Моделирование функций человеческого мозга

Понятие интеллекта сегодня используется и в технике. Оно прочно вошло в ряд технических дисциплин. Однако там интеллект осмысливается совсем иначе. Когда говорят об искусственном интеллекте, то акцент обычно делается на чисто технических вопросах, например, как организовать память, банки данных, как описать предметно область, сделать наглядной входную и выходную информацию и т.д.

Полное отождествление человека и машины, человеческого сознания и функций кибернетических систем пока невозможно. Это убеждение основано на структурном различии человеческого мозга и ЭВМ, сущность которой, безусловно, ниже сложности человеческого мозга, и на различии функционирования этих двух универсальных преобразователей информации.

В настоящее время кибернетическими устройствами успешно моделируются такие способности человеческого мозга, как:

? обучение;

? создание абстракций;

? создание обобщений;

? игра в шахматы (в проводившемся «поединке» Каспаров проиграл суперкомпьютеру);

? распознавание зрительных образов;

? формулировка и запись теорем;

? написание музыки и т.д. и т.п.

Американский математик Ван Хао построил программу, по которой универсальная ЭВМ осуществила доказательство 200 теорем из капитального труда по математической логике Рассела и Уайтхеда. При этом она попутно сформулировала и доказала еще 10 теорем, которых в книге не было. Это пример моделирования творческой деятельности в математике.

Возможность моделирования интеллектуальных способностей человека в области музыкального творчества позволяет лучше понять природу самой музыки (так называемый логический аспект музыкальной культуры).

В работе по теории нейронных сетей У. Мак-Каллок и В. Питс доказали, что любая функция естественной нервной системы может быть логически описана с помощью конечного числа слов и реализуема с помощью формальной нервной системы, которая во многом эквивалентна ЭВМ. Отсюда вывод: в принципе можно моделировать любые функции человеческого мозга.

Структурный подход состоит в моделировании отдельных нейронов, из которых состоит человеческий мозг. Мозг состоит из миллиардов нервных клеток, сам нейрон имеет весьма сложное строение, и построить его хорошую модель нелегко, а чтобы создать искусственную схему, нужно соединить между собой десятки или сотни тысяч искусственных нейронов. Пока этого сделать нельзя.

От принципиальной возможности создания искусственного интеллекта следует отличать технические возможности его создания и практическую целесообразность. Человечество на каждом этапе своего развития расширяет технические возможности.

ИДЕЯ ЦЕЛОСТНОСТИ

«Все люди от природы стремятся к знанию» — этой фразой начал Аристотель свою «Метафизику». Стремление это возникает в довольно раннем возрасте и каждый может припомнить эпизоды своего детства, связанные с удовлетворением любознательности, собственными открытиями. Каждый ребенок открывает мир по-своему, воспринимает явления, запоминает факты, сравнивает их, систематизирует. Анализируя познавательную деятельность ребенка, К.И. Чуковский говорил: «Нельзя не восхищаться упорным стремлением детского разума внести хотя бы иллюзорный порядок в разрозненные, дробные знания о мире». В поисках закономерностей: зачем? Почему? Каким образом? — основа культуры, залог успеха и прогресса человеческой мысли.

Человеческая личность целостна. Это отражено даже в самом понятии «индивидуум», что в переводе с латинского означает «неделимый». Смысл этого понятия со временем менялся. В процессе антропогенеза человек постепенно утрачивал устойчивые связи с природой, свойственные животным. Оставаясь частью природы и подчиняясь ее законам, он в то же время выходит за ее пределы, поднимается над ее границами, противостоит ей как осознающий себя субъект. Однако именно разум позволяет ему понять трагизм своего положения, неразрешимость человеческой ситуации. Дисгармония человеческого существования порождает потребности, далеко выходящие за пределы животного происхождения:

? в связи с другими людьми;

? в самоутверждении;

? в привязанности;

? во внутренней целостности;

? в основе ориентации;

? в объекте поклонения и т.д. Человеку нужны некие идеальные объекты, цель, идея,

которым он мог бы всецело себя посвятить, и в этом бескорыстном служении реализовать свою сущность и обрести полноту бытия.

В мировом сообществе назрел мировоззренческий кризис. По мере того как наука все активнее превращалась непосредственно в производительную силу, человек все больше и чаще чувствовал себя повелителем природы, относился к ней как к средству. Но в азарте погони за тайнами атома, живой клетки, мощностью, скоростью, грузоподъемностью техники как-то выпала из поля зрения простая истина: за все надо платить. Зловещие черты кризиса начали проявляться тогда, когда интенсивность геологической деятельности стала соизмеряться с динамикой процессов, происходящих миллионы лет в биосфере. Это отразилось и на отдельной личности: перестав осознавать себя целостным микрокосмосом, личность деградирует, отчуждается от общества и природы.

Мировоззренческой основой борьбы за экологию природы, экологию человеческого духа, направленной как на сохранение биосферы, так и на гармонизацию самого человека, является целостность.

Целостность общечеловеческого сознания, целостность восприятия человека как составной части единого универсального организма должны стать не только предметом осмысления каждого человека, но и мировоззренческой основой каждого, соединяющей разум и чувства.

Идея целостности должна стать непреодолимой преградой на пути сползания к кризису, пронизывая общее и частное, большое и малое, бесконечную Вселенную и точку пространства.

Проблема целостностного мироздания порождает, по существу, проблему универсального знания, о котором говорил еще Сократ, а впоследствии Аристотель: «Знание обо всем имеет тот, кто в наибольшей степени обладает знанием общего».

Рождается новый этап Разума: общечеловеческий. Страны уже нельзя рассматривать изолированно. Они объединены идеологиями, наукой, технологиями, торговлей, общими ресурсами, атмосферой, водами. Страны ведут себя, как люди: работают на земле, перерабатывают продукцию, обмениваются ею, общаются, ссорятся, ходят в церковь и школу, немного помогают друг другу, иногда ведут совместные работы для защиты от стихии, совместные исследования в космосе. Движут ими биологические потребности и верования, а реализуют они их в силу Разума. Все это говорит о том, что нужно жить в гармонии с природой, не нарушая ее равновесия. И естествознание будет обеспечивать здесь неограниченное развитие.

ПРИЛОЖЕНИЕ

УЧЕБНЫЙ ПЛАН, ПРОГРАММА КУРСА, ТЕМЫ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ, КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Курс «Концепции современного естествознания» предложен Госкомитетом РФ по ВО в 1995 г.

В области СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ прослушавший курс обязан знать:

? об основных этапах развития естествознания;

? об особенностях современного естествознания;

? о ньютоновской и эволюционной парадигмах;

? о концепции пространства и времени;

? о принципах симметрии;

? о законах сохранения;

? о понятии состояния в естествознании;

? о корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;

? о динамических и статических закономерностях в естествознании;

? о соотношении порядка и беспорядка в природе;

? об упорядоченности строения физических объектов;

? о переходах из неупорядоченного состояния в упорядоченное и наоборот;

? о самоорганизации в живой и неживой природе;

? об иерархии структурных элементов материи от микро- до мегамира;

? о взаимодействиях физических, химических и биологических процессов;

? о специфике живого;

? о принципах эволюции, воспроизводства и развития живых систем, их целостности и гомеостазе;

? об иерархичности, уровнях организации живых систем;

? о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики;

? о биологических основах психики, социального по ведения и здоровья человека;

? о взаимодействии организмов и среды, сообществах организмов, экосистемах;

? о принципах охраны природы и рационального природопользования;

? о месте человека в эволюции Земли;

? о ноосфере и парадигме единой культуры.

. Тема 1. Предмет естествознания. Закономерности, основные этапы, история, панорама и тенденции развития

1. Предмет естествознания. Основная терминология.

2. Основные закономерности развития естествознания.

3. Роль практики и относительная самостоятельность развития естествознания.

4. Основные этапы развития естествознания.

5. Панорама и тенденции развития естествознания.

Тема 2. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

1. Научная теория. Содержание и структура естественнонаучной теории.

2. Критика и борьба мнений в науке.

3. Преемственность и интернациональный характер развития науки.

4. Взаимодействие естественных наук. Научный метод.

5. Дифференциация и интеграция наук.

6. Культура. Типы трансляции культур. Триада «человек, человечество, человечность».

7. Вклад естественнонаучной и гуманитарной культур в развитие цивилизации.

Тема 3. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы

1. Проблема материи — один из наиболее важных и существенных вопросов философии и естествознания.

2. Корпускулярная концепция описания природы.

3. Континуальная концепция строения материи.

4. Единство корпускулярных и волновых свойств материальных объектов.

Тема 4. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро- и мегамиры

1. Структурность и системная организация материи как важнейший ее атрибут.

2. Проявления структурной бесконечности материи.

3. Системная организация материи.

4. Структурные уровни различных сфер.

5. Структура живой природы.

6. Социальная действительность в структурном аспекте.

Тема 5. Структура и ее роль в организации живых систем

1. Система и целое.

2. Различные типы систем.

3. Часть и элемент.

4. Взаимодействие части и целого. Определяющая роль целого по отношению к частям.

5. Диалектическое единство дифференциации и интеграции частей.

6. Причины и факторы, обеспечивающие, по Ч. Дарвину, дифференциацию частей.

7. Алгоритм сборки частей в целое.

Тема 6. Неопределенность в мире. Принцип неопределенности

1. Неустранимость неопределенности.

2. Неопределенностные процессы в массиве реалий действительности.

3. Неопределенностные процессы в искусстве.

4. Принцип неопределенности.

5. Парадокс неопределенности.

Тема 7. Хаос и порядок. Порядок и беспорядок в природе

1. Этимология понятия «хаос». Соотношение порядка и беспорядка в природе.

2. Хаос и мифы.

3. Хаос и его проявления.

4. Причины хаоса.

5. Роль энтропии как меры хаоса.

6. Упорядоченность строения физических объектов.

7. Пространственная модель соотношения порядка и хаоса.

8. Диалектическое единство 0-мерной точки.

Тема 8. Принципы дополнительности — суперпозиции, относительности

1. Принцип дополнительности.

2. Принцип суперпозиции.

3. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна.

Тема 9. Принципы симметрии

1. Определение категорий симметрии.

2. Симметрия как эстетический критерий.

3. Математизация научного знания — одна из основных тенденций развития идеи симметрии.

4. Асимметрия. Роль понятия симметрии и асимметрии в живой природе.

5. Дисимметрия и антисимметрия.

6. Операции симметрии.

7. Симметрия подобия. Подобие как глобальная генетическая программа.

8. Пространственно-временные и внутренние принципы симметрии.

9. Иерархия принципов симметрии в законах сохранения физических величин.

Ю.Золотое сечение — закон проявления гармонии природы.

Тема 10. Динамические и статистические закономерности в природе

1. Проблемы детерминизма и причинности.

2. Фундаментальные физические законы.

3. Динамические и статистические законы.

4. Закон возрастания энтропии. Принцип минимума диссипации энергии.

Тема 11. Химические системы. Энергетика химических процессов. Реакционная способность веществ

1. Химические системы.

2. Энергетика химических процессов.

3. Реакционная способность веществ.

Тема 12. Особенности биологического уровня организации материи

1. Основные этапы становления идеи развития в биологии.

2. Концепции происхождения живого.

3. Значение работ Л. Пастера для понимания особенностей мирового эволюционного процесса.

4. Гипотеза Опарина.

5. Биоэнергоинформатика. Триединство Вселенной: материя, энергия, информация.

6. Метаболизм.

Тема 13. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем

1. Эволюция как развитие изучаемого процесса.

2. Дарвиновская триада — три уровня организации материального мира.

3. Классы механизмов эволюции. Основная особенность механизмов эволюции.

4. Закон дивергенции.

5. Взаимосвязь эволюции, адаптации и организации живых систем.

Тема 14. Отражение и его роль в организации развивающейся системы

1. Отражение как всеобщее свойство движущейся материи.

2. Основные свойства отражения.

3. Адаптация как особая форма отражения.

4. Проблемы адаптации живого и принцип отражения.

5. Концепция адаптационного синдрома, или стресса.

Тема 15. Пространство и время. Необратимость времени

1. Развитие представлений о пространстве и времени.

2. Общие свойства пространства и времени.

3. Трехмерность пространства на всех структурных уровнях материи.

4. Социальное пространство.

5. Время. Всеобщие и специфические свойства времени.

6. Пространство и время в микро-, макро- и мегамире.

7. Необратимость времени как проявление асимметрии.

8. Проекции времени на сознание человека.

9. Социальное время.

10. Личное время и чувство ритма.

Тема 16. Самоорганизация в живой и неживой природе

1. Сущность проблемы самоорганизации в свете современной науки.

2. Механизмы самоорганизации.

3. Синергетика.

4. Структурные компоненты и свойства процесса самоорганизации.

5. Механизм, обеспечивающий организационный процесс.

6. Характеристики процесса самоорганизации.

7. Понятие о гомеостазе.

8. Механизм обратной связи. Отрицательные и положительные обратные связи.

9. Теория двойственной обратной связи.

10. Роль и место информации.

11. Проблемы синергетики и глобальный эволюционизм. 12. Восточная философия о мировой гармонии.

Тема 17. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере

1. Биосфера как живая самоорганизующаяся система.

2. Общие черты мирового эволюционного процесса.

3. Учение В.И. Вернадского о биосфере.

4. Ноосфера как новое эволюционное состояние биосферы.

5. Ресурсная и биосферная модели предельной возможности Земли.

6. Модель устойчивой мировой системы.

Тема 18. Экология. Законы экологии

1. Ноосферный гуманизм и проблемы экологии.

2. Экология и культура.

3. Законы экологии.

4. Применение второго начала термодинамики в области живого и экологии. Принцип ярусности.

5. Экология человека и взаимопронизывающие уровни метасистем.

6. Отходы и загрязнение биосферы.

7. Проблемы рационального природопользования.

8. Активная форма природопользования и правовое регулирование.

9. Биоэтика.

Тема 19. Социально-этические и биологические

принципы биологического познания.

Генетика и эволюция

1. Познавательные возможности методов биологического исследования.

2. Возможности управления процессами жизнедеятельности человека.

3. Генетика и эволюция.

4. Законы генетики Менделя.

5. Мутации.

6. Генная инженерия как новый этап биологической эволюции.

7. Этические принципы науки и социальные факторы.

8. Социология и этика науки как единый комплекс.

Тема 20. Человек: физиология, здоровье, творчество, эмоции, работоспособность

1. Экология человека и медицина.

2. Природа человека и его взаимодействие с окружающей средой.

3. Психоэмоциональная адаптация. Требования к внутренним ресурсам человека.

4. Здоровье как состояние максимальной адаптации человека к окружающей среде.

5. Проблемы здоровья и болезней в общебиологическом плане.

6. Валеология — новая наука о здоровье души и тела. Уровни здоровья населения.

7. Эмоции, творчество, работоспособность и их взаимосвязь.

8. Мозг как орган сознания.

9. Неординарные способности и возможности человека.

10. Возникновение духовного мира человека как резуль

тат самоорганизации.

11 Принцип универсального эволюционизма. Путь к единой культуре. Единая картина мира.

ЛИТЕРАТУРА

1. Философские проблемы естествознания /Под ред. С.Т. Мелюхина. — М.: Высш. шк., 1985. — 400 с.

2. Моисеев Н. Человек и ноосфера. — М: Мол. гвардия, 1990. — 551с.

3. Карпов М.М. Философские проблемы современного естествознания. — Изд-во Рост, ун-та, 1972. — 276 с.

4. Мостепаненко М.В. Философия и методы научного познания. - Л.: ЛГУ, 1970, 195 с.

5. Энгельс Ф. Диалектика природы / Маркс К., Энгельс Ф. Собр. соч. Т. 20. С. 33-149.

6. Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм / Полн. соб. соч. Т. 18.

7. Ленин В.И. О значении воинствующего материализма / Полн. собр. соч. Т. 45. С. 31.

8. Философские проблемы современного естествознания / Под ред. B.C. Готта. — М.: Высш. шк. 1974. — 264 с.

9. Мостепаненко A.M. Пространство и время в макро-, мега-и микромире. — М.: Изд-во полит, лит., 1974. — 240 с.

10. Щербаков А. С. Самоорганизация материи в неживой природе. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. — 112 с.

11. Кивенко Н.В. Отражение и его роль в организации живых систем. — Киев: Наукова думка, 1972. — 144 с.

12. Кивенко Н.В. Принципы познания живого. — Киев: Вища школа, 1991. — 144 с.

13. Человек и природа. — М.: Наука, 1980. — 256 с.

14. Акопян И.Д. Симметрия и асимметрия в познании. — Ереван: Изд-во АН Арм. ССР. - 1980. — 132 с.

15. Мякишев Г.Л. Динамические и статистические закономерности в физике. — М.: Наука, 1973. — 272 с.

16. Куликова О.Г. Экологическая ситуация и целостность биосистем. — Минск.: Наука и техника, 1989. — 110 с.

17. Дагенриш Г. Философское понятие материи и учение современной физики о строении материи. — Рига: ЛГУ им. П. Стучки, 1974. — 29 с.

18. Китанович Б. Планета и цивилизация в опасности. — М.: Мысль, 1983. — 240 с.

19. Ценностные аспекты науки и проблемы экологии. — М.: Мысль, 1981. — 278 с.

20. Гальперин С.В. Мое мировидение. — М.: Изд-во Моск. унта, 1992. - 208 с.

21. Асмолов А.Г. Психология индивидуальности: Методологические основы развития личности в историко-эволюцион-ном процессе. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. — 96 с.

22. Афанасьев В.Г. Мир живого: системность, эволюция, управление. — М.: Политиздат, 1980. — 234 с.

23. Никитин Д.В., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. — М.: Высш. шк., 1986. — 415 с.

24. Казначеев В.П. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. — Новосибирск: Наука, 1989. — 248 с.

25. Учение В.И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу. Его философское и общенаучное значение. — М.: Наука, 1990. — 230 с.

26. Иванова Н.Л. Социально-культурные функции естественны наук. — Киев: — Наукова думка, 1977. — 168 с.

27. Мелюхин С.Т. Проблема конечного и бесконечного. — М.: Политиздат, 1968. — 220 с.

28. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск: ЮНВА, 1997. - 830 с.

29. Карнешов С.Х. Концепции современного естествознания. — М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997. — 520 с.

30. Концепции современного естествознания //Учебник для вузов — М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997. — 271 с.

31. Концепции современного естествознания //Для студентов вузов. — Ростов н/Д: Феникс, 1997. — 434 с.

32. Рузавин Т.Н. Концепции современного естествознания. — М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997. — 320 с.

33. Красимое В.А. Охрана природы, принципы, проблемы, приоритеты. — М., 1992.

34. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная. — М., 1995.

35. Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. — М.: Наука, 1991.

36. Бутусов К.П. Золотое сечение в Сблнечной системе / В сб. Астрометрия и небесная механика. — М., 1978. — 500 с.