"Академик В. М. Глушков – пионер кибернетики" - читать интересную книгу автора (В.П. Деркач, В.Д. Пихорович)

Гносеологическая природа информационного моделирования

“Вопросы философии”, №10, 1963 г.

В понятие моделирования современная наука вкладывает гораздо более широкое и глубокое содержание, чем то, которое вкладывалось в это понятие ранее. Еще и теперь в обыденной жизни под моделированием понимают обычно копирование тех или иных внешних свойств объекта, чаще всего его пространственных форм. Именно такое содержание вкладывается, например, в такие понятия, как “модель здания”, “модель судна” и т. п.

Однако в современной науке все большее и большее значение приобретает более глубокое толкование слова “модель”, при котором основное внимание уделяется моделированию скрытых внутренних свойств объекта. Подобные модели существуют обычно лишь в описаниях и, как правило, не нуждаются в изготовлении их в виде тех или иных физически ощутимых объектов. Так, говоря о модели атомного ядра, современный физик вовсе не предполагает, что речь идет о демонстрационной модели, изготовленной из дерева или из металла, которую можно подержать в руках, измерить, взвесить и т. п. Под моделью ядра он понимает, прежде всего, совокупность научных гипотез о строении ядра, позволяющих не только правильно описать то, что уже известно об этом предмете, но и предсказать новые, еще не открытые наукой факты.

В этом же смысле можно говорить о модели солнечной системы, предложенной Коперником впротивовес ранее существовавшей модели Птолемея. Ясно, что моделирование любого объекта в подобном смысле не что иное, как фиксация того или иного уровня познания этого объекта, позволяющая описывать не только его строение, но и предсказывать (с той или иной степенью приближения) его поведение. В отличие от обычного физического моделирования подобное моделирование естественно называть информационным, подчеркивая тем самым, что речь идет об информации о данном объекте, имеющейся в нашем распоряжении.

Будучи органической составной частью процесса познания, информационное моделирование выполняется человеком и для человека. Средством фиксации любой конкретной информационной модели являются языки, причем не только те человеческие языки, которые изучаются традиционным языкознанием, но и любые искусственные языки, строящиеся в процессе накопления и передачи знаний (например, символический язык алгебры или язык чертежей).

Зафиксированная в том или ином языке информационная модель сама по себе мертва: будучи представлена сама себе, она неспособна дать большее число выводов о поведении смоделированного объекта, чем те выводы, которые были в ней зафиксированы с самого начала. Даже если модель содержит внутри себя правила, с помощью которых могут быть сделаны все необходимые выводы, эти выводы не будут получены, пока эта модель имеется лишь в виде некоторой языковой схемы.

Для перехода от подобной, статической в своей основе модели к модели динамической, раскрывающей все свое истинное содержание, необходимо еще некоторое активное начало. Мозг человека, овладевшего этой моделью, может служить таким началом. Действительно, овладев, например, уравнениями механики и способами их решения, человек (если он располагает достаточно большим временем) может мысленно проследить все стадии движения любой механической системы, например, движущейся ракеты. При этом в его голове как бы возникает и реализуется динамическая информационная модель соответствующей системы. Человеческий мозг осуществляет не только статическое запоминание информации о заданной ему модели, но и преобразует эту информацию в соответствии с теми или иными правилами преобразования, заложенными в эту модель. Именно в наличии подобных преобразований и заключается, прежде всего, различие между старой (статической) моделью и ее новым (динамическим) воплощением.

При таком подходе мозг человека может рассматриваться как универсальный инструмент динамического информационного моделирования. Универсальность здесь означает принципиальную возможность реализации в мозгу произвольных, а не только каких-нибудь определенных динамических информационных моделей. В такой универсальности мозга заключается одна из важнейших сторон способности к безграничному познанию человеком окружающего его объективного мира.

Отдавая должное огромным возможностям мозга как инструмента для информационного моделирования, нельзя не видеть также ряд его существенных ограниченностей и прежде всего недостаточную скорость его работы. Желая восполнить эти ограниченности, человек начал создавать различного рода автоматические устройства для реализации тех или иных информационных моделей. Первоначально такие устройства были специализированными, т. е. пригодными для моделирования относительно узких классов явлений.

Принципиально новый шаг был сделан в связи с созданием универсальных электронных цифровых машин. Как показал подробный анализ, эти машины, подобно мозгу, являются универсальными инструментами для информационного моделирования: на них (при условии наличия достаточного объема памяти) может быть реализована любая динамическая информационная модель. Не следует, конечно, думать, что строение современных электронных цифровых машин копирует строение человеческого мозга. Совсем наоборот, в их строении чрезвычайно мало общего с мозгом. Тем не менее, с точки зрения возможностей информационного моделирования эти машины не только не уступают мозгу человека, но и существенно его превосходят по ряду показателей (прежде всего по скорости работы).

Как же доказывается свойство универсальности электронных цифровых машин? В основе этого доказательства лежат две основные идеи. Первая идея – это идея кодирования алфавитов любых языков в алфавите какого-нибудь одного языка. Чтобы понять сущность этой идеи, рассмотрим два языка– обычный русский язык и “язык” чисел. На первый взгляд, между ними весьма мало общего. Нетрудно, однако, указать один общий прием для записи любых выражений первого языка во втором “языке”. С этой целью достаточно каждой букве русского алфавита сопоставить двузначное десятичное число, а именно ее номер в алфавите. Все слова русского языка представятся тогда очевидным образом в виде чисел (точнее – в виде последовательности цифр). Например, слову “дом” будет сопоставлено число “051412”, ибо буква “д” является пятой буквой русского алфавита, буква “о” – четырнадцатой, а буква “м” – двенадцатой. Аналогичным образом могут быть закодированы (представлены в виде чисел) также знаки препинания и любые другие знаки, встречающиеся в различных русских текстах.

Легко показать, что информационная модель, представленная в каком угодно языке (естественном или искусственном), может быть очень просто закодирована в любом другом языке, если только этот последний язык содержит в своем алфавите более чем одну букву. Правила такого кодирования чрезвычайно просты. С помощью соответствующего кодирования любая информационная модель может быть представлена в виде последовательности чисел и в таком виде введена в память электронной цифровой машины.

Однако одного запоминания информационной модели недостаточно. Необходимо еще привести в действие заложенные в модель правила преобразования информации. А эти правила отличаются бесконечным многообразием; ведь одно дело – информационная модель простых механических объектов, и совсем другое дело – информационные модели объектов биологических или социальных.

Тем более удивительно, что современная наука нашла способ единообразного представления правил преобразования информации в информационных моделях любой природы. В основе этого способа лежит идея разложения правил преобразования информации на элементарные правила. Оказалось, что все многообразие правил преобразования информации может быть получено в результате различных комбинаций конечного (и притом весьма небольшого) числа типов элементарных правил. Подобно тому, как качественно различные материальные тела складываются из относительно небольшого числа типов элементарных частиц, точно так же из небольшого числа типов элементарных правил преобразования информации складываются, в конечном счете, правила преобразования информации в информационных моделях любых (в том числе и качественно отличных друг от друга) объектов.

Идея разложения произвольных правил преобразования информации на элементарные правила и есть как раз вторая из упомянутых выше идей, на которых базируется доказательство универсальности современных электронных цифровых машин. Оказывается, что набор операций в этих машинах содержит все типы элементарных правил. Поэтому с помощью таких операций может быть представлена (или, как принято говорить, запрограммирована) любая система правил преобразования информации, которая может встретиться при информационном моделировании любого объекта.

Следует отметить, что универсальные цифровые машины были открыты чисто теоретическим путем около 30 лет тому назад, задолго до их практического воплощения в электронные схемы. За это время была доказана принципиальная возможность реализации в подобных машинах всех известных в настоящее время видов информационных моделей. Более того, виднейшими математиками специально предпринимались попытки теоретического построения таких информационных моделей, которые нельзя было бы реализовать на уже существующих универсальных цифровых машинах. Все эти попытки оказались безрезультатными.

Таким образом, в настоящее время факт принципиальной возможности программирования на современных электронных цифровых машинах любых информационных моделей установлен не менее твердо, чем факт возможности разложения любого материального объекта на элементарные частицы. Важно еще раз подчеркнуть, что речь идет здесь именно о моделях любой (а не только математической) природы.

Очень важным в теоретико-познавательном отношении является вопрос об информационной модели мозга. Поскольку информационная модель представляет собой просто описание строения и закономерностей поведения моделируемого объекта, то в чисто принципиальном плане мы должны признать возможность построения в будущем сколь угодно точных информационных моделей мозга. Отрицать этот факт – значит отрицать безграничные возможности человеческого познания.

Но как только та или иная модель построена, ее можно запрограммировать и тем самым реализовать в виде динамической (действующей) модели на уже существующих универсальных электронных цифровых машинах. При достаточно точном информационном моделировании будут промоделированы, в частности, и все основные функции мозга и прежде всего функция мышления. Как и мозг, подобная модель должна в будущем “самопрограммироваться” на любые виды умственной деятельности, не исключая и ее самые высокие творческие формы.

Нужно сразу подчеркнуть, что речь идет здесь о принципиальной возможности, а не о том, что может быть сделано сегодня или завтра. В настоящее время описание закономерностей работы мозга, закономерностей процессов мышления находится еще в самом зачаточном состоянии. Те закономерности, которые в достаточной мере изучены (например, закономерности образования условных рефлексов или механизм возникновения языковых понятий), уже сейчас успешно моделируются на электронных цифровых машинах. В целом же по этой проблеме предстоит еще столь много работы, что говорить о сколько-нибудь удовлетворительной информационной модели мозга пока совершенно преждевременно.

Однако и в чисто принципиальном плане вывод о возможности моделирования на машине всех видов деятельности мозга может вызвать недоумение. Не кроется ли в этом выводе заключение о тождественности высших форм движения с низшими? Легко, однако, понять, что оснований для такого рода опасений в действительности нет. По самому определению модели она должна в чем-то непременно отличаться от объекта, иначе она не будет моделью, а просто совпадет с самим объектом. В отношении информационных моделей это общее свойство моделирования проявляется особенно ярко. Ведь существо всякой информационной модели состоит не в копировании объекта, а в описании его поведения.

Предположим, например, что кому-либо удалось построить более или менее точную информационную модель всех процессов, происходящих в том или ином живом организме, скажем, в обыкновенной корове. Будучи реализована на машине, такая модель описывала бы, в частности, процесс образования молока. Но употреблять подобное “информационное молоко” в качестве пищи было бы, разумеется, невозможно. Возможно, правда, что глубокое проникновение в суть происходящих в организме коровы процессов (необходимое для сколько-нибудь точного информационного моделирования) позволит химикам разработать способ производства искусственного молока, вполне заменяющего естественное, однако к проблеме информационного моделирования это уже не имеет прямого отношения.

Другой пример – из области моделирования социальных отношений. Предположим, что какой-нибудь клерк досконально изучил жизнь, характер и привычки своего хозяина-банкира. Ему нетрудно в мечтах воспроизвести с достаточной точностью поведение своего хозяина в тех или иных условиях. В соответствии с нашей терминологией это будет означать, что в мозгу клерка реализована информационная модель банкира. Каждому ясно, однако, что наш клерк не станет от этого богаче ни на один цент, а его положение в обществе останется таким же, каким оно было и раньше.

Приведенные примеры при всей своей примитивности позволяют понять существо одного весьма распространенного заблуждения. Дело в том, что при популяризации достижений современной науки, и, прежде всего, достижений кибернетики, очень часто совершается ошибка отождествления информационной модели объекта с самим объектом. Рассуждают здесь примерно таким образом: если в принципе можно построить информационную модель любого объекта (а это, как уже отмечалось выше, сегодня неоспоримый факт), то такая модель будет в каждый данный момент “знать”, что должен делать моделируемый объект, например, человек. Имея подобную информацию, кажется уже чисто техническим делом создать устройства, приводимые в движение на основе этой информации и имитирующие моделируемый объект уже не в информационном, а в прямом смысле. В конечном счете приходят к выводу о возможности создания “искусственного человека”, общества, состоящего из машин, и т. п.

В абстрактно-техническом плане подобные проекты, какими бы далекими от реализации при современном уровне знаний они ни были бы, нельзя считать абсолютно беспочвенными. Однако они сразу же становятся несостоятельными, как только с абстрактно-технической точки зрения мы переходим на позиции реальной действительности. Ведь с абстрактной, внеисторической точки зрения и рассмотренный нами выше клерк имеет все возможности, чтобы стать миллионером (он не глупее своего хозяина, обладает не меньшими, чем он, знаниями и т. п.). Однако хорошо известно, что в реально существующем капиталистическом мире клерки, как правило, не становятся миллионерами, несмотря на все свои способности и достоинства.

Точно так же обстоит дело и с проектами машинных обществ, создания “искусственных людей” и другими подобными проектами, вокруг которых часто создается атмосфера нездоровой сенсации. Необходимо совершенно ясно представлять себе, что возможность реализации подобных проектов решается не в чисто техническом, а, прежде всего, в историческом плане и лежит поэтому вне компетенции кибернетики или любой другой естественной науки. Ответы на подобные вопросы следует искать не в естественных, а в социальных науках. И этот ответ уже давно дан историческим материализмом, а именно: во всяком реально существующем и развивающемся человеческом обществе все созданное руками человека, в том числе и самые совершенные автоматы, является не более чем орудиями производства и не может быть в социальном плане равнозначным человеку.

Разумеется, в условиях капитализма техника вообще и кибернетическая техника в частности используется в интересах правящих классов. Поскольку эти интересы враждебны интересам трудящихся, зачастую создается иллюзия техники как некоей самодовлеющей силы, противостоящей человеку, вытесняющей его из жизни. Достаточно вспомнить безработицу, которой сопровождается в капиталистических странах внедрение новейших средств автоматики. Существенно, что внедрение автоматики в сферу учета (на базе электронных цифровых машин) вызывает безработицу не только среди рабочих, но и среди так называемых средних слоев капиталистического общества. Не в этом ли причина тех пессимистических пророчеств об “окончательном вытеснении человека машиной”, которые стали частыми на страницах популярных и научно-фантастических изданий Запада?

В условиях социалистического общества нет места для подобных мрачных пророчеств, равно как и для бездумных утверждений о знаке равенства между человеком и машиной. Мы уверены, что в наших условиях любые достижения человеческого гения, в том числе и самые совершенные кибернетические машины, будут служить интересам человека. И как бы ни совершенствовалась в будущем техника, какие бы умные и могущественные машины ни создавались, ими, в конечном счете, будет управлять коллективная воля и мысль человечества. Машины решали и будут решать задачи в интересах человека, а не наоборот. Именно это, а не какие-либо чисто технические причины исключают возможность постановки знака равенства между человеком и машиной.

Что же касается кибернетических (прежде всего электронных цифровых) машин, то они способны неизмеримо повысить интеллектуальную мощь человечества. Те задачи (в том числе и задачи творческого характера), которые недоступны “невооруженному” человеческому мозгу, станут доступны человеку, вооруженному всей мощью кибернетической техники. Моделирование все больших и больших областей абстрактного мышления на электронных цифровых машинах раздвинет границы его возможностей до невиданных сегодня пределов. Ведь абстрактное мышление является именно той областью, где информационные модели наиболее близко подходят к объекту моделирования. А, учитывая возможность убыстрения в моделях элементарных мыслительных актов в миллионы (уже сегодня) и даже в миллиарды раз, мы имеем все основания говорить о возможности в ближайшем будущем во много раз увеличить производительность труда человека в области абстрактного мышления.

Разумеется, такой итог может быть достигнут лишь в результате упорного труда по созданию информационных моделей во всем огромном числе областей, которые составляют предмет интеллектуальных усилий человека. Но хотя в будущем все более и более будет возрастать доля интеллектуального труда (в том числе и самых высоких его форм), выполняемого автоматическими помощниками человека не только не хуже, но и лучше, чем человеком, это не дает никаких оснований ставить знак равенства между человеком и машинами, которые, в конечном счете, являются продуктом его мысли и творчества.