Интеллект человека, компьютера и робота

Что делает мозг?

В привычных понятиях "мышление" и "интеллект" таится много загадочного и неизвестного. Попытки точно сформулировать эти понятия обычно ставят нас в тупик. Даже профессионалы, занимающиеся изучением мозга и моделированием процессов мышления, затрудняются "четко определить, что такое интеллект.

В качестве примера приведем вариант определения, предложенный известным американским специалистом в области искусственного интеллекта М. Минским: "Никто не возьмет на себя смелость объяснить другим людям значение слова, которое они и без того хорошо понимают. Так что будем его употреблять в том смысле, в котором оно обычно употребляется: интеллект - это способность решать трудные задачи, скажем, такого типа, как построить ракету или систему дальней связи". Далее он уточняет: "Важной особенностью того, что мы называем интеллектом, является способность решать в широком масштабе новые, нетрадиционные задачи... На мой взгляд, следует выделить несколько компонент, участвующих в этом процессе... подцели - разбивка трудной задачи на совокупность более простых подзадач. Подобъекты - описание объектов через их части и связи между ними. Причинная символика - объяснение и понимание того, как изменяются объекты. Память - накопление опыта решения сходных задач. Экономность мышления - эффективное распределение имеющихся (ограниченных) ресурсов. Планирование - мысленная организация работы в общих чертах еще до начала ее выполнения. Самосознание - обеспечение благоприятных условий для того, кто решает задачу".

Что делает мозг?

Приведенное определение характеризует интеллект рядом признаков. Однако оно далеко не бесспорно. Мыслящий читатель может с ним не согласиться и предложить свое определение. Но это не так просто сделать. Трудность (и одновременно парадокс) заключается в том, что мы всю жизнь используем свой интеллект, почти ничего не зная о нем.

"Носителем" интеллекта является наш мозг. Он представляет собой одну из самых сложных живых систем во Вселенной, которая еще не познана. Наука только начинает проникать в тайны мозга и мышления.

Философские аспекты проблемы мышления все еще вызывают острые дискуссии. Представители материалистического подхода исходят из того, что мышление является физическим процессом, происходящим в мозге. Противоположный подход, называемый дуалистическим, основывается на тезисе, что мышление, в принципе, не сводится к физическим функциям мозга. Промежуточную позицию занимают ученые, которые признают важную роль мозга в умственной деятельности, но считают, что принципы работы мозга отличаются от тех, которые сформулированы в современной нейробиологии. Они полагают, что интеллектуальные функции мозга принципиально отличаются от уже изученных физических функций мозга. Однако убедительных научных данных, подтверждающих эту гипотезу, пока нет. Поэтому мы будем придерживаться материалистической точки зрения на процесс мышления и возможность его моделирования на компьютере.

За последние десятилетия изучение структуры и деятельности мозга развивалось ускоренными темпами. Большие успехи имеются, например, в понимании такой функции мозга, как память. Новые методы нейрофизиологии позволяют сегодня не только выяснить, насколько хорошо мы запоминаем информацию, но и изучить специфические изменения в работе клеток мозга, участвующих в процессе запоминания.

Однако многие функции мозга, которые мы связываем с интеллектом, все еще остаются тайной. Примером могут служить такие интеллектуальные операции, которые лежат в основе научных открытий, изобретательской деятельности, сочинения стихов или музыки.

Что же нам известно об устройстве мозга? Как работает мозг, решая те или иные задачи?

Современный ответ на эти вопросы читатель может найти в специальной научной литературе. Поэтому мы ограничимся кратким описанием важнейших функций мозга.

Для определенности рассмотрим интеллектуальный процесс, которым вы заняты в данный момент. Этот процесс - чтение. Его можно разложить на ряд взаимосвязанных операций: восприятие и распознавание знаков на странице, соединение этих знаков в слова, осознание смысла слов и предложений, переворачивание прочитанной страницы и т. п. Концентрируя внимание на книге, вы более или менее отвлекаетесь от сенсорной информации, поступающей в мозг по другим каналам. Например, вы можете не слышать шума проходящих за окном машин или тиканья часов. В то же время мозг выполняет ряд операций, связанных с внутренней регуляцией вашего организма (контроль дыхания, поддержание определенного кровяного давления и температуры тела и т. п.).

Анализируя деятельность мозга в различных ситуациях, можно выделить следующие основные его функции: ощущение, движение, внутренняя регуляция и адаптация. Сочетание этих функций обусловливает "разумность" поведения и управления организмом.

Ощущения порождаются сенсорными сигналами, поступающими от пяти органов чувств, с помощью которых мы воспринимаем внешний мир. Это органы зрения, слуха, вкуса, осязания и обоняния. Есть еще "внутреннее" чувство равновесия. Его "носителем" является вестибулярный аппарат. Это чувство обеспечивает нам контроль движения и ориентации в пространстве.

Мозг перерабатывает поступающую сенсорную информацию и управляет движением тела, осуществляя одновременно регулирование работы внутренних органов. Движения подразделяются на произвольные (управляемые), которыми можно управлять по желанию, и непроизвольные (рефлекторные), которые такому управлению не поддаются. Произвольными являются движения конечностей, корпуса, шеи, глаз, лица, губ и языка, управляемые мозгом. Непроизвольными - внутренних органов (легкие, желудок, сердце и т. п.), регулируемые рефлекторно. Они осуществляются бессознательно, и вы практически не можете на них влиять. Например, вы никогда не задумываетесь над регулированием температуры тела - это происходит автоматически. Если же возникает необходимость защиты организма от переохлаждения или перегрева, то вы прибегаете к управляемым движениям - выполняете физические упражнения, переодеваетесь и т. п.

Окружающая нас среда все время изменяется. Поэтому приходится приспосабливаться (адаптироваться), чтобы выжить или сохранить работоспособность. Эти функции также берет на себя наш мозг. Он вспоминает, как мы вели себя в аналогичных ситуациях, вырабатывает стратегию преодоления возникающих на нашем пути препятствий и т. п. Если адаптация приводит к устойчивым изменениям в поведении, мы называем это научением. По мере адаптации наши поведенческие возможности расширяются. С накоплением опыта многие реакции, адекватные той или иной ситуации, становятся почти бессознательными. Так, например, мы раскрываем зонтик, если идет дождь.

Таким образом, наш мозг позволяет нам чувствовать внешний мир, целенаправленно двигаться в нем, осуществляя внутреннюю регуляцию и адаптацию к изменениям условий. Подобными функциями обладает и мозг животных.

Сравнивая структуру и функции мозга человека и животных, мы можем обнаружить много общего. Однако возникает естественный вопрос: в чем уникальность человеческого мозга? Ответ на этот вопрос связан с высокоразвитой способностью человека решать сложные задачи обработки информации, т. е. с его интеллектом. Благодаря этой способности человеку присущи такие психические акты, как мысли и озарения, мечты и надежды. В прежние времена считалось, что эти явления связаны не с мозгом, а с некоей нематериальной субстанцией, называемой сознанием. Однако научные исследования показали, что "сознание" возникает в результате совместного функционирования клеток мозга подобно тому, как пищеварение есть результат совместных действий клеток пищевого тракта.