Логика, машины и жизнь. Ю. В. Чайковский.

О сайте Главная Гипотезы

Кибернетики надеются, усложнив логику и память модели, получить что-нибудь похожее на мозг... Но почему? Откуда взята уверенность в том, что решаемые мозгом задачи – всегда логические? Нельзя ли сказать, что уже единичная клетка дает нам основания для размышлений о действительном соотношении непрерывности и дискретности? И что проблема эта может иметь отношение не только к языку и мышлению, но и к любой самоорганизации, т. е. – к появлению живого из неживой материи? И это будет означать, что логику, незаменимый инструмент, с помощью которого мы познаем мир, не следует обожествлять, кладя ее в основу всех жизненных явлений. ...Об этих и некоторых других принципах в статье.

Вне клетки удается получить лишь совокупность молекул, но не клетку

Логика, машины и жизнь

Ю. В. Чайковский. Кандидат технических наук

...Мы пытались понять, как устроен мир, во все времена. И очень давно пришли к простейшему способу – уподоблять наблюдаемые явления (в том числе внутренние, например сознание) работе созданных нами устройств. И если Парацельс, химик и врач эпохи Возрождения, сравнивал мир с аптекой, а материалисты Нового времени – с часовым механизмом, то стоит ли удивляться всем подобным аналогиям, что породила современная нам наука?
"Мысль – не более, как ток электричества по проводам нервов", – писал сто лет назад биолог-эволюционист Томас Гексли, и мышление, наверное, казалось ему после такого сопоставления более понятным. Позже мышление сравнивали с работой телефонной станции, потом – с цифровой вычислительной машиной, а в последнее время – даже с голографией.
Многие из этих аналогий явно красивы, но вряд ли ими стоило бы интересоваться всерьез, если бы не одно неожиданное обстоятельство: сопоставления мозга с машиной зашли так далеко, что появилась идея создать машину-мозг. Более того, сопоставление как бы поработило его авторов: многие стали считать мозг не только похожим на машину, но просто машиной. Я не знаю никого; кто решился бы вопрошать "может ли мыслить аптека?" Но бурная дискуссия на тему "может ли машина мыслить?", разделившая ее участников и читающую публику на два непримиримых лагеря, известна всем и каждому.
Попытаемся разобраться, постараемся представить себе, что же здесь методически неверно по-существу.

В начале нашего века многие полагали, что математику удастся полностью формализовать, то есть – записать все ее определения, аксиомы и теоремы (в том числе будущие, еще неизвестные) ограниченным числом специальных знаков, каждый из которых имеет единственный, формальный смысл. (Иными словами, математике хотели придать такой вид, какой имеют нынешние программы для ЭВМ.)
Однако в 1931 г. в математической логике произошел переворот. Австрийский математик Курт Гёдель доказал теорему, утверждающую, что на языке арифметики можно сформулировать такие положения, которые нельзя ни доказать, ни опровергнуть, не выходя за ее рамки. Впоследствии было доказано – и это привело к коренным изменениям наших представлений о математике и мышлении, что таким свойством обладает не только арифметика, но и любой не слишком бедный формальный язык.
Это означает, что возможности формальных языков ограничены и что математику никогда не удастся формализовать полностью: всякая формальная теория рано или поздно наталкивается на задачу, которую можно в терминах этой теории сформулировать, но нельзя решить. И тогда дальнейшее продвижение потребует неформального вмешательства, расширения знаковой системы – "языка" данной теории.

Суть дальнейшего составляют не столько собственные соображения автора статьи, сколько концепция доктора технических наук В. В. Налимова, изложенная в его труде под несколько загадочным названием: "Непрерывность против дискретности в языке и мышлении" (доклад на 2-й зимней школе по теоретической биологии, организованной для студентов Биологическим факультетом МГУ в поселке Борок на Рыбинском водохранилище; 4 февраля 1976 г.).
Оттуда же, в частности, заимствован следующий пример.
"Он вчера приходил пудрить мне мозги", – говорит девушка подруге, и та, можете не сомневаться, поймет ее, даже если никогда такого выражения и не слыхала.
Как же так? Ведь ни в одном словаре не найти подходящего к этому случаю значения слова "пудрить", да и "мозги" здесь, в общем-то, не при чем – никакого действия "он" с ними не совершал. И все же что-то делает фразу понятной, и при том – понятной всем.
Встает естественный вопрос: почему? Ведь язык наш тоже ограничен, ведь он тоже состоит из конечного числа формальных символов, связанных грамматикой (правила действия) и содержанием символов (смысл слов). И тем не менее, ответ на наш вопрос достаточно прост и ясен: разговорный язык неформален в том смысле, что значения слов и фраз не определены абсолютно четко. И дело не только в том, что не существует четких и жестких границ смысла множества слов – это еще не сделало бы язык тем универсальным средством общения, каким он на самом деле стал. Главное в другом – в том, что разговорный язык, в отличие от языков формальных, не избегает логических кругов: он не боится объяснять А через В, а затем В через А.
В этом его важнейшее, коренное отличие от математики. Ведь математик утверждает, что точка – неопределяемое понятие, хотя это совсем не значит, что он не может выразить свое представление о точке. Наоборот, он без труда объяснит школьнику, как представить себе точку – например, o виде предельно маленького кружка, и школьник прекрасно поймет его, хотя понятие круга невозможно определить без понятия точки...
Наш мозг преодолевает ограниченность формальных схем, вводя противоречие в логику мышления, оперируя с символами, не имеющими однозначного смысла. (Смысл начинает проявляться только во фразе как таковой.) То есть, сами принципы мышления и работы ЭВМ совершенно различны. "Антигёделевостью мышления" предложил назвать это различие В. В. Налимов.

Каков же механизм столь радикального различия между мозгом и ЭВМ?
Логика ЭВМ дискретна. Языковое мышление кажется нам тоже дискретным, но на самом деле только язык позволяет формализовать мысли... Но ведь есть множество других способов выражения психической деятельности, беднеющих от дискретной записи (музыка, живопись) или вообще не допускающих дискретного выражения (эмоции, интуиция). Значит, мышление в принципе недискретно, оно непрерывно...
Здесь читатель вправе возразить: ну и что интересного в непрерывности? Разве не можем мы понять свойства непрерывной функции синуса, глядя на дискретную таблицу его значений? Ответ на подобные вопросы состоит в том, что непрерывность, о которой идет здесь речь, – не просто предел дискретной картины, в которой точки наставлены столь часто, что сливаются в непрерывную линию. Под непрерывностью мыслится другое отношение к миру, другое понимание его материальной картины – схватывание сути помимо изучения отдельных свойств.
(Кстати, то, что в дискретном словесно-формульном описании предстает невообразимо сложным, не обязательно должно быть сложным само по себе; по меткому замечанию одного из пионеров отечественной кибернетики М. Л. Цетлина, описание изгиба балки – уравнение в частных производных четвертого порядка, даже в самых простых случаях с трудом поддающееся решению; однако сама балка необычайно просто изгибается, не ведая никаких уравнений...) Как же изучать такое "непрерывное мышление", если оно не языковое? Ну, прежде всего его придется описывать, определять. Все тем же языком... Как тут быть? Наверное, языковое описание неязыкового мышления не так уж фантастично – "антигёделевость" разговорного языка должна справиться и с этой задачей. (Например, мы с вами пользуемся сейчас хорошо знакомым понятием "непрерывность" в не совсем обычном смысле.) Сложнее другое – как уловить самый объект такого описания, как определить, что такая-то мысль – неязыкова?
По-видимому, выход здесь в том, чтобы не пытаться выразить словом каждый элемент мышления, а находить слова лишь для различения разных типов мысли, разных способов мышления. Очень может быть, что такое словесное изложение будет бессмысленным для тех, кто не ощутил сам подразумеваемых различий (как бессмысленно самое талантливое описание запаха амбры для тех, кто ее не нюхал). Загвоздка, наверное, не в том, как описать, а в том, чтобы выявить, узнать разные типы мышления.
Чтобы понять связь языкового мышления с неязыковым, хорошо было бы, наверное, проследить его эволюцию, начиная с абсолютно неязыковой переработки информации у животных. К сожалению, промежуточные стадии эволюции не сохранились, и между обезьяной с ее набором сигналов и нами – огромный разрыв.

Ну хорошо, а что нового может дать такой взгляд на мышление сейчас, пока мы ничего не знаем о законах внеязыкового мышления?
Ответ будет, наверное, таким: во-первых, он вызовет вопрос – а правильны ли сегодняшние принципы моделирования мышления? Ведь сейчас считают, что моделью мышления может служить более или менее сложная логическая конструкция (иногда – снабженная датчиком случайных чисел), способная к примитивному обучению. Кибернетики надеются, усложнив логику и память модели, получить что-нибудь похожее на мозг...
Но почему? Откуда взята уверенность в том, что решаемые мозгом задачи – всегда логические? Конечно, способность цифровой ЭВМ быстро и безошибочно тасовать символы гипнотизирует, но в сущности еще более поразительна скудость ее способностей – чтобы решить какое-нибудь нехитрое уравнение, она проведет миллиарды сложений и вычитаний, а если вы дадите ей задание разбудить вас завтра в 7.30, то она будет сверяться с часами каждую секунду – не настало ли завтра... Еще одно интересное обстоятельство: ведь машина работает на сверхбыстрых и сверхточных элементах, а если попытаться сделать компьютер на чем-нибудь вроде нервных клеток, то считать он будет куда медленнее и ошибаться куда чаще, чем человек. Очевидно, в человеческом мозге элементы использованы не так, как в ЭВМ...
Так может быть, надо не усложнять цифровые ЭВМ, а попытаться смоделировать нервную клетку с ее полями, потоками и потенциалами на аналоговой электронной машине; получить логическое (и дискретное!) поведение в результате работы коллектива таких клеток – это было бы куда нагляднее, чем описывать потенциалы на языке логики ЭВМ. (К сожалению, собрать "большой коллектив" аналоговых машин более чем затруднительно.) Ведь вряд ли логика возникла раньше, чем язык; а следовательно, вряд ли она лежит в основе примитивных приспособительных реакций. И математик, наделенный "железной логикой", в обыденной жизни далеко не всегда сможет перехитрить человека, неспособного усвоить даже школьный курс алгебры.
А во-вторых, отойдя в сторону от поработившего нас сравнения человека с ЭВМ, ми невольно задаемся вопросом: так ли уж наша деятельность похожа на машинную?
Человек оставляет после себя плоды трех типов – потомство, идеи и предметы; первое отличает его от машины, второе – от других организмов. И то и другое принято сегодня выражать в терминах дискретной информации (текст ДНК, текст сочинений). Можно сказать, что мозгу еще повезло – его сопоставляют все-таки с весьма сложной ЭВМ, ну, а аппарат наследственности совсем унижен – его уподобляют простому телеграфу. Что, кроме этой примитивной аналогии, могло породить ту странную точку зрения, что наследственность есть копирование ДНК, а эволюция – накопление "опечаток"?
Не говоря уж о том, что при половом размножении дочерняя ДНК не "копия", o скорее – "компиляция" родительских текстов, посмотрим – разве наследуется только ДНК? Разве кому-нибудь удалось вынуть ДНК из половых клеток и вне этих клеток "вырастить" из ДНК организм? Нет, такого опыта никто и не пробовал ставить, так как все знают, что развитие невозможно без целого работоспособного аппарата – клетки.
На ДНК записаны химические формулы всех веществ, записаны сведения о порядке их включения в работу, но работа эта не начнется, пока нет клетки – целостной пространственной структуры, никак не сводимой к тем дискретным "кирпичикам", из которых она собрана. Вне клетки удается получить лишь совокупность молекул, но не клетку.
(Здесь нельзя не вспомнить об идее "молекулярной вычислительной машины", выдвинутой М. Н. Вайнцвайгом и Е. А. Либерманом (журнал "Биофизика", 1973, № 5). Концепция сводится, в двух словах, к следующему: система "ДНК – ферменты" формально идентична универсальной логической машине; в принципе она может осуществить любой наперед заданный закон преобразования текста (ДНК).
Тем самым эта "машина" может (опять-таки, в принципе) делать все то, что делают дискретные логические модели, но она может и большее – ведь ДНК и ферменты, находящиеся в клетке, подвержены влияниям различных, в том числе и непрерывных воздействий – температуры, кислотности среды и прочего. Хотя текст, выдаваемый клеткой, дискретен, однако законы, по которым он сформирован, не все дискретны; произойдет некоторая логическая операция или нет, зависит от соотношения "непрерывных параметров".)
Как и полтораста лет назад, мы можем утверждать, что клетку порождает лишь клетка. (Если уж сравнивать, то следует признать сходство ДНК не с самовоспроизводящейся машиной, а с лентой памяти этой машины.) И наследуется не дискретный текст, а непрерывный образ. Нельзя ли сказать, что уже единичная клетка дает нам основания для размышлений о действительном соотношении непрерывности и дискретности? И что проблема эта может иметь отношение не только к языку и мышлению, но и к любой самоорганизации, т. е. – к появлению живого из неживой материи?

И это будет означать, что логику, незаменимый инструмент, с помощью которого мы познаем мир, не следует обожествлять, кладя ее в основу всех жизненных явлений. Вернее всего, не дискретная логика породила жизнь, а жизнь – и только на самой своей верхушке – породила логику.

Дата публикации: 22 февраля 2003 года

В начало

Источник информации: «Химия и жизнь», № 7, 1976, с. 54.
Электронная версия.

Главная • О сайте • Гипотезы