Читать книгу Сознание и функционирующий мозг, как его материальная основа. Эволюционно-материалистическая концепция исследования их соотношения – от возникновения жизни до дивергенции конфигураций человеческой психики - Юрий Федорович Тюлюпов - Страница 16

Уже на начальном этапе анализа принципа понимания психики и сознания как набора обрабатывающих информацию механизмов возникает вопрос: если психика – это свойство высокоорганизованной материи (мозга у высших животных и человека), заключающееся в отражении внешнего мира и собственных внутренних состояний организма, а сознание является высшим уровнем отражения человеком действительности, – тогда откуда же в таком случае берется информация в психических процессах? Важность постановки этого вопроса и ответа на него вытекает из следующего вывода №3:

Необходимо учитывать, что при представлении принципов работы психики как «отражательного механизма», кодирование не требуется как таковое; зато оно необходимо для существования информации, и понимается как установление соответствия между определенными параметрами сенсорного стимула и характеристиками импульсной активности нейрона и/или местом его расположения. Это качественное отличие общих принципов формирования отражений и информации.

Гипотетически возможны два варианта появления информации в психических процессах. Первый – какие-то специфические процессы преобразования субъективных образов (как отражений) в информационные объекты с соответствующим кодированием и декодированием информации. Современными нейронаучными средствами такие участки мозга (или специализированные нейроны) просто обязаны были бы быть выявлены, если бы они существовали – но не выявлены. Второй вариант, – который может быть сформулирован в форме антиномии-проблемы – процессы формирования отражений на биологическом уровне (в том числе, психические) изначально построены таким образом, что еще одним свойством этих процессов (кроме формирования отражений) является также кодирование информационных объектов.

Такими двойственными свойствами (и формирования отражений, и кодирования-декодирования информации) обладают и некоторые отражения в неживой природе (в технических устройствах). Некоторые примеры таких процессов приведены в Приложении А. Первая составляющая этих процессов – взаимодействие (объектов или процессов), вторая – отражение (получение изображений), третья – информационная (кодирование и декодирование информации). Информационная составляющая присутствует, например, в процессах получения фотографий. При использовании фотографических технологий со светочувствительными материалами и последующей химической или физической их обработкой, материальными носителями закодированной (в аналоговой форме) зрительной информации являются негативы. Декодирование зрительной информации с этих ее носителей осуществляется в процессах получения позитивов. Также материальным носителем закодированной (в аналоговой форме) зрительной информации является голограмма. Декодирование информации с этих носителей (голограмм) осуществляется освещением их опорной световой волной. Цифровое кодирование зрительной информации осуществляется в цифровых фотокамерах, декодирование этой информации может быть осуществлено, например, уже в компьютерах, с демонстрацией ее на мониторах. Материальными носителями закодированной (в аналоговой форме) звуковой информации могут быть виниловые пластинки или магнитофонные ленты. Комплексная информация содержится в кинофильмах, причем кодирование этой информации может быть, как аналоговым, так и цифровым. Существует также возможность «перекодирования» такой информации из аналоговой в цифровую форму (как более удобную для использования). Все эти процессы (с точки зрения их информационной составляющей) осуществляются, как минимум, в две стадии: кодирование (получение негативов, голограмм, записей на магнитных лентах и т.д.) и декодирование (получение фотографических позитивов, голографических изображений, воспроизведение музыки или кинофильмов и т.д.).

Таким образом, приходим к гипотезе №4:

Процессы формирования отражений на биологическом уровне (в том числе, психические) построены таким образом, что изначально еще одним свойством этих процессов (кроме формирования отражений, являющихся технологическими аналогами мнимых оптических изображений) является также кодирование информационных объектов.

Согласно генетического принципа исследований соотношения сознания и его материальных основ, следующим его этапом должно являться – установление тех изменений в «обрабатывающих информацию механизмах» психики, которые привели к «скачкообразным» изменениям развития психики в филогенезе.

Прежде всего проанализируем, какие технологические разработки, воплощенные в современных технических устройствах, являются решениями второго из поставленных Д. И. Дубровским «основных вопросов» (гл. 2): «Если явлениям субъективной реальности нельзя приписывать физические свойства, то как объяснить их способность причинного действия на телесные процессы?». Как мы уже отмечали, для возможности такого анализа необходимо термин «субъективная реальность» заменить термином «объекты, не имеющие физического воплощения и физических свойств, но обусловленные материальными процессами, имеющими вполне определенные физические свойства», а термин «телесные процессы» – термином «материальные (или энергетические) процессы».

Кроме мнимых оптических изображений, такими техническими «объектами, не имеющими физического воплощения и физических свойств, но обусловленными материальными процессами, имеющими вполне определенные физические свойства», являются также информационные объекты (или процессы). В соответствии с принципами фон Неймана, в технологическом процессе преобразования информации на ЭВМ (электронных вычислительных машинах или компьютерах) процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет информационное содержание, материальным носителем которого являются эти сигналы. В соответствии с формальной логикой такая последовательность выполнения операций выглядит неосуществимой (как и решение второго из «основных вопросов» Д. И. Дубровского): информационное содержание, формирующее задачу выполнения информационной технологической операции, казалось бы, не может существовать раньше, чем его материальный носитель – соответствующая ему последовательность энергетических импульсов.

Для метода цифрового кодирования информации этот мнимый парадокс разрешается достаточно просто – одним из принципов фон Неймана, – в соответствии с ним адрес каждой следующей команды задается в процессе выполнения текущей команды. Согласно этим принципам, вся информация для обработки на ЭВМ преобразуется в двоичную форму, соответствующую амплитудному (технологически – одному из наиболее простых) цифровому кодированию (электрическим импульсам с большей амплитудой напряжения присваивается цифровое значение «1», с меньшей амплитудой (или отсутствием напряжения) – «0»). Для выполнения операций обработки информации все информационные объекты (алгоритмы, числа и прочие) представляются в форме некоторых цифровых последовательностей, над которыми и производятся все действия [Акулов, Медведев 2007]. Но все эти цифровые последовательности материальными объектами не являются, следовательно, при отвлечении от предмета исследования (т.е. сознания) второй из «основных вопросов» Д. И. Дубровского находит технологическое решение в работе компьютеров (ЭВМ).

Еще одним техническим устройством, представляющим технологическое решение второго из «основных вопросов» Д. И. Дубровского, являются ИНС – искусственные нейронные сети. Результатом прохождения сигналов через ИНС с определенной структурой, архитектурой и значениями коэффициентов межнейронной связи, которые могут настраиваться в процессе обучения, является такое изменение сигналов, которое определяется характеристиками конкретной ИНС. Формат ответов, выдаваемых ИНС, является вещественным числовым вектором, информационно не интерпретируемым в явном виде [Комарцова, Максимов 2004]. Таким образом, в ИНС энергетические характеристики сигналов даже не соответствуют какому-то реальному информационному содержимому, то есть фактически являются «мнимым информационным содержанием» этих сигналов. Тем не менее, это «мнимое информационное содержание» управляет процессом изменения энергетических характеристик сигналов, для этого управления оказывается достаточно особенностей структуры, архитектуры и значений коэффициентов межнейронной связи, которые могут настраиваться в процессе обучения ИНС.

Уровню обработки информации в ИНС соответствует свойство раздражимости организмов, характеризующееся вынужденной ориентировкой организмов по отношению к градиентам внешних раздражителей (т.е. силовым линиям). Хотя сами локомоторные реакции осуществляются относительно компонентов окружающей среды, но ориентация организмов (или органов растений) происходит относительно энергетических воздействий. Таким образом, для осуществления процессов раздражимости достаточно такого уровня обработки информации, когда процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет их «мнимое информационное содержание» (т.е. энергетические характеристики этих сигналов).

Исходя из этого предлагается гипотеза №5:

Для технических систем и живых организмов возможно выделить хотя бы некоторые общие признаки – классифицировать их по уровням обработки информации:

1. Энергетический уровень – на котором процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет их «мнимое информационное содержание» (т.е. сами энергетические характеристики этих сигналов, формирующиеся на первой стадии информационного процесса – кодирования). Использование информации осуществляется без ее декодирования, которое в процессах этого уровня отсутствует. К этому уровню относятся: среди технических систем – ИНС (искусственные нейронные сети); среди процессов живых организмов – процессы раздражимости;

2. Информационный уровень – на котором процессом изменения энергетических характеристик сигналов управляет информация (т.е. «действительное информационное содержание» сигналов), материальным носителем которой являются эти сигналы. К этому уровню относятся: среди технических систем – ЭВМ (компьютеры); среди процессов живых организмов – психические процессы. Информационные процессы на этом уровне протекают как трехстадийные: первая стадия – кодирование информации, вторая стадия – декодирование информации, третья стадия – использование информации. Для живых существ: на первой стадии происходит установление соответствия между определенными параметрами сенсорного стимула и характеристиками импульсной активности нейрона и/или местом его расположения; на второй стадии – декодирование информационного содержания сигналов психическими (субъективными) образами; на третьей стадии – процесс изменения энергетических характеристик сигналов, за счет которого осуществляется регуляция поведения и деятельности. Для информационных процессов, происходящих в ЭВМ, в информатике используется другая терминология и другая интерпретация (точно также, как для интерпретации процессов отражения в физике и в философии).

Общий принцип воздействия явлений субъективной реальности на «телесные процессы» сформулируем в форме гипотезы №6:

В психике живых существ информация кодируется в аналоговой форме, а декодированная информация («действительное информационное содержание» сигналов) представлена в психических (субъективных) образах. Тем не менее, принципы, в соответствии с которыми психические образы управляют изменениями энергетических характеристик сигналов в процессах переноса энергии без переноса вещества (в нервных процессах, обуславливающих эти психические образы) могут определяться некими аналогами принципов фон Неймана, учитывающими специфику аналогового представления информации и регуляцию деятельности живых существ. То есть, в любом случае «адрес» каждой следующей «команды» должен задаваться в процессе выполнения текущей «команды» (этот принцип объясняет и очень высокую скорость реагирования живых существ, зачастую превышающую даже скорость прохождения нервных импульсов).

В развитие этих гипотез выдвигается гипотеза №7:

В эволюции психики и поведения животных возможность совершенствования «механизмов обработки информации» зависит от сформированности «отражательных механизмов» психики, а также от полноты состава информационной составляющей психических процессов (т.е. наличия всех трех стадий: кодирования, декодирования и использования информации). Основные принципы функционирования «отражательных механизмов» и стадий информационной составляющей психических процессов нашли воплощение в физиологии нервной системы к моменту перехода в филогенезе между стадиями развития психики – от элементарной сенсорной к перцептивной. Поэтому дальнейшее развитие психики в филогенезе обеспечивалось, в основном, совершенствованием методов и соответствующих им «механизмов» обработки информации.

В соответствие с этими гипотезами, в нашем дальнейшем исследовании основным становится анализ эволюционного развития технологических уровней обработки информации психикой животных и человека.