сигналов, прямо пропорционально временному перекрытию сигналов ove (как известно, в нейроне совпадение сигналов вызывает выделение медиатора, который открывает каналы):

N = ove, (4.2) ove - длительность перекрытия, - коэффициент пропорциональности.

где Таким образом, = ove, (4.3) Согласно экспериментальным данным количество открытых каналов пропорционально количеству молекул медиатора. В случае, если = const, при каждом повторном совпадении импульсов (при повторении обучения) открывается одинаковое количество каналов, а в результате некоторого числа k совпадений количество открытых каналов определится суммой:

k N k = i ove = k ove, (4.4) i = Очевидно, в любом конкретном случае количество каналов на постсинаптической мембране ограничено и, предположим, равно N max.

ove, через конечное число Следовательно, каким бы малым не был интервал повторных обучений, равное N max K max = ove, (4.5) N max каналов будут открываться при прохождении волны возбуждения.

все Таким образом, несмотря на разницу во времени перекрытия для разных ячеек, после достаточного количества повторений произойдет насыщение связей на всех ячейках. В этом случае образование и поддерживание волны возбуждения становится невозможным.

Конечно, можно скорректировать схему, усложнив ее так, чтобы можно было хотя бы частично устранить указанный недостаток. Например, можно сделать N max столь большим, а - столь малым, чтобы при практически максимальном числе повторений синапсы все еще были далеко от насыщения. Или можно придать схеме способность при каждом повторении открывать все более малое число каналов. Тем не менее, таким способом невозможно гарантировать надежное воспроизведение, ибо заранее предвидеть все варианты сообщения не представляется возможным.

Но оказывается, существуют повторы другого рода, делающие воспроизведение ненадежным и требующие введения новых принципов записи воспроизведения информации на адаптивных связях.

2.2. Неупорядоченность воспроизведения при повторах букв в тексте Выше мы негласно предполагали, что весь запоминаемый текст не содержит повторения букв на длине волны возбуждения (волны информации) даже с учетом того, что в процессе повторения (заучивания) текста длина волны возбуждения может возрастать. В таком случае, действительно, при отсутствии насыщения имеется возможность достаточно надежного воспроизведения информации. Но рассмотрение вариантов текста, когда в них встречается повторение одних и тех же пар букв в разных позициях в пределах длины волны возбуждения (см., например, рис. 4.2) приводит к заключению о том, что надежность записи воспроизведения становится низкой:

1 2 3 4 а б 5 6 7 а 8 б 9 10 11 12 а 13 14 б 15 16 а 17 18 19 б 20 Рис. 4. Как показывает численный подсчет амплитуд возбуждения ячеек, наличие повторов приводит при воспроизведении к возникновению максимальной амплитуды не на фронтальной ячейке, а на ячейках, повторяющихся чаще других или соседних с ними. И хотя возможны варианты частичного устранения этого недостатка, но анализ показывает, что без значительного усложнения схем радикально исправить положение не удается.

Ниже мы покажем, что существует и усовершенствованная схема записи воспроизведения информации на адаптивных связях, которая обладает большими возможностями и гарантированной надежностью. Сравнение с экспериментальными данными нейрофизиологии и психологии служат основанием утверждать, что именно такой способ записи и воспроизведения информации использует головной мозг человека.

3.0. Детерминанты усовершенствованной схемы фиксации информации.

Вопрос состоит в том, как дополнить и развить предложенную схему записи воспроизведения информации, чтобы оказались невозможными пропуски и угасания волны воспроизведения, связанные с повторами и первого, и второго рода.

По-видимому, для ликвидации этих недостатков необходимо ввести какие-то дополнительные детерминанты. Основной принцип самоорганизующейся системы можно сформулировать следующим образом: при воспроизведении не должно привноситься ничего, что не было детерминировано во время записи;

(конкретизируя, можно утверждать для случая головного мозга, что, поскольку количество открытых каналов детерминирует запись, оно же должно детерминировать и воспроизведение). Действительно, когда мы читаем и запоминаем текст, мозг не может знать, когда последует повтор и какого типа и сколько раз нам вздумается прочесть этот текст. Следовательно, чтобы устранять повторы необходимо опираться на какие-то независимые от будущего знания детерминанты, т.е. только на текущие данные. А текущими данными являются только сами знаки и временные или пространственные расстояния между ними.

Итак, какие еще детерминанты, присутствующие в любом речевом сообщении или любом потоке информации, могут быть привлечены для записи воспроизведения информации.

Нетрудно убедиться в существовании еще одного детерминанта, который мы не приняли во внимание: счета времени. Действительно, чередование (счет) временных промежутков, разделяющих (во времени) элементы потока информации (конкретно, звуки речи) всегда содержится в звуковом сообщении (точно также, как счет пространственных промежутков на письме является одним из детерминантов зрительного изображения).

Таким образом, следует предположить, что мозг должен различать не только буквы (звуки), но и временные промежутки между ними, т.е. должен уметь “считать” такты o. Заманчиво связать с нашим предположением наличие в головном мозге и ритмов биотоков, хотя они, может быть, обслуживают другие механизмы мозга. Другим косвенным подтверждением является тот факт, что темп речи и мышления индивидуальны.

На основании предыдущих рассуждений механизм устранения последствий повторов напрашивается следующий: каждый из синапсов должен быть разделен на mo синапсов или зон, каждая из которых запоминает сигналы только тогда, когда между последовательными импульсами имеется определенный временной промежуток (расстояние) k o, где k = 1, 2, 3,... Поясним сказанное примером (см. рис. 4.3).

Рис. 4. Пусть ячейки а и б связаны синапсом с 6-тью зонами (или проще говоря группой из 6-ти синапсов). Если между сигналами а-БД и б-БД промежуток времени минимальный ( o ), т.е. а и б стоят в строке друг за другом, то должна сработать зона 1;

если промежуток равен 2 o, т.е. а и б стоят через одну ячейку, то срабатывает зона 2, и т.д.. Возникает вопрос: каким образом может узнать схема при воспроизведении, какой зоной нужно воспользоваться?

Очевидно, решение этого вопроса должно быть связано с теми же детерминантами - буквами и промежутками, что и при записи, и облегчается тем обстоятельством, что счет количества штук o совпадает со счетом тактов записи-воспроизведения. Поясним последнее подробнее.

Пусть между а и б стоят ячейки 1, 2, 3 в разном наборе: а 1 б, а 1 2 б, а 1 2 3 б.

Независимо от содержимого, срабатывание ячейки 1 означает завершение одного временного промежутка (и такта) o ;

срабатывание ячейки 2 - завершение промежутка 2 o ;

ячейки 3 - промежутка 3 o. Таким образом, каждый такт, связанный с возбуждением не ячейки б, а любой другой ячейки, должен переключать номер зоны синапса или, лучше сказать, отыскивать свою зону синапса.

Поиск схемы, осуществляющей выбор той зоны синапса, которая соответствует данному временному расстоянию k o, приводит к новому варианту записи-воспроизведения информации, который мы можем назвать потактовым, но также и разветвленным или нелинейным (в геометрическом смысле) по сравнением с предыдущим линейным способом.

4.0. Потактовый способ записи-воспроизведения информации 4.1. Запись информации Итак, конкретно вопрос стоит следующим образом: как заставить сработать зону k синапса ячейки б, стоящего на коллатерали аксона от ячейки а, если а и б разделены в тексте числом k = 1, 2, 3,... ячеек. Сигналы от детектора, приходящие на ячейки а и, разделены при этом промежутком времени k o.

Очевидно, что, если на каждой коллатерали аксона, идущего от a к б, сигнал задерживается именно на k o единиц времени, то сигнал с детектора на ячейку б и сигнал по аксону с ячейки а совпадут только на одной из зон, а именно на зоне с задержкой k o. Другими словами, если на каждую из зон ячейки б сигналы от ячейки а будут приходить с соответствующей задержкой k o (где k - номер зоны), то только на одной из зон окажется полное совпадение сигнала от ячейки а и сигнала с детектора на ячейку б. Причем, если при линейном способе записи след, т.е. количество открывающихся каналов, зависел от длины перекрытия, то теперь на любой из зон перекрытие будет полным и след будет одинаковым, т.е. на каждой зоне будет открываться одно и то же число каналов N o, зависящее, как и прежде, от числа повторений;

но теперь повторения дают равный вклад на каждой из зон, что существенно упрощает воспроизведение и, тем самым, делает его надежнее (рис.

4.4):

Рис. 4. Здесь наглядно видно, что совпадение сигналов может произойти только на одной из зон, время задержки которой равно времени, разделяющему поступление сигналов от блока детектирования (БД) на ячейки a и b (при этом время прохождения сигнала по самой ячейке a (ее аксону) мы считаем постоянным и входящим во времена задержек). В остальном запись должна происходить и существовать в таком же виде, как и в линейной схеме.

Некоторым подтверждением предлагаемой схемы записи служат экспериментальные данные нейрофизиологии. Как известно, обычно с одного нейрона на другой идет не одна коллатераль, а несколько, причем синапсы располагаются не только на соме нейрона, но чаще на дендритах воспринимающего нейрона, расположенных на разном удалении от сомы нейрона.

Известно также, что по коллатералям импульсы действия распространяются без затухания, но с разной скоростью в зависимости от толщины аксона и коллатерали, причем в процессе обучения (тренировки) толщина волокна может возрастать, а с нею и скорость прохождения импульса. Прохождение импульса по дендритам до собственно сомы нейрона, как известно, сопровождается как их задержкой, так и ослаблением.

(Отметим, что эти данные подсказывают возможность введения в нашу схему дополнительных вспомогательных механизмов, позволяющих улучшить запись воспроизведение, на основании двух дополнительных детерминантов: 1. числа повторов, и 2. уровня интенсивности сигнала, но мы не будем их здесь рассматривать).

Перейдем теперь к рассмотрению процесса воспроизведения информации.

4.2. Воспроизведение информации Поскольку основной целью построения новой схемы являлось преодоление ошибок первого и второго рода, возникающих в линейной схеме из-за повторов первого и второго рода, необходимо, прежде всего, показать, что в разветвленной схеме таких ошибок не возникает. Рассмотрим подробно такой пример текста (рис. 4.5) 0 1 2 3 a b 4 5 6 7 8 a 9 b 10 11 1 13 14 a 15 16 b 17 18 19 20 a 21 22 23 b 3 Рис. 4.5.

Пусть у нас на каждой ячейке имеется по 4 зоны. Предположим, мы уже осуществили запись этой строки единожды. Введем сокращенное обозначение синапса: anb что означает “зона номер n синапса, находящегося на коллатерали от ячейки a к дендриту или соме ячейки b”. В таком случае между ячейками a и b уже имеются связи по всем возможным зонам: благодаря сочетанию 1 открыта зона a1b;

благодаря сочетанию 2 открыта зона a2b ;

благодаря сочетанию открыта зона a3b ;

благодаря сочетанию 4 открыта зона a4b. Посмотрим, как происходит в этом случае возбуждение и распространение волны информации.

Для инициирования волны необходимо последовательно “нажать” клавиши 0, 1, 2, 3. Далее по нашим предположениям волна возбуждения должна распространяться самостоятельно. На ячейку а из первого сочетания после нажатия 3 приходят одновременно сигналы с 0, 1, 2, 3 по следующим синапсам:

04a, 13a, 22a, 31a и суммарный импульс оказывается равным 4 No, где No количество открытых каналов на одной зоне за счет одного совпадения. На ячейки b, 4, 5, и т.д. сигналы в этот момент еще не дошли и, значит, амплитуда на них равна нулю. Действительно, от 0 до b сигнал должен идти промежуток времени, равный 5 o и, следовательно, при записи информация здесь не была записана (по условию у нас только 4 зоны и, значит, 4 временные задержки;

при 5 o невозможно совпадение сигналов и невозможна запись). От 1 до b сигнал доходит за 4 o, но на а сигнал приходит через 3 o, а, следовательно, в этот момент он еще на дошел до b. Аналогично доказывается отсутствие в этот момент сигнала на b от 2 и 3.

Итак, ячейка а будет иметь наибольший потенциал, который может быть выделен и использован для воспроизведения этой буквы. Одновременно по правилам воспроизведения (см. запись-воспроизведение по линейной схеме) ячейка а отправляет сигнал на следующие ячейки, а сама полностью разряжается.

На b этот сигнал доходит за o ;

в этот же момент на b приходят сигналы с 1, 2, 3 и суммарный импульс оказывается равным 4No. Аналогично происходит возбуждение и воспроизведение последующих ячеек (мы по прежнему не учитываем задержки на распространение импульсов при “опрокидывании” ячеек (переходе из одного состояния в другое) и т.п. случаях;

поскольку для всех ячеек они одинаковы, их можно учесть тем или иным способом в рамках указанного подхода).

Теперь посмотрим как работает наша схема при повторах. Пусть волна дошла до сочетания 2 : a 9 b (рис. 4.6). На а, как рассмотрено выше, будет 4No, а на 9 и b в этот момент - нуль, затем а воспроизводится и посылает сигнал на a19, а также на a1b, так как раньше уже встречалось сочетание a b, запись была сделана, что означает что a1б открыт. Таким образом, через промежуток времени o после опрокидывания а на ячейке 9 будет открыто 4No каналов (можно говорить, что появляется амплитуда 4No), а на b - 1No. Очевидно воспроизвести 9 в этом случае особого труда не представляет. Затем 9 опрокидывается;

ячейка b через время o получает по 1No через 91b и а2b (последний канал открыт опять-таки благодаря предшествующей записи), а также сигналы от 7 и 8. Таким образом, на b будет амплитуда 4No + некоторый остаток от 1No от предыдущего такта;

воспроизведение не имеет затруднений. Рассмотрим следующее по тексту сочетание 3: a 15 16 b. Введем обозначение для остаточного количества открытых каналов на данной зоне в зависимости от числа тактов: Ri (No), где i номер такта, No - число каналов, открытых в начальный момент разрядки.

Очевидно, значения остатков определяются функцией, описывающей разрядку ячейки (сомы нейрона). Сведем данные в таблицу (см. Таблицу 1):

Таблица Момент Ампли- Ампли- Ампли- Амплитуда на ячейке b времени туда на туда на туда на ячейке a ячейке 15 ячейке to 4No 0 0 1No (через a1b) to + 1 0 4No o 1No (через a2b)+ to + 2 o 0 0 4No R1 (No) - (остаток от предыдущего момента) 4No (через 161b, 152b, to + 3 o 0 0 a3b, 144b) + R1 (No) + R2 (No) - (остатки от предыдущих импульсов) 1No (через a4b) to + 4 o 0 0 Аналогично проанализируем сочетание 4: a 21 22 23 b. (Таблица 2) Таблица 2) Момент Амп- Амп- Амп- Амп- Амплитуда на ячейке b времени литу- литу- литу- литу да на да на да на да на ячейке ячейке ячейке ячейке a 21 22 to 4No 0 0 0 1No (через a1b) to + 1 0 4No 0 o 1No (через a2b)+ R1 (No) to + 2 o 0 0 4No (остаток от предыдущего момента) 1No (через a3b) + R1 (No) + to + 3 o 0 0 0 4No R2 (No) - (остатки от предыдущих импульсов) 4No (через 231b, 222b, 213b, to + 4 o 0 0 0 a4b) + R1 (No) + R2 (No) + R (No) – (остатки от предыдущих импульсов) Очевидно, что ни на одном такте амплитуда на ячейке b не может превысить 4No, так как остатки всегда меньше 1No. Это нетрудно показать.

Предположим, что разряд ячейки (сомы) происходит по экспоненциальному закону (как разряд конденсатора). Считая, что промежуток времени между тактами, равный o, имеет порядок постоянной разряда ячейки (нейрона) o = RC, получим для величин остатков:

i Ri (No) = No e RC, (4.6) Например, R1 (No) = 0,37 No, R2 (No) = 0,135 No, R3 (No) = 0,05 No, и т.д..

(максимальное число остатков для данной волны на 2 единицы меньше числа ячеек в волне, равное в нашем случае 5).

Нетрудно доказать, подсчитав сумму экспоненциального ряда, что сумма остатков в пределах волны любой длины не превышает R (N ) = 0,582 N 0. Итак, воспроизведение однократной записи i i = затруднений не вызывает.

Теперь проверим, исчезают ли ошибки воспроизведения при повторах первого и второго рода. В данном способе записи информации отсутствует явная зависимость количества обученных каналов от времени перекрытия сигналов, как это имело место в линейной записи, но необходимость такой зависимости мы обсуждали в предыдущих главах. Поэтому будем предполагать, что при повторной записи одной и той же информации количество обучаемых каналов уменьшается;

другими словами, существует максимальное число каналов на каждом синапсе, которое может быть открыто в процессе обучения.

Уменьшение числа открываемых каналов Nn от номера повторения n можно записать в виде соотношения:

Nn = k No, (4.7) где, например, в случае линейного уменьшения числа каналов [ ] k lin = 1 (n 1), (4.8) nmax = 1 + причем, здесь n не может превышать, ибо при этом число открывающихся каналов становится равным нулю В случае экспоненциального уменьшения числа открываемых каналов имеем:

n k exp = exp, (4.9) причем значение n здесь не ограниченно. Величины k - некоторые числа, определяющие скорость уменьшения числа каналов. Условно эти величины можно назвать шагом уменьшения числа каналов при повторении обучения.

Рассмотрим сначала линейную зависимость. Нетрудно нормализовать зависимость (4.7). Просуммировав числа открывающихся при каждом повторении ячеек, получим:

nmax N max = N n = N 0 n max, (4.10) n = nmax, получим нормализованную зависимость:

Разделив (4.8) на 2 n max n k ' lin =, (4.11) n max n max n max n nmax = 1 ).

(Действительно, нетрудно проверить, что nmax nmax n = Но использование нормализованной зависимости может затруднить модельное представление. Поэтому мы на первых порах воспользуемся ненормализованным соотношением (4.8).

1 3 = ;

тогда n = 1, 2, 3, 4, 5, а N 1 = N 0, N 2 = N 0, N 3 = N 0, Пусть 4 4 N 0, N 5 = 0. Суммарное максимальное число открытых каналов будет N4 = N = 2,5 N 0.

равно: n n = Предположим, что запись некоторых скобок могла быть повторена. Как это скажется на воспроизведении их самих и других скобок? Рассмотрим вновь строку по рис. 4.6.

Вариант А. Пусть сочетание 1, т.е. выражение a b, было повторено максимальное число раз для принятой нами схемы - 4 раза. В этом случае на зоне a1b окажется число открытых каналов, равное 2,5 No. (Условно это можно записать таким образом: a1bmax = 2,5 No ). Очевидно, что на воспроизведении ячейки b из этого сочетания такое увеличение количества каналов скажется только положительно. Рассмотрим, что будет наблюдаться на остальных сочетаниях этой строки.

Сочетание 2: a 9 b. После воспроизведения a на ячейке 9 окажется число открытых каналов (амплитуда), равное 4 No;

одновременно по a1b на b появится амплитуда 2,5 No. В этом случае ячейку 9 нетрудно воспроизвести.

Очевидно, ситуация будет аналогичной и для остальных сочетаний.

Вариант Б. Рассмотрим случай, когда в каких-то других строках сочетание было повторено 4 раза, а остальные сочетания - по одному разу. Что мы будем наблюдать в строке по рис. 4.6. Достаточно рассмотреть воспроизведение сочетания 4 (a 21 22 23 b), поскольку накопление остатков здесь максимальное (см. Таблицу 3).

Таблица Момент Ампли- Ампли- Ампли- Ампли- Амплитуда на ячейке времени туда на туда на туда на туда на b ячейке ячейке ячейке ячейке a 21 to 4No 0 0 0 2,5 No (через a1b) to + 1 o 0 4No 0 to + 2 0 0 4No 0 1No (через o a2b)+R1(2,5No) (остаток от предыдущего момента) a3b) to + 3 o 0 0 0 4No 1No (через +R2(2,5No) + R1(No) (остатки от предыдущих импульсов) 4No (через 231b, 222b, to + 4 o 0 0 0 213b, a4b) + R3(2,5No) + R2(No) + R1(No) (остатки от предыдущих импульсов) Поскольку остатки от 2,5 No малы, то ход воспроизведения не нарушится, но уже можно предвидеть опасность нарушения. Действительно, если все скобки будут повторены по 4 раза, то все остатки должны отсчитываться от 2,5No, а не от No. Тогда в момент to + 2 o на ячейке b сумма открытых каналов будет равна N = 2,5No + R1 (2,5No) = 3,42 No;

в момент to + 3 o - N =2,5No +R2 (2,5No) + R1(2,5No) = 3,75 No. Нарушения воспроизведения и в этом случае не должно быть, но, естественно, хотелось бы быть уверенным, что нарушение не может произойти ни в каком другом случае. Попытаемся найти критерий, позволяющие оценить опасность переполнения.

Исходя из того, что при воспроизведении потенциал гребневой ячейки в данный момент времени должен быть больше, чем сумма остатков потенциалов на следующей ячейке при максимальном количестве повторов, можно составить следующее неравенство, соблюдение которого гарантирует правильность (последовательность) распространения волны информации.Используя нормализованное представление, можно записать:

n N 0 [1 + Ri (1)] N 0 max, ( 1) (4.12) i = или n [1 + Ri (1)] max, ( 1) (4.12’) i = - длина волны информации (т.е. количество ячеек, составляющих волну).

где Из этого неравенства нетрудно получить соотношение, определяющее минимальный шаг открытия каналов в зависимости от длины волны информации:

2 ( 1) 2 1, (4.13) 1 + Ri (1) i = Пользуясь неравенством (4.12) можно показать, что при увеличении длины волны возрастает надежность воспроизведения. Действительно, если увеличивать значение длины волны при фиксированных других параметрах, то левая часть неравенства (4.12) будет возрастать гораздо быстрее правой, что, как раз, и свидетельствует об улучшении условий воспроизведения, так как левая часть пропорциональна амплитуде на гребневой ячейке, например, a (при условии отсутствия повторной записи), а правая часть пропорциональна амплитуде на следующей ячейке (например, b), связи которой с a укреплялись в максимально возможной в данном случае степени. Следует отметить, что при 2 1 + Ri (1) уже начиная с экспоненциальном спаде заряда сомы величина i = =6 является почти постоянной величиной, стремящейся к значению 1,582.

Поэтому при = const разность между правой и левой частью растет почти линейно.

Условия воспроизведения будут еще лучше, если уменьшение числа “обученных” каналов при повторении подчиняется экспоненциальному закону.

Причем, можно думать, что именно экспоненциальная, а не линейная зависимость реализуется в действительности. Поскольку эволюционные механизмы обычно работают на стохастических выборках, то можно предположить, что количество открывающихся при повторении каналов пропорционально числу еще не открытых каналов (в предположении, что существует некоторое начальное число необученных каналов N0, которое в процессе обучения не изменяется). (Здесь имеется полная аналогия с законом радиоактивного распада, который тоже имеет вероятностный характер). В этом случае закон изменения количества открытых каналов будет иметь вид:

n N n = N 0 exp, (4.14) где n = 1, 2, 3,...., а общее число открытых каналов при бесконечном числе повторений, как нетрудно проверить интегрированием, будет равно N0. В этом случае вместо (12) будем иметь соотношение:

( 1) [1 + Ri (1)], (4.15) i = которое при достаточной длине волны информации вообще не связано с числом повторений.

Неравенства (4.12) и (4.15) не исчерпывают, конечно, всех случаев чередования знаков в тексте, при которых возникают затруднения в воспроизведении. Например, кроме ячеек a и b могут посылать повторно свои импульсы и любая другая ячейка, как это видно из рис. 4.6, изображающего возможную строку информации:

1 2 3 4 a b 5 6 7 8 a 4 b 9 10 11 12 13 a 4 14 15 b...

Рис. 4. Здесь ячейка 4 тоже многократно повторяется, а значит, будет вносить свой вклад в остаток на ячейке b. Но, по-видимому, чем больше таких повторений, тем менее, текст приспособлен для передачи информации. Следовательно, человеческий язык, как средство коммуникации, должен изначально содержать ограниченное число подобных повторений, т.е. должен быть достаточно упорядочен, чтобы на нем могло производиться общение. И организация связей в головном мозге должна, очевидно, опираться на этот информационный закон.

Нетрудно убедиться, что язык действительно содержит ограниченное число повторений на на достаточно большой длине волны. Рассмотрим случайно взятый текст;

например:

“За час до лен-ча, ког-да как раз на-ча-лась пе-ре-да-ча фут-боль-но-го мат-ча, я, по-лу-чив из про-ка-та две ав-то-ма-ши-ны, ре-шил про-е-хать по у-ли-цам го-ро да и по е-го бли-жай-шим о-крест-нос-тям”.

Как мы отмечали в свое время, часть букв сами по себе не имеет самостоятельного фонетического значения. Но всегда фонетическое значение имеют слоги;

разбиение на буквы является в некотором смысле искусственным, но удобным приемом для уменьшения числа составляющих письменной речи, которые приходится запоминать (в этом смысле, более соответствуют действительному положению вещей слоговые письменности, такие, как индийская и японская). Поэтому разобьем приведенный текст на слоги и выделим те из них, которые повторяются. В нашем тексте 59 слогов. Из них повторяются : ча - 4 раза, да и го - по 3 раза, по - 3 раза и про - 2 раза, причем, если между слогами ча расположено 5, 4 и 5 других слогов, то между слогами да - 8 и 33 слога, между го 26 и 6 слогов, между по - 17 и 26, а между про -11 слогов.

Думается, подробный анализ текста не требуется, для того чтобы заключить, что даже для довольно большой длины волны в 10 - 12 ячеек перекрытие записи имеет место в ограниченном числе случаев, а значит, не грозит ошибками при воспроизведении. Следует также отметить, что в действительности речевые линии организуются не только ячейками, связанными с анализом речевых сообщений, но и с ячейками музыкальных тонов, и со всеми другими, участвующими в получении данного сообщения. В совокупности этих ячеек повторения будут встречаться весьма редко.

Следует учесть, что в схему записи-воспроизведения можно ввести много вспомогательных элементов и механизмов, улучшающих точность и надежность ее работы. Например, напрашивается введение механизма очищения ячеек (сомы нейронов) на каждом такте воспроизведения от всех остатков. Поскольку, практически, информация в волне возбуждения «находится» в аксонах, синапсах и дендритах в процессе движения импульсов, то такое очищение не должно сказаться на распространении волны.

Глава 5. Принципы управления 1.0. Введение Мышление представляет собой род деятельности и как таковое должно подчиняться определенным правилам. Структуру, который контролирует мыслительную деятельность е-нуса, назовем блоком управления (БУ).

Практически, БУ представляет тот механизм, под контролем которого работают схемы запоминания, воспроизведения и переработки информации. В ЭВМ управление осуществляется структурами, трансформирующими заданные программы в сигналы, направляющие движение информации и распределяющими ее по нужным отделам. И в том, и в другом случае сигналы управления, которыми пользуется БУ, не несут полезную информацию, а только ту информацию, которая нужна для правильной работы БУ.

Каким требованиям должен удовлетворять БУ е-нуса, чтобы деятельность головного мозга осуществлялась правильно и устойчиво? Исследованию этого вопроса посвящена данная глава.

2.0. Общие требования к БУ е-нуса.

В отличие от ЭВМ е-нус (мозг) пользуется во всех случаях одними и теми же детерминантами. Любой из них несет информацию и сам же может служить детерминантом для совершения нужного действия (как метка в алго-языках): для этого достаточно установить ассоциативную (условно-рефлекторную) связь между этим детерминантом и детерминантом нужного действия.

Из этого следует также, что программы мозга не представлены специальной записью, как это имеет место в ЭВМ, а существуют в том же виде, что и прочая информация. Вызов ее совершается обычным путем согласно детерминантам требований и условиям. Именно поэтому большое значение приобретает разложение информации на детерминанты, их выбор и использование. В связи с этим, очевидно, функции БУ в мозге частично переходят к другим устройствам.

Тем не менее, существуют функции, которые не присущи собственно детекторам, анализаторам и памяти, позволяющие предполагать необходимость существования БУ как самостоятельного отдела.

Как это ясно из изложенного в предыдущих главах, основное назначение БУ должно заключаться в согласовании - временном и пространственном деятельности всех блоков электронного мозга: детекторов, анализаторов, блоков памяти, воспроизведения. (В живом мозгу согласование должно также касаться и отделов, не имеющих прямого отношения к мышлению: моторному, вегетативному и т.п.).

Управление в случае мышления в общем случае должно заключаться в том, что БУ концентрирует внимание на требовании-вопросе, и, поддерживая его, помогает развивать волну информации, ведущую к ответу. При этом осуществление известных функций мозга будет диктовать структуру и способности БУ. Для понимания строения БУ и его функций рассмотрим, каким требованиям должен удовлетворят БУ.

Поскольку основными функциями электронуса являются а) запись, б) воспроизведение, в) переработка информации, то основная обязанность БУ способствовать точному выполнению остальными отделами этих функций.

Очевидно, чем точнее мы будем понимать эти функции, тем глубже будет наше представление о требованиях, предъявляемых к БУ и о строении БУ.

В ЭВМ блок управления достаточно четко выделен в отдельное устройство и обладает своими памятью и программами действия.

Обладает ли БУ собственной памятью и программами действия?

О последнем можно сказать с уверенностью, что таких нет. В мозг поступают лишь импульсы, во всем равноправные между собой, и выделить из них те, которые заключают в себе программу действий, невозможно. В таком случае вся информация должна записываться в памяти. Этот вывод подтверждается тем, что по способу действия электронуса детерминанты могут попасть в свои det-ячейки только благодаря анализатору и, следовательно, принадлежат только ему.

Но, как известно из практики, БУ должен обладать возможностью регулировать временной ход процесса мышления. При этом становится необходимой память, связанная с запоминанием состояния блоков электронуса.

Такую память назовем сторожевой.

Наличие отдельного блока управления, действующего на основе строгой программы действия, исключает в ЭВМ проблему стимула для начала и продолжения действия блока управления. В е-нусе мы не имеем ничего подобного, и следующий вопрос является весьма актуальным:

Что является побуждающим стимулом (сигналом) для начала и продолжения действия БУ? Как и во всякой системе автоматической регулирования, очевидно, начальным стимулом должен служить вопрос требование, предъявляемый е-нусу извне или им самим. Также очевидно, что стимулом продолжения действия БУ является отсутствие сигнала обратной связи об окончании процедуры, т.е. сигнала получения окончательного ответа (или сигнала выполнения требования), а также сигналы промежуточных вопросов требований, возникающих при решении первоначального вопроса-требования.

Теперь проанализируем требования, которые предъявляет к функционированию и устройству БУ е-нуса работа основных блоков е-нуса..

3.0. Блок управления записью и воспроизведением информации Процессы записи и воспроизведения информации требуют согласования действий детекторов, анализаторов и памяти е-нуса. Структуру, материализующую эти действия, мы назвали выше БУЗВ. Очевидно, она и составляет основную часть БУ е-нуса, как системы мышления. До настоящего времени ученые затрудняются выделить в головном мозге отдельный блок подобного назначения, но в существовании такой структуры мало кто сомневается (многочисленные данные свидетельствуют о том, что в основном эту роль выполняют лобные доли мозга).

Свойства БУЗВ определяются требованиями, которые предъявляют процессы записи и воспроизведения информации в виде волны возбуждения. Поскольку в е нусе программы не отделимы от остального содержимого памяти, здесь не должна иметь место ситуация, когда в нем возникают в норме две, три и т.д. волны возбуждения. Кроме того, при пересечении волн возбуждения могут возникнуть сбои, нарушения мыслительного процесса.

Таким образом, основные требования к БУЗВ с точки зрения процесса записи воспроизведения информации следуют из необходимости, чтобы в каждый момент времени в е-нусе (мозге) могла осуществляться только одна волна возбуждения. Из этого следует одно из основных способностей БУ должно быть следующее: БУ должно способствовать торможению всех det-ячеек, кроме ячеек волны возбуждения, а последние поддерживать в их функции, быть носителями волны информации.

3.1 Функции БУ, необходимые для записи информации Запись - заключается в изменении проводимости (коэффициентов связи) между det-ячейками при временном перекрытии сигналов, воспринимаемых либо по внешним линиям связи от детекторов, либо по внутренним каналам (внутренняя речь), так как мы должны быть способны запоминать и те мысли, которые появились в процессе мышления.

В таком случае можно предположить, что БУ осуществляет следующие функции (существование которых подтверждается опытом):

1. Поскольку информация в электронусе записывается в виде цепочки и перерыв ее недопустим, БУ должен уметь выделить, сосредоточить внимание детектора и анализатора на данном конкретном сообщении из множества возможных (которые по терминологии теории информации в этом конкретном случае представляют собой “шум”, “фон”, “помехи”;

например, в общественном месте мозг не должен записывать все воспринимаемые сигналы, но выбирать только полезную информацию). Для этого он должен способствовать усилению одних сигналов и торможению других.

2. Очевидно, должна существовать структура БУ, которая принимает решение о том, что данная информация полезна, и отдает распоряжение о её записи.

Поскольку заранее неизвестно, какую информацию придется запоминать, очевидно, этот центр должен обучаться и научаться извне. Но, очевидно, такой отдел должен также позволять мозгу оценивать полезность информации, возникшей в нем самом, и отдавать соответствующее распоряжение о ее записи.

3. БУ должен по ходу восприятия и записи корректировать сигналы, выравнивать возбуждения с тем, чтобы запись происходила в нормализованных условиях.

4. БУ должен уметь по желанию, т.е. по сигналу-требованию усиливать связи, переводить их из кратковременного состояния в долговременное.

3.2. Функции БУ, необходимые для воспроизведения информации Воспроизведение - заключается в организации - по требованию извне или изнутри - волны возбуждения и выдаче на воспроизводящее устройство сигналов с гребневой det-ячейки (напомним, что под последней мы подразумеваем det ячейку с максимальным возбуждением, находящуюся на гребне волны возбуждения). От БУ в этом случае требуется уметь:

1. Регулировать движение волны возбуждения в связи с ритмом воспроизведения и другими подобными требованиями, т.е. ускорять или замедлять ее.

2. Изменять направление волны при наличии определенных требований (аналогичных меткам и сигналам условного и безусловного перехода в ЭВМ).

3. Из требования, чтобы в каждый момент времени в электронной машине (мозге) могла осуществляться только одна волна возбуждения следует, что в процессе воспроизведения информации:

а) поскольку функция БУ заключается в том, чтобы поддерживать волну возбуждения, его действия не могут быть направлены на подавление («угашение») волны;

последнее происходит само по себе в связи со снижением потенциала det ячеек за счет различных потерь. Если бы свою функцию БУ выполнял, пользуясь подавлением, снижением потенциала det-ячеек, то надежность прохождения волны возбуждения была бы низка, поскольку ее организует не БУ;

воспроизведение информации в мозге (электронусе) строится на естественном стремлении волны возбуждения пройти по проторенным (обученным) путям.

Такое управление может быть осуществлено только посредством регулирования порогов det-ячеек (отметим, что в головном мозге часто используется оригинальный способ регулировки порога: путем подачи на сому нейрона сигналов другой полярности).

Другими словами, при наличии в головном мозге волны возбуждения, в каждый данный момент времени БУЗВ должен тормозить все det-ячейки, кроме ячейки с максимальным возбуждением, которую назовем «гребневой». Или, что то же самое, существование гребневой ячейки должно приводить к торможению всех остальных det-ячеек е-нуса (тормозить воспроизведение, но не возбуждение см. предыдущий пункт - любой другой det-ячейки. Эта функция БУ находит прямые подтверждения в экспериментах Павлова и его последователей: введение нового раздражителя всегда тормозит действие прежнего).

б) торможение det-ячеек не должно заключаться в понижении их потенциала, а только в повышении выходного порога, так как в противоположном случае продолжение развития (движение) волны возбуждения невозможно;

в) Поскольку запись информации заключена в дискретном массиве det-ячеек, то воспроизведение информации должно происходить тактами. Начало такта заключается в достижении на гребневой ячейке максимального потенциала по сравнению с другими det-ячейками данной цепочки;


конец - по сигналу обратной связи с воспроизводящего устройства, свидетельствующего о завершении воспроизведения и возможности перехода к воспроизведению следующей ячейки;

г) Из требования потактовой организации записи и воспроизведения следует следующее требование к БУ: за каждый такт БУ разрешает переместиться воспроизведению только на одну det-ячейку (или uni-ячейку). Поскольку такт воспроизведения должен завершаться после срабатывания устройства воспроизведения, то сигнал обратной связи с устройства воспроизведения должен являться импульсом, инициирующим начало следующего такта.

д) Из тактовой организации записи и воспроизведения и строения памяти в виде дискретного набора det-ячеек следует еще одна существенная особенность строения БУ и е-нуса в целом: каждой det-ячейке блока памяти (БП) следует сопоставить по одной ячейке БУЗВ, блока воспроизведения (БВ) и блока детектирования (БД), взаимодействие между которыми опосредует один такт работы е-нуса.. (Как мы говорили, каждая ячейка в принципе может состоять из нескольких нейронов и представлять собой uni-ячейку. Это тоже должно накладывать какие-то требования на систему, и на БУ, в частности, но для текущей темы от этого можно отвлечься).

е) Ячейки, опосредующие один такт развития волны возбуждения, назовем комплиментарными (дополняющими). Например, det-ячейка памяти буквы “М” должна иметь комплиментарные ячейки “М” Блока Управления и Блока Воспроизведения, что для краткости будем обозначать в виде: “М”-БП, “М”-БУ, “М”-БВ. В общем случае полезно ввести еще комплиментарную ячейку Блока Детектирования: “М”-БД. Хотя в реальном мозге выделить такую ячейку, наверно, невозможно, такие ячейки должны быть введены в е-нус, осуществляющим общение посредством письменной речи (в качестве детектора здесь, например, может использоваться клавиатура ЭВМ).

ж) для осуществления тормозных функций БУ должен самостоятельно генерировать импульсы и управлять их распределением. Поэтому предположим, что ячейки БУ состоят из двух ячеек: генераторной и управляющей;

условно, такая структура БУЗВ изображена на рис. 5.1:

Рис. 5.1.

з) торможение фронтальных ячеек БП, т.е. ячеек, лежащих на переднем и заднем фронте волны возбуждения, при сохранении возбуждения гребневой ячейки позволяет предположить, что БУЗВ создает синхронную волне возбуждения волну торможения, следующую по комплиментарным ячейкам БУ.

и) БУЗВ можно считать вспомогательным устройством БП, поскольку волна торможения инициируется самой же волной возбуждения, проходящей по det ячейкам блока памяти;

к) параллельность действия ячеек БУЗВ по отношению к ячейкам БП заставляет предполагать, что между управляющими ячейками БУЗВ существуют такие же обучающиеся (адаптивные) связи, какие имеют место между det ячейками БП, причем обучение этих связей происходит одновременно;

л) существует также возможность организации БУЗВ в виде сетевой структуры с генетическими связями между ячейками, т.е. связями, заданными самим устройством мозга, без участия обучения. В этом случае возбуждение любой ячейки БУЗВ должно осуществлять тотальное торможение всех det-ячеек БП, кроме гребневой. Избыточный расход энергии в этом случае, возможно, более приемлем, чем дополнительное введение огромного количества обучаемых связей. Такая организация БУЗВ находит некоторое подтверждение в экспериментах Павлова и его школы по изучению иррадиации торможения. Но в этих же экспериментах была показана возможность точной адресации торможения, т.е. выработка тормозного условного рефлекса, что, возможно, требует наличия обучающихся (адаптивных) связей. Таким образом, можно предполагать, что структура БУЗВ предусматривает как те, так и другие связи в каком-то компромиссном сочетании.

Принцип воспроизведения информации в виде распространения волны наибольшего возбуждения, сопровождаемой полем торможения, точно соответствует выводам Павлова ([1], стр. 173): "Если бы место больших полушарий с оптимальной возбудимостью светилось, то мы увидали бы на думающем сознательном человеке, как по его большим полушариям передвигается… светлое пятно, окруженное на всем остальном пространстве полушарий более или менее значительной тенью". Не противоречит предлагаемое решение и современным данным о строении и функционировании мозга [5, 6].

Отметим, что при сравнении с данными опыта можно det-ячейки рассматривать как нейроны, а каналы связи (называемые нами условно «резисторами») как синапсы, но не следует забывать, что det-ячейка, соответствующая в нашей модели одной букве, в реальной системе (мозге) может быть представлена несколькими связанными нейронами, соответствующими совместно одной фонеме. Кроме того, формирование связей в головном мозге может происходить за счет роста аксонов и дендритов, что совершенно исключено в случае электронной машины, где их существование должно быть предусмотрено заранее.

Литература к главе 1. Павлов И.П. Двадцатилетний опыт. М., Наука, 1973.

2. Грей, Уолтер. Живой мозг. М., Мир, 1966.

3. Вулдридж Д.. Механизмы мозга. М., Мир, 1965.

4. Адам, Д.. Восприятие, сознание, память. М., Мир, 1983.

5. Куффлер, С., Николс, Дж.. От нейрона к мозгу. М., Мир, 1979.

6. Мозг. Сб. статей, переводов с англ.. М., Мир, 1982.

Глава 6. Переработка информации Введение. Функциональная структура головного мозга Для решения вопроса о том, как производится переработка информации в е нусе, воспользуемся результатами, полученными в предыдущих разделах книги.

Как признано, мозг человека в своей совокупности предназначен для управления системами организма и контроля за выполнением тех требований, которые природа и общество предъявляют человеку. Общепризнанно также, что головной мозг осуществляют запись, воспроизведение и переработку информации, которая необходима для лучшего выполнения указанных требований.

По-видимому, функциональная классификация требований соответствует разделению мозга на структуры, которые в некоторой степени автономно выполняют эти требования. (Можно предположить, что существование нескольких типов медиаторов отвечает именно такому функциональному делению мозга: каждый медиатор ограничивает определенный круг функций нервной системы и обслуживает определенную автономную систему, без того, чтобы затрагивать деятельность других систем). Существуют 1) моторный отдел, заведующий мышечными реакциями (точнее, несколько отделов, специализирующихся на различных группах мышц);

2) вегетативные центры, управляющие секреторной деятельностью и метаболическими процессами организма;

3) мыслительный отдел, связанный с переработкой зрительной и звуковой информации (осуществляемыми, в основном, корой головного мозга).

Нас в данной книге интересует только работа последнего отдела.

1.0. Единица информации содержательной логики В самом простом виде переработка заключается в создании последовательности вопросов и ответов, отвечающих в целом на какое-то начальное требование или вопрос. Таким образом, простейшей единицей мыслительного процесса (последовательности сигналов, материализующих мыслительный процесс) является совокупность вопроса и ответа на него (что соответствует совокупности акции и реакции в случае инстинктивной деятельности). Такую единицу назовем "ноисом" (от греч. – мысль).

Поскольку количество ноисов в цепи рассуждения может быть самым различным, можно условно ввести понятия «килоноис», «меганоис» и т.д., но реальное содержание этих единиц можно дать, только, если мы более строго свяжем современные единицы измерения информации, используемые в информатике (например, байты, как условные единицы, соответствующие передаче слов), с информативностью символических моделей содержательной логики.

Нетрудно видеть, что любая правильно построенная цепочка ноисов должна отражать причинно-следственные связи понятий, входящих в ноисы. Поскольку ассоциативная связь в основном построена по этому же принципу, то она естественно приспособлена для развития (построение) цепочки ноисов.

Из практики обучения детей известно, что в процессе обучения дети не только накапливают информацию, но и обучаются мышлению. Последнее заключается:

а) в запоминании множества готовых ноисов и умению пользоваться ими, т.е.

автоматически восстанавливать ответ, когда задан вопрос, или наоборот - по ответу восстанавливать вопрос. Практика показывает, что обучение детей осуществляется целенаправленно взрослыми. Но, по-видимому, у детей существует также инстинктивное инициирование накопления ноисов, которое можно назвать инстинктом любопытства. Благодаря этому инстинкту ребенок постоянно исследует новые связи предметов, и, в частности,: задает вопросы, на которые требует ответы от взрослых.

б) в научении строить последовательную цепочку взаимосвязанных ноисов при поиске ответа на вопрос, который не зафиксирован в памяти в виде готового ноиса.

в) для построения цепочки ноисов ребенок обучается обращаться к основному массиву информации накапливаемой мозгом.

г) существуют специальные программы обращения и поиска (поиск по аналогии, построение моделей и мн. др., что мы довольно подробно рассмотрели в одной из предыдущих книг).

Таким образом, прежде всего мы должны выяснить, как осуществляется накопление ноисов и обращение к памяти, как их хранилищу.

2.0. Материализация содержательного мышления 2.1. «Каркас Аристотеля»

Переработка информации или содержательное мышление, осуществляемое мозгом (е-нусом) основана, прежде всего, на функциях записи и воспроизведения информации, рассмотренных выше. При этом мы показали, что запись информации при этом должна быть высокоупорядочена. Мы должны накопить не просто набор символов (конкретно, слов),, а построить в мозге огромное количество схем взаимосвязи слов между собой. Речь идет не об упорядочивании по признакам, которые мы используем для создания различных словарей (хотя и это в некоторых случаях будет полезно), а о построении абстрактных связей между символами. Другими словами, мы должны построить каркас, который соответствует функционированию формальной логики (назовем его «каркасом Аристотеля»).


Очевидно, для построения «каркаса Аристотеля» необходимо не только иметь соответствующее электронное устройство, но и обучить его искать, отбирать, упорядочивать и запоминать полезную информацию для построения правильной структуры каркаса. Головной мозг человека генетически предрасположен к этому, а построение каркаса происходит скорее стохастически, чем целенаправленно.

Очевидно, целесообразно в случае е-нуса подготовить материал для построения каркаса.

2.2. «Лаконическое» воспроизведение Воспроизведение информации человеком также не отличается упорядоченностью и перегружено рядом инстинктивных требований, которые никакого смысла не имеют для функционирования е-нуса. Примером упорядоченного и неупорядоченного воспроизведения информации могут служить древние лаконцы и афиняне, соответственно. Первых с детства учили говорить только то, что содержит конкретную информацию. Вторые славились своими ораторами, целью которых было произвести внешнее впечатление, а иногда запутать слушателя, чтобы выиграть дело в суде или на собрании.

Очевидно, для обучения е-нуса должны быть разработаны правила отбора воспроизводимой информации по примеру лаконцев. Назовем такое воспроизведение «лаконическим».

2.3. Содержательное мышление, как построение ноисных схем Содержательное мышление можно определить как систему операций над ноисами.

Согласно результатам предыдущих разделов, переработка информации зависит от того, к какому функциональному типу относится требование. В связи с этим можно в самом общем случае классифицировать ноисы на три типа: 1) ноис «Найти»;

2) ноис «Сделать»;

и 3) ноис «Доказать». Дальнейшая классификация требует специальных исследований. Мы этим не будем заниматься, а только отметим некоторые особенности обучению переработке информации, которые следует учесть при построении е-нуса.

Выработку условного рефлекса по Павлову можно считать моделью выработки ноиса. Здесь всякое воздействие, раздражение можно считать требованием, а реакцию организма - ответом на это требование. Еще лучше моделирует выработку ноиса рефлекс, получаемый тогда, когда требование выражается словом (например, слово "соленый" вызывает слюноотделение). Как известно, рефлексы между словом и зрительным образом, словом и звуком, и даже словом и словом можно выработать также у животных (попугаи, сороки). Это свидетельствует о том, что механизм возникновения такой связи у человека основан на тех же процессах, что и у животных.

Является ли переработка информации автоматической реакцией мозга или ей тоже нужно обучать? Другими словами, начинает ли мозг ребенка автоматически перерабатывать информацию в момент появления требования или вопроса? Если говорить о жизненных реакциях организма, то ответ на инстинктивное требование организма (удовлетворение голода и т.д.) производится автоматически. Поскольку вопросы мышления не могут быть предусмотрены природой, то следует заключить, что им следует человека обучить. Но можно предполагать, что сама материализация этих двух процессов имеют много общего.

Сравним переработку информации с удовлетворением жизненных функций.

Как возникают "вопросы" в случае функционирования организма? Здесь "вопрос" задают соответствующие рецепторы. Например, в случае возникновения чувства голода возникает сигнал с определенных рецепторов. Этот сигнал не имеет никакой связи с мыслительным процессом и не воплощен в словах. Сигнал голода непрерывно действует в течении промежутка времени, пока не будет удовлетворено чувство голода. Он действует как простой включатель ряда действий, направленных на удовлетворение чувства голода.

В случае переработки информации (т.е. для построения цепочки ноисов) также необходим возбуждающий сигнал, который должен действовать до тех пор, пока ответ не будет получен. Этот сигнал должен возбуждаться детерминантом вопроса или требования (которым обычно служит интонация вопроса или слова, означающие требование). Для поддержания такого сигнала требуется структура в мозге, которую можно обучить этому. Очевидно, обучение в данном случае должно происходить по второму (недетерминированному) типу, поскольку генетически предусмотреть структуру, различающую детерминант вопроса требования (в каждом языке свой) невозможно. Таким образом, указанная структура должна включать центр случайной активности (генерации случайных сигналов) и центр удовлетворения, по сигналу которого связь закрепляется.

Но здесь существует еще одно отличие от процесса удовлетворения жизненных функций. Возбуждающий сигнал должен поддерживать не просто возбуждение каких-то структур, а возбуждать и поддерживать волну информации, в которой заключается смысл вопроса.

Инициируется переработка информации требованием или вопросом, которое может быть задано извне или "изнутри" (самим мозгом или организмом).

2.4. Обучение БУ управлению мышлением Мы отмечали, что без действия блока управления (БУ) не возможны все три функции головного мозга: ни запись, ни воспроизведение, ни переработка информации. Мы также пришили к выводу, что сам БУ должен обладать адаптивными (т.е. обучающимися связями). Другими словами, БУ тоже должен обучаться и накапливать собственную информацию. Но, очевидно, вся эта информация поступает одновременно со всей остальной информацией. Разница заключается лишь в том, что эта информация «обучает» другие связи, чем в блоке памяти, а именно связи БУ.

3.0. Структура ноисов в символической модели (языке) Вспомним сначала, в чем воплощаются ноисы и из чего они состоят. Можно считать, что один ноис в лингвистическом отношении состоят из полного вопросительного предложения и полного предложения - ответа, каждое из которых содержит подлежащее, определения и обстоятельства, связанных общим сказуемым, которое в вопросительном предложении сопровождается вопросительным словом или интонацией, в ответном - пояснительным словом.

Например: "Как сделать то-то?" – «Для того, чтобы сделать то-то, нужно действовать (или, действуй) так-то" (подчеркнутое составляет один ноис).

Сказуемое "сделать" связывает оба предложения. В первом предложении оно сопровождается вопросительным детерминантом "как?", которое инициирует структуру ответа с детерминантом (меткой) "для того, чтобы" (или ему подобном).

В формальной логике связью между посылками в силлогизме является, в основном, подлежащее (объект). Например:

Растение имеет корни.

Василек есть растение.

---------------------------- Василек имеет корни.

В содержательной логике связь ноисов осуществляется сказуемым (дейсодви), и оно играет основную роль в построении цепочки.

Действительно, каждый ноис является некоторой подпрограммой. Цель, требование, заключенное в нем, определяется сказуемым. Так в приведенном примере требование определяется сказуемым "сделать". Поскольку требования выражаются в языке через глаголы, то количество требований и количество типов ноисов, им соответствующих, примерно соответствует числу глаголов (с некоторыми объяснимыми исключениями). Классифицируя глаголы по их отношению к взаимодействиям в природе, нетрудно составить соответствующую классификацию требований.

Но также полезно с точки зрения конструирования е-нуса классифицировать требования, а значит ноисы, функционально, т.е. по их отношению к действиям, которые должна выполнить (нервная) система. С этой точки зрения можно различать требования по месту их приложения:

а) требования моторные, приводящие в действие какой-либо мышечный аппарат (сервомеханизм в случае е-нуса).

б) требования секреторные, в ответ на которые начинают действовать железы внутренней секреции, меняется состояние устройства (оно охлаждается, нагревается, и т.д.).

в) требования мыслительные, вызывающие операции над знаками, символами, содержащимися в памяти.

г) смешанные требования, включающие в себя предыдущие виды.

Например, требование "иди туда-то" вызывает активность мышц ног и др. ;

требование "кушай" - вызывает отделение слюны, работу мышц рта и языка;

требования "думай", "вспомни", "вычисли", "реши", "докажи", "представь", и т.п.

вызывают, в основном, реакции мыслительного характера.

Наш анализ показывает, что для работы е-нуса должна быть проведена огромная и ответственная работа по подготовке и упорядочиванию материала для построения упорядоченной символической модели в структуре е-нуса.

Глава 7. О материализации электронного мозга 1.0. Введение. Существующие возможности материализации электронного мозга Описанные в предыдущих главах принципиальные решения структуры и работы е-нуса позволяют поставить вопрос о материализации этих решений. По видимому, имеет смысл рассматривать в качестве базы для конструирования е нуса те возможности, которые предоставляет современный уровень электроники (в частности, успехи, достигнутые в деле создания ЭВМ, микропроцессоров управления, роботов, датчиков, анализирующих систем и т.п.), а также программ (алгоритмов), руководящих решением конкретных задач. Совокупность приборов, входящих в состав ЭВМ, в настоящее время называется hardware (кратко - хард), а программное обеспечение - software (кратко - софт).

Ассортимент харда и софта в настоящее время огромен и непрерывно обновляется. Имеется как возможность создания большого количества модификаций серийных элементов харда и собранных из них устройств, так и разработка новых, с заданными свойствами. То же самое в отношении софта.

Можно думать, что с этой точки зрения ограничений для конструирования е-нуса в настоящее время нет. Вопрос стоит только об оптимальном решении соответствующих проблем.

Имеются, по крайней мере, два пути решения. Один путь: прямое моделирование мозга на основе небиологических элементов. Другой конструирование, или скорее, воплощение е-нуса на основе существующих харда и софта ЭВМ. Разумеется, возможны некоторые промежуточные варианты и вероятно как раз они и будут в будущем наиболее оптимальными.

Первый путь требует разработки микропроцессоров нового типа, элементами которых будут аналоги нейронов (речь идет, разумеется, не о копировании нейронов, а создании элементов, способных выполнять аналогичные операции).

То есть, этот путь требует создания нового харда. И хотя в настоящее время эта задача может считаться вполне выполнимой, она требует серьезной проработки, подготовки базы и самого производства. Другими словами, это самостоятельная серьезная задача, требующая времени. Будет ли такой подход иметь преимущества перед вторым - вопрос, который необходимо глубоко проанализировать, чтобы не тратить времени и ресурсов на тупиковый или нерентабельный путь.

Второй путь в этом отношении гораздо проще, поскольку соответствующий хард уже существует, а софт может быть создан на основе известных алго-языков.

Возникает, конечно, вопрос о возможности воплощения этого пути.

Принципиальных ограничений здесь мы не видим, поскольку все действия, которые производят нейроны, могут быть промоделированы на ЭВМ. Проблема лишь в том, что благодаря нейронной организации мозг производит свои операции напрямую. ЭВМ же придется действовать посредством сложных программ, которые замедляют процесс. Но в настоящее время уровень развития харда настолько высок, что, несомненно, скорость выполнения программ моделирования нейронов будет даже выше, чем скорость работы мозга.

Разумеется, программирование е-нуса не может быть однозначным, также как не существует однозначного программирования любой (даже простой математической) задачи на ЭВМ. Возможно, в будущем будет идти даже речь о специализированных программах е-нуса;

например, математического е-нуса, экономического, переводческого и т.д.. Наша задача – показать возможность создания таких программ.

Далее под "языком" ("речью") мы будем понимать только письменный язык (речь), позволяющий избежать многих проблем использования звукового языка. В дальнейшем е-нус может быть "озвучен" тем или иным способом.

2.0. Функциональная программа е-нуса.

Согласно второму пути, исходная база, на которой может строиться е-нус, может быть следующей:

1) хард, состоящий из микропроцессора, имеющего большую скорость действия (в несколько гигагерц), ПЗУ и ОЗУ большой емкости (скажем, порядка нескольких гигабайт), жесткого диска в несколько десятков гигабайт, дисплея, клавиатура и пр;

2) софт - какой-нибудь язык программирования высокого уровня (например, C++, Visual Basic или др.), на котором можно создать е-нус-программу, состоящую из следующих программ и подпрограмм:

1. программа 1, создающая модель нейронной структуры, включающая следующие подпрограммы:

а) подпрограмма, поддерживающая запись информации б) подпрограмма, поддерживающая воспроизведение информации в) подпрограмма, поддерживающая переработку информации (мышление) г) подпрограмма оперирования системой образов объектов природы и работы с ними, д) программа управления всеми функциями и программами е-нуса.

2. программа 2 (подготовки к функционированию программы 1), должна быть способна поддерживать следующие подпрограммы:

а) подпрограмма подготовки к использованию естественного человеческого языка, б) подпрограмма подготовки материала к обучению, в) подпрограмма обучения, г) подпрограмма обращения к образам объектов природы и их связям с языком, д) подпрограмма поиска и выдачи информации, е) подпрограмма выбора программы переработки информации (мышления) ж) подпрограмма, позволяющие е-нусу обращаться к существующим программам ЭВМ для получения нужной информаии или стандартной ее переработки согласно алгоритмам ЭВМ.

Хотя е-нус-программа была бы гораздо проще, если бы мы воспользовались каким-либо упорядоченным языком общения типа эсперанто, но это ограничило бы круг пользователей только теми людьми, которые знают этот язык. Поэтому, в общем плане, следует ориентироваться на любой человеческий язык. В предыдущих книгах мы показали, что все развитые языки содержат один и тот же набор детерминантов, отражающий объекты природы (включая и человека) и их взаимосвязи. С точки зрения понимания языка, как переносчика информации, отличие языков заключается лишь в том, что в естественных языках набор детерминантов воплощен в самые разные инварианты речи. Кроме того, естественные языки имеют множество балластных (бесполезных) характеристик, не имеющих информационного значения, но появившихся в связи определенными историческими условиями развития или благодаря субъективным (например, эстетическим) требованиям. К сожалению, чтобы общение человека с е-нусом на естественном языке было возможно, е-нус-программа должна содержать эти балластные характеристики, что, конечно, значительно её усложнит.

Использование естественных языков потребует индивидуализации е-нус программ в отношении языка. Другими словами, необходимо будет создать е-нус программы для каждого языка в отдельности: русского, английского, немецкого, французского и т.д.. Как показывает опыт, человеческий мозг может вполне устойчиво работать на нескольких языках (утверждается, например, что царь Понта Митридат Евпатор в совершенстве владел 22 языками). Это означает, что мозг обладает возможностью языковой суперпозиции - наложения языков без их взаимного искажающего влияния. Очевидно, е-нус-программа должна создаваться с учетом этой особенности мозга. Другими словами, загрузка е-нус-программ для различных языков в качестве носителя информации в одну ЭВМ должна позволить функционировать этому е-нусу на любом из загруженных языков без искажающего взаимовлияния и легко переходить с одного языка на другой.

Как мы отмечали, живой мозг в решении поставленных задач пользуется наряду со словами в не меньшей степени зрительными образами. Это связанно, во-первых, с эволюционно весьма поздним появлением речи, а во-вторых, с более компактной кодировкой информации посредством зрительных образов по сравнению с речью. Поэтому задача введения зрительных образов и задача работы с ними (переработки их, анимация, и т.д.) являются не менее важными, чем построение словесной модели. Здесь снова встает вопрос - решать ли эти задачи, пользуясь программированием, но, подражая мозгу, или воспользоваться только средствами, которые дает нам современная вычислительная техника? Думается, нужно воспользоваться той и другой возможностью в определённом соотношении. В нужном случае мы, например, можем существующими программами раскладывать образы на элементы, а затем обращаться с ними как со словами. Вместе с тем, средствами существующего программного обеспечения мы можем иметь тысячи готовых образов: разного числа измерений, разной раскраски, можем делать любые сечения, деформации и др. преобразования образов, которые и живому мозгу не всегда по силам сделать. В этом случае, не обязательно, чтобы эти образы хранились в быстрой памяти;

достаточно лишь, чтобы е-нус умел вызывать их с жесткого диска и умел пользоваться существующими программами.

Остановимся еще на проблеме обучения е-нуса. Как мы говорили в своем месте, "обучение" ЭВМ заключается в вводе начальной базы данных и программ для ее переработки. Обучение мозга происходит детерминированным и недетерминированным путем (см. главу 3), причем как раз обучение абстрактным знаниям, требуемым для реализации мышления, осуществляется именно вторым, более сложным путем. При этом как база данных, так и программы для ее переработки вводятся извне не в качестве строго описанного массива знаний, а как довольно случайный набор практических знаний и задач. Если мы ориентируемся на создание е-нуса именно как программы (е-нус-программы), то должны предполагать возможность создания вполне детерминированного массива данных и программ их переработки (которые, разумеется, могли бы дополняться). Хотя в принципе это возможно (поскольку мы имеем представление о том, как перерабатывает информацию мозг), но, по-видимому, очень непросто в реальном случае из-за огромного слоя балласта, которым перегружены естественные языки и знания вообще. Введение недетерминированного обучения в е-нус-программу вполне возможно, но, конечно, лучше свести его к минимуму.

Многие программы для е-нуса можно, очевидно, разрабатывать независимо от других, как отдельные блоки одной большой программы. В этом случае будет более простым построение е-нус-программ для специализированных е-нусов.

Рассмотрим, что должны выполнять перечисленные программы и подпрограммы.

Прежде, чем переходить к подпрограммам записи-воспроизведения переработки информации рассмотрим вспомогательные подпрограммы, позволяющие использовать естественный человеческий язык и образы объектов природы, поскольку именно с ними имеет дело программа записи и воспроизведения.

3.0. Подпрограммы анализа языка и образов На данном этапе речь идет не о создании конкретных программ, способных быть реализованными в стандартном харде, а только об описании необходимых функций, которые должны осуществлять эти программы (можно назвать их функциональными программами).

3.1. Подпрограмма, поддерживающая использование естественного языка Для создания этой подпрограммы, прежде всего, требуется глубокий анализ каждого конкретного языка, который позволит:

1) выяснить на какие инварианты лучше всего разбить письменную речь;



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.