Статья: Афизикальные принципы психического отражения и их моделирование в технических системах

История развития научного познания свидетельствует о произошедшем с начала Нового времени стремительном росте конструктивно-созидательного потенциала научной мысли. Этот рост обусловлен, в частности, возникновением и развитием такой направленности человеческой деятельности, которая связана с использованием открывшихся человеку в мышлении отражательных свойств его разума для создания теорий построения машин и механизмов. В результате был создан мощный аппарат теорий и методов естественных наук и развита специальная логико-математическая технология - совокупность особых мыслительных (теоретических) средств и способов освоения человеком окружающей действительности. Характерная особенность этой технологии связана с организацией абстрактных структур и конструкций на основе задания четких исходных отношений между заранее выделенными, точно определенными объектами. В свойствах этих отношений как бы кристаллизуются, опредмечиваются характерные особенности формы процессов в логике развитого формального мышления, получившего свою научную строгость в математической логике.

Использование достижений логико-математической теории в 40-х годах нашего столетия приводит к разработке новых способов информационного управления и созданию ЭВМ, явившихся универсальным средством эффективной реализации информационных вычислительных процессов. Применение новой информационной технологии и развитие на этой основе широкого комплекса научно-технических дисциплин и, в частности, кибернетики открыло возможности для эффективного, конструктивного описания и моделирования многих явлений действительности. Эти революционные изменения не могли не сказаться на исследованиях, посвященных проблеме психического отражения, и здесь стала актуальной задача конструктивного процессуального описания не только интеллектуально-логического мышления, но и явления непосредственно-чувственного отражения человеком свойств и отношений объектов. Эта задача приобрела весьма большое значение еще и потому, что в результате ее решения могут быть открыты качественно новые возможности создания искусственных устройств, имитирующих человеческие функции в особо сложных условиях работы (в космосе, под водой, в вахтах глубокого бурения и т.п.).

Важно отметить, что человеческое познание в ходе своего развития не сталкивалось с необходимостью столь конструктивного изучения психического отражения как процесса. В силу огромной сложности исследуемого явления полученные в истории науки философские, психологические и физиологические описания закономерностей процесса отражения были восприняты как определенные достижения. Однако оказалось, что эти объяснения невозможно использовать в кибернетике, где, согласно требованиям техники, существенным является конструктивное описание исследуемых процессов.

Вместе с тем предложенное кибернетикой представление процесса психического отражения (узнавания) как чисто информационного процесса оказалось в целом несостоятельным по отношению к описанию сложных психических явлений и, в частности, процессов непосредственно-чувственного восприятия, задача изучения которых в кибернетике сформулирована как проблема распознавания образов. Явное осознание этого факта может быть отнесено приблизительно к началу 60-х годов, когда с полной определенностью выявились трудности в таких проблемах, как автоматическое распознавание образов и машинный перевод, а радужные надежды на скорое продвижение в создании искусственных «интеллектуальных систем» сменились трезвым осознанием того, что наука находится здесь лишь в самом начале долгого и извилистого пути"[2].

Не случайно, что именно проблема распознавания образов стала камнем преткновения для кибернетики, так как в отличие от других проблем, выдвинутых кибернетикой, проблема распознавания относится непосредственно к таким отражательным возможностям человека, для понимания которых логико-математические способы оказываются малоэффективными и даже непригодными.

Начиная с 60-х годов, наши исследования методологических основ понимания процесса опознания показали, что оно основано на интроспективно-эмпирических представлениях, характерных для естественнонаучного физикального образа мышления, которому свойственно оперировать, действовать с конечными продуктами процесса отражения (представленными в сознании свойствами и отношениями объектов окружающей действительности). При изучении процессов психического отражения это означает, что из-за того, что сам процесс, обеспечивающий отражение (восприятие), скрыт от интроспекции исследователя, представление о характерных чертах этого процесса строится на основе логического соотнесения, конечных результатов (продуктов) этого процесса - на основе особенностей, феноменов восприятия.

Глубокие гносеологические корни формирования такого образа мышления, оперирующего продуктами отражения, кроются в жизненном значении самой функции отражения в процессе деятельности человека. Эта функция заключается в обеспечении адекватности продукта завершенного, свершившегося отражательного процесса свойствам объекта (постулат изоморфности). Психическое отражение, осуществлявшееся внутри деятельности, при выполнении предстоящих задач этой деятельности выступает для человека в виде отношений между объектом и образом, вследствие чего процесс, приводящий к соответствию между объектом и образом, также представляется через это отношение.

Большая практическая значимость функционального смысла соотношения объекта отражения и продукта отражения для успешного осуществления деятельности человека и. напротив, отсутствие функционально-практического смысла для деятельности человека непосредственно процессуальной стороны отражения привело к образованию в сознании исследователей глубоко эмпирического постулата отождествления характеристик процесса психического отражения с его предметно-содержательным результатом - содержанием. Последнее всегда было ближе к сознанию практически действующего человека, поскольку служило для удовлетворения потребностей его деятельности. На этой основе сложился естественнонаучный (или физикальный) образ мышления. Его отличительная черта заключается в том, что изучение природных явлений и процессов проводится через отношение исходного состояния и конечного результата, продукта исследуемого процесса.

Этот образ мышления полностью удовлетворял нуждам и запросам всех существующих естественных наук, которые по мере своего возникновения и развития брали на вооружение данный принцип изучения процессов (физических, химических, биологических и т.д.) через их исходно взятое состояние и конечный результат. Поэтому не случайно, что логико-математический конструктивизм, в котором это отношение взаимодействия максимально формализуется, стал символом научности изучения природы.

Рассмотренный выше физикальный образ мышления не представлял исключения и для психологической науки. Постулаты изоморфизма и отожествления являются исходным основанием традиционных подходов к изучению процессов психического отражения (несмотря на специфические особенности этих процессов). Это обусловлено тем, что в течение многих веков в философии обсуждался вопрос о соотношении объекта и отраженного продукта познавательных процессов (образа), первичность объекта, адекватность образа отраженному объекту. В результате в философии укоренилось гносеологическое представление об изоморфности уже отраженного отдельного свойства объекта, ставшего продукта восприятия. Естественно, что психология и физиология при изучении конкретных явлений непосредственно-чувственного отражения не выходили за рамки, определяемые проблемой соотношения объекта и образа.

Как к психологии, так и в психофизиологии анализ явлений восприятия начинается с интроспекции, т.е. с уже отраженных, выделенных, обособленных свойств в форме образов и понятий. Затем, на основании заранее принятых знаний о свойствах и признаках объектов, ведутся поиски закономерностей и механизмов, реализующих восприятие этих свойств и признаков. Например, ставится задача: как воспринимается квадрат, который является геометрической фигурой, имеющей четыре равные стороны и четыре прямых угла. В соответствии с этими признаками, экспериментальное исследование, предположим физиологических закономерностей, заключается в выяснении вопроса о том, какие возможные периферические или центральные механизмы (детекторы, нейронные ансамбли и др.) осуществляют отражение величины и ориентации отрезков, образующих стороны, а также разные величины углов.

При такой постановке вопроса остается незамеченным, что представление о квадрате, как фигуре, обладающей рядом признаков (четыре стороны в виде равных отрезков прямой и прямые углы), является средством нашего геометрического описания объективных отношений на определенном понятийном уровне, который образовался у нас в результате упорядочивания продуктов процесса непосредственно-чувственного отражения фигуры, выделяемой нами из всех возможных фигур и обозначаемой как квадрат. Получается, что поиск механизмов непосредственно-чувственного отражения данной фигуры (или класса фигур) осуществляется с использованием ряда заранее выделенных геометрических признаков, которые являются результатом ухе законченного непосредственно-чувственного процесса восприятия в упорядоченной нами на понятийном уровне форме. В то время, как задача изучения особенностей процесса отражения состоит, на наш взгляд, в том, чтобы найти те принципы и физиологические механизмы, которые не используют заранее постулированные, уже отраженные свойства (отрезок прямой, угол и т.п.) объектов, и поэтому реализуют возможность целостного восприятия любой фигуры (из любого их класса).

Таким образом, анализ показывает, что психология и физиология органов чувств, ставя перед собой цель изучения именно процессов психического отражения, исследуют их как процессы, происходящие между объектами с определенными свойствами и взаимоотношениями (с одной стороны) и человеком или высшими животными, обладающими какими-то механизмами восприятия, и отражавшими эти свойства и отношения объектов (с другой). Здесь обнаруживается, что объект, описываемый через какие-то свойства, - это объект, уже отраженный, или уже ставший продукт отражательного процесса, а предполагаемые принципы, механизмы восприятия призваны осуществлять акт отражения объекта, который уже имеет заранее определенные свойства. В этом случае любой способ исследования закономерностей процесса восприятия есть изучение этого процесса на продуктном, физикальном уровне исследования.

Изучение на таком продуктом уровне сенсорных систем и особенностей восприятия животных и человека выявило множество экспериментальных фактов и феноменов. Они в изобилии представлена в современной психологии и физиологии органов чувств, изучающих процессы непосредственно-чувственного отражения. Однако, при этом остаются скрытыми закономерности порождения самих продуктов отражения и те принципы и механизмы, посредством которых в живых существах реализуется возможность отражения этих продуктов.

Как было отмечено выше, выявление ограниченности и постановка вопроса о преодолении продуктного подхода (физикального образа мышления) имеют прямое отношение к достижениям разных разделов кибернетики и особенно опыту проектирования автоматизированных систем распознавания образов и систем автоматической самоориентации в окружающей среде. История развития кибернетики дает богатый материал для понимания ограниченности физикального подхода при изучении явлений непосредственно-чувственного отражения и ярко демонстрирует методологические основания научных исследований в этой области.

Так, например, можно видеть, что в период появления кибернетики те ученые, которые обсуждали вопросы отражения с его процессуальной стороны, не замечали, что существующий в философии спор об адекватности отражения относится к соотношении исходного объекта и конечного результата отражения и даже более того - к соотношению мира и его познания. Это есть центральный вопрос гносеологии, который определяет методологическую основу изучения проблем в любой науке, и в том числе изучения процесса самого отражения; но это не значит, что решение проблемы осуществления процесса отражения и выявления его закономерностей тождественно или аналогично решении этой проблемы на философско-гносеологическом уровне.

На этом основания построил свои представления относительно процессов отражения Н.Винер, и так как это соответствовало физикальному образу мышления, его последователи также пошли по этому пути изучения процессов отражения. Во введении к «Кибернетике» Винер обсуждает вопрос о необходимости построения опознавших машин, дающих возможность слепому воспринимать печатный текст на слух. Он пишет: «Основная трудность заключается в том, чтобы получить один и тот же звук для букв данной формы, независимо от их величины. Это точный аналог задачи восприятия формы, или гештальта, восприятия, позволяющего нам опознавать квадрат как квадрат, независимо от бесчисленных изменений размера и ориентации. Прибор Мак-Каллоха обеспечивал избирательное чтение печатной буквы при различных ее увеличениях. Такое избирательное чтение может выполняться автоматически посредством процесса развертки. Идея развертки, позволяющей производить сравнение между исследуемой фигурой и данной стандартной фигурой фиксированного, но совсем другого размера, уже предлагалась мною на одном из Мейсиевских совещаний» /Винер, 1968. с. 70-71/. В приведенной цитате неявно принимаемый постулат изоморфности между отражаемым объектом и отраженным продуктом выступает в том месте, где Винер говорит о сравнении «между исследуемой фигурой и данной стандартной фигурой». Не случайно, что Винер использует понятие гештальта. Согласно гештальтпсихологии, процесс восприятия пространственных свойств объектов имеет собственные закономерности целостных образований – гештальтов, которые родственны законам физических силовых полей. Эти закономерности действуют по отношению к определенной структурно-динамической организации феноменальной реальности. Так, например, В.Келер установил закон транспозиции соотношения свойств объектов. В частности, он был выявлен в опытах над курами, которые были поставлены в условия выбора соотношения светлоты поверхностей /цит. по Рок, 1980/. Другим простым примером может служить закон соотношения «фигура-фон», сформулированный Рубиным /там же/. Отсюда ясно, что представление о закономерностях процессов отражения строится гештальтпсихологами на основании отождествления характеристик процесса отражения со свойствами структурной организации отражаемой действительности, причем предполагается, что закономерности процессов, происходящих в мозговых структурах, изоморфны законам физической теории поля. Таким образом, в гештальтпсихологии имеет место продуктный подход к рассмотрению процессов психического отражения.

Проведенное сопоставление наглядно показывает единые физикальные основания концептуальных подходов к исследованию явления психического отражения в кибернетике и гештальтпсихологии. Это родство методологических оснований характерно и для других направлений психологической теории. Так, скажем, не случайно, что вопрос о восприятии, опознании объектов независимо от изменения, их величины и ориентации, известный в психологии как многовековая проблема константности восприятия, неизменно оказывается в центре внимания.

Вопрос о том, как «нам опознавать квадрат как квадрат, независимо от бесчисленных изменений размера и ориентации», в чем Винер видит основную трудность создания технического аналога для задач восприятия формы, или гештальта, ставился многократно в истории развития философии и естествознания. В античные времена обсуждали эту проблему в связи с основным вопросом философии о соответствии свойств объектов и их отражения, позднее изучали это философское соотношение непосредственно через оптико-проекционные и физиологические особенности человеческого глаза. Психологи выдвигали разные гипотезы, ставили эксперименты над животными и людьми, и всегда в основе изучения проблемы было глубоко эмпирическое представление о процессах отражения через соотношение между объектом и продуктом отражения (например, проекционное отношение размеров объектов на сетчатке глаза и воспринимаемая величина или удаление этих объектов).

Это было обусловлено тем, что, во-первых, константность понималась в контексте философско-гносеологического аспекта этого явления (изоморфность, адекватность) и при этом не учитывалось. что адекватность отношения между объектом и результатом отражения, необходимая при философско-гносеологическом рассмотрении, является абстрагированной от самого процесса отражения; во-вторых, в силу физикального образа мышления не подвергалось сомнению, что изучение характеристик самого процесса отражения невозможно через эти уже «застывшие» продукты отражения.

Здесь может возникнуть сложнейший вопрос о том, как же исследовать процесс отражения, если невозможно опираться на продукты процесса отражения, а человек для изучения процессов отражения другими средствами не располагает и никогда не будет располагать. При такой постановке вопроса не учитывается, что в данном случае речь идет не о том, что нельзя опираться на результаты отражения. Относительно этого двух мнений быть не может. А речь идет о преодолении глубоко эмпирического продуктно-физикального образа мышления, основанного на принятии постулатов изоморфности и отождествления. Рассмотрим существо возникающей здесь проблемы.

Естественной основой человеческого мышления являлось общение человека с миром, и необходимая функция психического отражения заключалась в поддержании контакта с миром через выделение объектов и образования отношений между ними. Таким образом, сложилось коренное свойство отражения, связанное с образованием отношений через посредство продуктов отражения. Следуя этому привычному образу мышления, в психологии при попытках построить представление о процессах психического отражения в качестве основы для изучения их характеристик использовали то же эмпирически составляемое отношение между продуктами отражения. При этом не принималась во внимание специфика психического отражения как особого объекта исследования.

Исходные постулаты физикального образа мышления не зависят от объективных свойств той сферы действительности, с которой имеют дело естественные науки, и поэтому продуктный подход вполне удовлетворяет нуждам развития этих наук. Ситуация кардинально меняется, когда объектом исследования становится сам процесс психического отражения, в результате осуществления которого только и появляются, порождаются продукты отражения. Постулаты физикального образа мышления в этом случае не только не помогают познавать, но наоборот скрывают принципы и закономерности процесса непосредственно-чувственного отражения и не дают возможности составить о них адекватного представления.

Действительно, принятие физикального подхода реально означает, что при попытках понять, каким является психофизиологический процесс, приводящий к непосредственному восприятию (именно непосредственному, потому что опосредованное восприятие осуществляется в интеллектуальных процессах мышления, с использованием способов научного познания), мы исходим из определенных, данных нам в непосредственном ощущении и упорядоченных в мышлении свойств (например, пространственных характеристик окружающего нас мира). Тогда, со строго научной точки зрения, мы приходим к противоречию, если объясняем этот процесс таким образом, что один или несколько параметров, свойств, являющихся результатом процесса или участвующих на промежуточных стадиях его осуществления, берем в качестве имплицитного постулата в основание концепции, объясняющей искомый процесс. Иными словами, в этом случае раскрываемые механизмы и закономерности процесса непосредственно-чувственного отражения зависят от продуктов этих процессов или определяются результатами отражения. Несостоятельность такого подхода, на наш взгляд, достаточно очевидна.

Поясним сказанное на примере теории восприятия пространственных свойств и отношений объектов Дж.Гибсона. Согласно этой теории, «восприятие мира как трехмерного связано с восприятием уходящих в глубину плоскостей, особенно плоскости земли, а основу такого восприятия задает текстура плоскости» /цит. по Рок. 1980. т.1. с. 109/. Гибсон утверждает, что градиент структуры физического мира образует оптический градиент плотности на сетчатке глаза, где физически однородные по величине и форме объекты и их пространственно выделяемые части (каким образом они выделяется, остается неясным) получают постепенное уменьшение величины по мере удаления от наблюдателя (например, градиент волн на поверхности води). При этом он невольно принимает, что процесс, приводящий к восприятию величины и формы объектов (в данном примере волн), известен, более того, известен механизм, составляющий градиентное отношение и дающий различные результаты восприятия каждой величины. После принятия этой аксиоматики объясняется, что именно это воспринятое наличие величин и форм порождает восприятие трехмерности физических объектов по их проекции на двумерной плоскости сетчатки. Таким образом, восприятие величин и форм объектов по их градиентной проекции принимается как исходная аксиоматическая данность при выявлении закономерностей процессов восприятия трехмерности, пространственности этих объектов. Поэтому в данной теории в итоге выявляется только связь между пространственным расположением трехмерных форм в физическом мире и их проекционными образованиями на двумерной сетчатке в разных условиях восприятия. При этом остаются необъясненными закономерности, обусловливающие возможность порождения форм и величин, и особенно процессы, устанавливающие их соотношение (что необходимо для образования самих градиентов).

Проведенные рассуждения позволяют заключить, что проблема преодоления продуктно-физикального образа мышления не предполагает необходимости отказаться от всякой опоры на продукты отражения. Важно тишь, чтобы при объяснении закономерностей процессов психического отражения не использовались имплицитные продуктные основания, то есть такие заранее заданные свойства объектов окружающей действительности, которые являются непосредственными результатами процентов восприятия. Кажущаяся простота этого положения может ввести в заблуждение. Вместе с тем, вопрос в целом далеко не прост, и, как отмечалось ранее, физикальный образ мышления имеет глубоко эмпирические основания в человеческой практике. Именно этим объясняется тот парадоксальный факт, что ученые, исследовавшие процессы непосредственно-чувственного восприятия, фактически не замечали внутренней неполноты и противоречивости своих теоретических построений.

В этом отношении особо примечательным является известный взгляд, согласно которому физиологические механизмы сенсорных систем восприятия построены на основе «детекторов» элементарных признаков. Широкое распространение это представление получило после того, когда в ряде нейрофизиологических экспериментов было показано, что нейроны коры головного мозга избирательно реагируют на соответствующую стимуляцию данного органа чувств. Наибольшую известность приобрели нейрофизиологические исследования центральных механизмов зрения, которые проведены Д. Хьюбелом и Т. Визелем еще в конце 50-х годов. Путем изучения активности и пространственной организации нейронов первичной зрительной коры ими была выявлена функциональная схема, которая, по их мнению, может лежать в основе переработки сенсорной информации в коре головного мозга /Хьюбел... 1982/. Хьюбел и Визель с помощью микроэлектродов регистрировали активность отдельных клеток первичной зрительной коры головного мозга и. раздражая различные области сетчатки глаза, подбирали такие простые изображения (например, отрезки линий с заданными признаками: формой и ориентацией), которые обеспечивали оптимальную активацию этих нейронных клеток. Таким образом они, в частности, обнаружили, что существуют нейроны, избирательно возбуждающиеся при появлении на сетчатке отрезков линий заданного наклона /Хьюбел, 1974/. В результате был сделан вывод: «Нейроны возбуждаются или тормозятся специфическими стимулами; группы нейронов действительно выполняют специальные преобразования» /Хьюбел... 1982. с. 197/ и таким образом подтверждено представление, явившееся исходным основанием при постановке исследования; определенные нервные элементы обладают специфической реактивностью по отношению к определенным фрагментам (признакам) изображений. попадающих на сетчатку глаза. Вместе с тем, это представление, которое казалось бы позволяет просто объяснить многие явления, связанные с восприятием, внутренне противоречиво, поскольку при определении механизмов зрительного восприятия здесь в явной, открытой форме используются продуктные основания. Продукты процесса восприятия человека - уже отраженные физические и геометрические признаки изображений - прямо выступают в качестве характеристики процесса зрительного восприятия, который оказывается построенным по способу, связанному с наличием «детекторов» соответствующих продуктов (признаков).

Таким образом, одна из причин отсутствия конструктивного описания процессов психического отражения, на наш взгляд, заключена в том, что исследования этих процессов проводились на продуктном уровне через построение отношений между воздействием и результатом восприятия, и перенесение характеристик этих отношений на процесс восприятия. В этом смысле подход Н. Винера, высказывания которого цитировались выше, аналогичен представлениям нейрофизиологов, а также гештальтпсихологов и Дж. Гибсона. В самом вопросе Н. Винера - как человек воспринимает все квадраты и начертания букв независимо от их величины и ориентации - уже скрыто заключен способ мышления через результат отражения, которому привычно брать данные одного процесса восприятия (квадрат с его свойствами как уже отраженными продуктами восприятия) и через них обсуждать другой процесс восприятия - восприятие формы объектов безотносительно к их размерности. При таком подходе игнорируется важный смысл процессов восприятия - воспринимать «что», «для чего». Относительно процессов отражения этот вопрос - что отражается - не может стоять отдельно от вопроса - для чего отражается. Связь человека с природой обусловливает единство этих вопросов и поэтому не может быть оторванной, абстрагированной от связи с природой функции отражения, ограниченной только вопросом «что?». В этом заключен глубокий смысл теории деятельности в советской психологии (Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн, А.Н. Леонтьев, Б.Г. Ананьев, А.В. Запорожец, Б.Ф. Ломов. Д.Н. Ошанин), которая исходит из того, что без функции предметности отражения нельзя рассуждать о явлениях отражения и тем более понять процессуальное содержание этого отражения. Однако представители этой теории обсуждают отражение как процесс и рассматривают его закономерности также через продукты отражения. И тем самым в этих исследованиях процессов психического отражения не содержится объяснений закономерностей самого психического отражения, а имеется лишь методологическая основа понимания этих процессов.

В целом рассмотренные выше проблемы восприятия не являются в этом смысле единичными. Фактически любая проблема, относящаяся к процессам психического отражения, ставится и решается подобным образом, то есть на основе физикального образа мышления: явление рассматривается как отношение между объектом и продуктом, и на этом составляются представление о характеристиках данного процесса. Рассмотрим в этой связи подробнее ряд кибернетических способов моделирования отражательных функций человека в искусственных системах.

2. Ограниченность кибернетических подходов к моделированию процессов психического отражения

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--