ПУТИ СОЗДАНИЯ ФОРМАЛЬНОГО АППАРАТА ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
(Из сборника ПРОБЛЕМЫ НЕЙРОКИБЕРНЕТИКИ. Том V, часть IV. Алгоритмическое описание работы мозга. — Москва, 1974)
Б.Л. Гельман
Б.Л. Гельман
(Конспект статьи)
- ………
- рассматриваются подходы, опубликованные в работах различных авторов | Показать
- "список литературы" | Показать
………
………
По нашему мнению синтез искусственного интеллекта невозможен без первоначального изучения алгоритмов творческой деятельности человека. В свою очередь, становление такого нового научного направления как изучение творческой деятельности требует создания своего формального аппарата, являющегося эффективных средством описания процессов переработки информации головным мозгом человека. Важно отметить, что речь идет о создании нового, не существовавшего ранее формального аппарата, так как методы формального описания процессов в физических и химических системах, методы теоретической кибернетики не подходят для наших целей.
Создание формального аппарата позволит подойти к формирования целостной теории творческой деятельности. Такая теория будет полезна с двух точек зрения:
1) станет возможным создание информационных и управляющих систем качественно нового типа, способных к непосредственному общению с человеком и эффективному управлению сложными системами;
2) интеллект человека будет поднят на более высокий уровень, так как мы переходим от интуитивного применения своих творческих способностей к их осознанному использованию.
Настоящая статья посвящена анализу некоторых методов создания формального аппарата творческой деятельности, а также выявлению основополагающих черт такого аппарата.
2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Приводимое ниже описание принципов творческой деятельности не претендует на исчерпывающую полнотоу, а имеет своей целью выявление основных отличительных черт, которые присущи методам переработки информации, используемым головным мозгом человека.
Сталкиваясь со сложным многообразием явлений и процессов реального мира, человек выработал определенные, весьма рациональные принципы переработки информации, позволяющие ему распознавать структуру и свойства реальных систем и явлений и управлять ими. Исследуя реальную систему, человек идет по пути познания наиболее важных и существенных черт этой системы с тем, чтобы стало возможным объяснение всего многообразия ее конкретных проявлений, а также предсказания новых фактов ее поведения. Познание этих существенных черт осуществляется путем формирования систем абстрактных понятий.
Введем некоторые определения.
- Операция абстрагирования — есть нахождение структуры поведения, присущей некоторому классу подобных, но не идентичных между собой явлений.
Понятие — правило классификации — характеристика определенных черт объекта или явления, отличающих его от другого объекта или явления.
Абстрактное понятие — есть характеристика определенного класса объектов или явлений, имеющих сходную структуру поведения.
Многочисленность понятий приводит к громоздким операциям решений и дедуктивным выкладкам о конкретных проявлениях системы. Поэтому вырабатывается следующий уровень абстрактных понятий, исходным материалом для которого служит, в основном, первый уровень абстрактных понятий. Второй уровень абстрактных понятий более компактен, и позволяет интерпретировать более сложные структуры и проявления реальной системы.
Далее вырабатывается слой абстрактных понятий еще более высокого уровня и т.д. Таким образом, происходит формирование сложной иерархической системы абстрактных понятий, описывающих структуру и поведение реальной системы с рассматриваемой точки зрения.
Сформированная система абстрактных понятий должна представлять собой целостную систему, то есть все понятия должны быть связаны между собой, причем этим связи должны отражать взаимосвязи реальных объектов и явлений. Для одной и той же реальной системы может быть сформировано несколько систем абстрактных понятий в зависимости от того, с какой точки зрения ведется рассмотрение.
…Иными словами, реальные системы допускают их разбиение на достаточно самостоятельные подсистемы, выделение элементов внутри подсистем, выделение существенных типов взаимосвязей между элементами и определенных типов поведения. В противном случае, формирование систем абстрактных понятий было бы невозможным.
Следующим этапом после выработки абстрактных понятий является создание формальной системы — формального языка, предназначенного для записи абстрактных понятий, для описания структуры поведения реальной системы. Для создания формальной системы необходимо определить основные типы элементов, связей, структурных образований, качеств, а также основные виды поведения, характерные для изучаемой системы. Этому помогает сформированная система абстрактных понятий. Формальная система представляет собой иерархическую структуру, каждый уровень которой есть формальных язык, соответствующий определенному уровню абстрактных понятий. Создание формального языка, в свою очередь, приводит к переопределению и уточнению исходной системы абстрактных понятий.
Далее осуществляется построение информационной модели исследуемой системы. Информационная модель описывает структуру и поведение системы с помощью формального языка на основе выработанной системы абстрактных понятий. Информационная модель служит основой для получения данных о конкретном поведении системы в определенных условиях, для планирования экспериментов по подтверждению целостных концепций (гипотез), для принятия решений об управлении системой. Информационная модель дает возможность объяснить все многообразие данных, относящихся к изучаемой системе, и получить новые данные путем целенаправленных экспериментов. Процесс построения информационной модели состоит из следующих этапов:
- а) выработка первоначальной системы абстрактных понятий (гипотезы);
б) создание формального языка;
в) построение гипотетической целостной информационной модели;
г) получение моделей конкретного поведения системы в определенных типах реальных ситуаций путем “проигрывания” частных реализаций на целостной информационной модели, а также планирование экспериментов по получению данных о поведении системы;
д) интерпретация полученных моделей проведения в термины реальных проявлений системы, а также проведение спланированных экспериментов;
е) оценка и сравнение полученных данных с реальным поведением системы с целью выяснения, адекватна ли гипотетическая информационная модель исследуемой системы.
- РИС. 1
Информационная модель — еще не математическая модель системы, но это ее обязательный предшественник. В процессе построения информационной модели формируется система абстрактных понятий и подтверждается ее адекватность изучаемой реальной системы.
Сформированная и проверенная система абстрактных понятий ложится в основу математических формализмов, призванных в компактной и сжатой форме описать поведение реальных систем… Именно те математические формализмы, которые вводятся на основе системы абстрактных понятий, позволяют создавать наиболее эффективные математические модели реальных систем.
…Создание математической модели позволяет еще глубже исследовать реальную систему, что, в свою очередь, приводит к расширению системы абстрактных понятий и изменению информационной модели. Новая информационная модель ставит задачу создания новых математических моделей и т.д. Это взаимопроникающий процесс познания реальных систем.
Построение информационных моделей реальных систем происходит с помощью определенных методов и алгоритмов. Для их работы необходимо разбиение реальных систем на классы. Кроме того, необходимо задать определенное множество целей и критериев оптимальности, характеризующих поставленную задачу.
Наличие классов реальных систем с заданием целей и критериев оптимальности приводит к появлению определенных классов информационных задач.
В рамках выделенных информационных задач происходит синтез алгоритмов. В процессе решения информационной задачи формируется система абстрактных понятий и свой формальный язык. Система абстрактных понятий и формальный язык информационной задачи имеют своей целью:
- а) классификацию реальных систем, заданных своими информационными моделями, путем выделения их существенных свойств и ограничений;
б) классификацию и описание основных преобразований над информационными структурами, производимых в рамках данной информационной задачи.
Выделение классов информационных задач и синтез алгоритмов в рамках этих задач происходит с помощью алгоритмов, записанных на языке еще более высокого уровня абстракции. Синтез этих алгоритмов осуществляется в рамках соответствующих информационных задач. В результате возникает развитая иерархия информационных задач и алгоритмов. (Что, тогда, должно быть в пределе!? — Итдн.)
Весьма важным является следующее обстоятельство — можно выделить два вида информационных структур:
- 1) структуры, перерабатывающие информацию;
2) перерабатываемые информационные структуры.
Необходимо подчеркнуть, что классификация реальных систем, информационных моделей этих систем, а также информационных задач приводит к возникновению сложной иерархической классификационной структуры, которая находится в непрерывном развитии. Исследование реальных систем с помощью их информационных моделей приводит к получению новых данных и изменению классификационной системы. Изменение классификационной системы, в свою очередь, приводит к перестройке информационных моделей и разработке новых моделей. Этот процесс приводит к построению соответствующей абстрактной теории и ко всё более углубленному познанию свойств реальных систем. (Построение абстрактной системы в данном случае, само по себе является информационной задачей и поэтому можно говорить о необходимости самоприменимости такой теории — на самом высоком возможном уровне абстракции . — Итдн.)
3. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ФОРМАЛЬНОГО АППАРАТА ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Можно сформулировать основные требования к формальному аппарату, предназначенному для её изучения и моделирования.
Прежде всего необходимо отметить, что формальный аппарат творческой деятельности должен быть предназначен для описания процесса активного взаимодействия человека с внешней средой в условиях неопределенности и большого многообразия возмущений. Этим он существенно отличается от формального аппарата многих других наук, обращенного на исследование процессов и закономерностей, имеющих место внутри некоторых изолированных систем или систем с определенными типами внешних возмущений.
Формальный аппарат творческой деятельности должен удовлетворять следующим требованиям:
- 1) Обеспечивать формальное отображение большого многообразия типов реальных систем;
2) обеспечивать создание формальных языков любого уровня; (!)
3) обеспечивать запись правил и алгоритмов преобразования формальных структур; (!?)
4) обеспечивать запись формальных отображений реальных систем, формальных языков, алгоритмов преобразования формальных структур с помощью одних и тех же (в принципиальном плане) формальных приемов.
Формальный аппарат творческой деятельности должен обладать следующими двумя важными свойствами.
- a) полнота описания реальных систем — свойство адекватности;
b) удобство оперирования и преобразования — свойство компактности.
Интересно рассмотреть естественный язык человека. Как вариант формального аппарата творческой деятельности. Естественный язык удовлетворяет всем ранее выдвинутым требованиям, но не обладает свойством компактности. (…) В ходе мыслительного процесса человек оперирует информационными структурами, записанными в значительно более “свернутом” виде, чем если бы это были фразы естественного языка. … Компактность мысленных образов позволяет человеку достаточно быстро производить сложные индуктивные и дедуктивные построения и, в связи с этим, быстро и эффективно строить необходимые информационные модели и принимать решения в сложных ситуациях.
Несомненно, что человек имеет свой формальный аппарат творческой деятельности. Однако, познать эту объективно существующую систему мы не можем иначе, как выдвинув первоначальную гипотезу, а затем проверив её справедливость. Следовательно, формальный аппарат, о создании которого идет речь в данной статье, будет не только средством моделирования творческой деятельности, но также и гипотетической моделью формального аппарата, существующего у человека.
4. ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ ФОРМАЛЬНОГО АППАРАТА ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
