А.П. СОЛОГУБОВ

г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

http://sologybov.newmail.ru

ПРЕДИСЛОВИЕ

В этой книге делается попытка создать модель чувственной сферы сознания человека. Модель имеет две задачи, решаемые параллельно и общими средствами. Первая задача - создать основу логической модели, объясняющей работу мозга человека и явления чувственной части нашего сознания, в которую входят как органы чувств (органы зрения, слуха, осязания и т.д.) и создаваемые ими ощущения, так и эмоциональные структуры сознания. Речь не идёт о технологической модели, объясняющей строение и свойства нейронов и их комплексов, речь идет о логической модели, использующей принципиальные свойства нейрона. Это его способность находиться в покое и в возбуждённом состоянии и способность проводить сигнал и передавать его другому нейрону.

Это модель содержимого "чёрного ящика", которая с логических позиций описывает содержимое чувственной части сознания носителя интеллекта и позволяет видеть объект, запомнить его образ, узнать объект при последующем восприятии, создавать и запоминать образы от других органов чувств. Модель описывает схему управления действиями с объектами и содержит схемы эмоциональных реакций. Под носителем понимается условный объект, наделённый моделируемым сознанием.

Вторая задача - это разработка такой модели сознания, на основе которой можно создать искусственный интеллект, используя основные элементы современной компьютерной технологии. Здесь не подразумевается использование обычного компьютера, а имеется в виду использование основных компонентов, из которых он состоит. Это ячейки памяти, соединённые с линиями передачи сигналов, логические схемы, состоящие из базовых логических элементов и процессор, состоящий из регистров (групп триггеров), соединённых набором логических схем. Из этих компонентов составляется модель компьютера не похожего на обычный. Его организация обусловлена функциями сознания, которые он выполняет.

Соединение этих задач приводит к появлению модели, которую нельзя прямо отнести ни к биологической технологии сознания человека, ни к электронной технологии компьютера, хотя к последней она, безусловно, ближе, потому что компьютерная технология создана человеком и её логика понятна. Это нечто среднее и получившаяся модель является результатом попытки скрестить человека и компьютер. Это модель "логического человека". Я не выбирал этот путь сознательно, логика работы над моделью сама привела к такому результату. Остальные пути были для меня неэффективны.

Теперь несколько слов о термине "интеллект". Обычно под ним понимается поток сознания, протекающий в понятиях или просто в словах. Это логически связанная последовательность слов "звучащих" или "произносимых" в нашей голове. На чувственном уровне сознание - это поток чувственных образов. Это образы видимых, слышимых, осязаемых и т.д. объектов. Это и ощущения, сигнализирующие о состоянии организма (усталость, голод и т.д.), и переживаемые эмоции. Модель доходит до включения в логическую структуру сознания чувственных образов слов, но отсутствуют схемы, определяющие логику работы слов (понятий), определяющие, что после произнесения данного слова будет произнесено не произвольное следующее слово, а логически связанное со смыслом предыдущих произнесённых слов, т.е. с текущим контекстом сознания. Понимание логики интеллекта - это следующая задача модели. Эта книга, в том числе, посвящена описанию элементов логики чувственной сферы сознания, логике элементов чувственного потока сознания. Описать всю логику - это задача слишком объёмная для одного человека. Поэтому задача этой книги в том, чтобы описать основные понятия, представления, которые позволят описывать логику чувственного потока сознания, имея в виду то, что модель - это не теория, её представления достаточно легко и быстро меняются.

МОДЕЛЬНЫЙ НЕЙРОН

Мы рассмотрим модель чувственной сферы сознания человека. То, что мы называем сознанием, является функцией мозга и нервной системы человека, которые состоят из нейронов. Главным компонентом модели также является нейрон, но это условный, модельный нейрон который воспроизводит только два, но зато главные свойства реального нейрона - его способность находиться в двух состояниях: состоянии покоя и состоянии возбуждения и способность проводить возбуждение в возбуждённом состоянии. Возбуждение реального нейрона это сложный энергетический процесс, имеющий биологический, химический и прочие элементы, которые нас не интересуют. Для нас важным является источник возбуждения реального и модельного нейрона, причина его возбуждения.

Существуют первичные и вторичные источники возбуждения нейронов в чувственной сфере сознания. Первичные источники - это рецепторы разных видов и способов возбуждения соединённые с соответствующими им группами нейронов. Различные объекты воздействуют на рецепторы разными способами, например, световые волны воздействуют на рецепторы глаза, некоторые химические вещества на вкусовые рецепторы, объекты оказывают механическое воздействие на тактильные рецепторы кожи. Каждый вид воздействия преобразуется соответствующим рецептором в некоторый энергетический процесс, передаваемый нейронам. Нейроны, получая эту энергию, переходят из состояния покоя в состояние возбуждения и распространяют полученный сигнал далее в виде нервного возбуждения. Возбуждённые состояния определённых групп нейронов, связанных с рецепторами, являются ощущениями соответствующих видов, зрительными образами, вкусовыми, тактильными и другими ощущениями. Устройство рецепторов нас, также, не интересует, важным является только результат их работы. Каждый вид рецепторов имеет свою группу нейронов. Рецептор по каналу связи (отростку нейрона, например) передаёт возбуждение нейронам своей группы, и именно их возбуждение и является ощущением. Нейрон, получив энергию от первичного источника, возбуждается и сам, при определённых обстоятельствах, может быть источником возбуждения для других нейронов, становясь вторичным источником возбуждения.

Если какой-либо вид нейронов может выполнять функцию рецептора, например, отросток тактильного нейрона может возбуждаться при нажатии на него и давать сигнал о наличии тактильного ощущения, то будем считать, что, всё равно, есть отдельный "модельный" рецептор передающий сигнал нейрону.

Легко заметить, что состояния модельного нейрона соответствуют состояниям электрической цепи. Состояние возбуждения нейрона соответствует наличию тока в цепи, состояние покоя соответствует его отсутствию. Это является реальным основанием для создания электронного аналога модели.

Мы будем рассматривать движение возбуждения от источников к нейронам мозга и его движение между нейронами и их группами. Движение возбуждения не произвольно, оно происходит по логическим схемам соединяющим нейроны. Задача модели и заключается в описании таких схем и результатов их работы. Необходимо определить главное свойство возбуждения - оно распространяется линейно от источника к получателю, и логические схемы построены с учётом этого свойства. Если между источником возбуждения и получателем есть канал связи, то при возбуждении источника возбуждение передаётся получателю, и он возбуждается.

ЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА

Постоянный источник возбуждения

При воздействии на рецепторы производится энергетический процесс называемый возбуждением, который не осознаётся носителем, т.е. не ощущается, ему не соответствует никакого ощущения. Передача возбуждения по каналам связи как от первичного, так и от вторичного источника, также, не вызывает ощущений и только при передаче энергетического процесса на соответствующий рецептору или источнику нейрон его возбуждение является знаковым и называется ощущением. Это зрительные, звуковые, тактильные и прочие образы объектов, "ощущаемые нами" и, говоря о чувственной сфере сознания, можно сказать, что окружающий мир и само наше тело осознаются в виде этих образов. В сущности, они (а далее мы добавим к ним и эмоции) и составляют чувственную часть нашего сознания. Будем называть нейроны, возбуждённое состояние которых является для нас ощущением или эмоцией, знаковыми или чувственными нейронами. Кроме знаковых ощущений в мозге и нервной системе циркулирует большое количество беззнакового возбуждения, не ощущаемого нами и выполняющего большое количество разной работы. Для работы модели также требуется беззнаковое возбуждение нерецепторного происхождения. Для этого введём системные источники беззнакового возбуждения, назовём их источниками постоянного возбуждения и будем обозначать и.с. (и.const). С логической точки зрения возбуждение является сигналом, проходящим по логической схеме, и аналогичным сигналу в электрической цепи. Поэтому будем использовать термины "возбуждение" и "сигнал" как синонимы.

Логические схемы состоят из логических элементов. Функцию логических элементов в модели выполняют технические логические нейроны. Их возбужденное состояние не осознаётся, оно не является ощущением. Эти нейроны выполняют работу, управляющую прохождением сигналов в мозге. Логические элементы нейронных схем аналогичны логическим элементам электронных схем. Мы постараемся обойтись меньшим количеством элементов, что сделает схемы более простыми.

Логический элемент "И"

Функцию логического элемента "И" выполняет логический нейрон, который имеет два входа для возбуждения и один выход. Если возбуждение подано одновременно на оба входа, то оно есть и на выходе. В остальных случаях возбуждения на выходе нет. Под выходом понимается линия, соединяющая различные элементы схемы (отросток нейрона или провод), в которую могут подавать сигнал несколько источников. Наличие сигнала в линии выхода, поступившего от других источников, не влияет на состояние входов логического элемента и триггера.

Логический элемент "ИЛИ"

Есть два варианта этого элемента. Функцию логического элемента "ИЛИ1", "исключающее" "ИЛИ", выполняет логический нейрон, который имеет два входа для возбуждения и один выход. Если возбуждение подано на один из входов, то оно есть и на выходе. Если возбуждение подано на оба входа, то его нет на выходе. Функцию логического элемента "ИЛИ2" выполняет аналогичный логический нейрон. Если возбуждение подано на любой из его входов или на оба одновременно, то оно есть на выходе

Логический триггер

Логический триггер это запоминающий элемент. Нейронный триггер можно представить как переключатель, стоящий на канале, по которому идёт возбуждение от и.с. Такой триггер имеет два входа от произвольных источников возбуждения А и Б и один выход. Когда возбуждение подаётся на вход А, то переводит триггер-переключатель в положение "включено". Теперь возбуждение от и.с. поступает на выход триггера. Когда возбуждение подаётся на вход В, триггер возвращается в положение "выключено" или остаётся в нём, если был выключен, и на выходе нет возбуждения. Возбуждение, подаваемое на входы триггера, может быть как импульсным, кратковременным, так и постоянным. Нельзя подавать возбуждение одновременно на оба входа.

Обозначение элементов

Положение входов А и В может быть произвольным.

Логический узел "свой логический нейрон"

Часто необходимо при наличии двух источников пропускать в логическую схему сигнал только от одного из них, а при одновременном сигнале от обоих источников не подавать сигнал в схему. Логический узел, состоящий из двух логических нейронов, выполняет эту функцию. Будем называть его своим л.н. для того источника, чей сигнал проходит в схему. Два источника соединены через л.н.1 "ИЛИ1", который не имеет сигнала на выходе при одновременных сигналах от источников. Его выход подаёт сигнал на вход л.н.2 "И", на второй вход которого подаёт сигнал тот источник, от которого сигнал должен пройти в схему. Источник сигнала будем обозначать Иn, где n - это номер источника в схеме. Стрелками ">" и "<" будем обозначать направление движения сигнала (возбуждения) от источника к получателю.

ДЛЯ ВЫЗОВА СХЕМЫ НАЖМИТЕ ОДНУ ИЗ ЭТИХ КНОПОК.

Иногда несколько источников подают сигнал одновременно на один вход л.н. или триггера, создавая ситуацию переполнения входа. Чтобы избежать этого будем считать, что во всех схемах источники, подающие одновременные сигналы на один вход, соединены между собой через серию л.н. "ИЛИ2".

ДЛЯ ВЫЗОВА СХЕМЫ НАЖМИТЕ ОДНУ ИЗ ЭТИХ КНОПОК.