Исследование и компьютерное моделирование параллельности и рефлексивности
мышления человека для построения компьютеров новой генерации
1 Ограниченность современных компьютеров
Принцип работы современных компьютеров - алгоритмическая обработка символьных выражений, информации, представленной в двоичном виде. Реализация - твердотельная электроника, т. е. компьютер - это логическая сеть, использующая в принципе только один элемент "И-НЕ".
Для задач ИИ, решаемых сегодня с помощью компьютеров, характерно следующее:
- исходная информация и правила преобразований представимы в символьной форме;
- никакой дополнительной информации о внешнем мире для решения каждой из задач не требуется;
- алгоритм решения в каждой из задач представляется разрешимым;
- задачи представляются образцами интеллектуальной деятельности.
При этом все эти задачи решаются в рамках т. н. компьютерной парадигмы, основным положением которой является принцип функционального моделирования работы мозга: в качестве цели выдвигается создание программ для ЭВМ, решающих те или иные интеллектуальные задачи.
Очевидно, что традиционную компьютерную парадигму ИИ, при всех её достоинствах, связанных в первую очередь с символьным представлением данных и с предположением о возможности формализации (получении достаточно эффективного алгоритма для ЭВМ) мыслительной деятельности, нельзя считать удовлетворительной. Основные причины такого вывода приведены ниже:
- Некоторые виды интеллектуальной деятельности совсем или почти не поддаются алгоритмизации (творческие акты, озарения, интуитивные решения, экспертные оценки качества, узнавание и распознавание). Характерная особенность этих процессов - их невоспроизводимость и невербальность, иначе говоря, невозможность их объективировать, т. е. дать описание, с помощью которого процесс можно повторить, передать другому.
- Большинство задач ИИ являются NP-полными, поэтому размерности, для которых машинный расчет возможен, невелики; увеличение мощностей ЭВМ не намного их повысит. А ведь для многих формальных систем сложности задач гораздо выше экспоненциальных.
- Известно, что сигнал в нервных сетях распространяется в миллионы раз медленнее (его скорость - порядка 100 м/с), чем в электронных схемах, однако качество результата и время его получения существенно лучше машинных. Это свидетельствует о гораздо более эффективной работе мозга по сравнению с любыми дискретными устройствами.
- Мощность любого дискретного устройства имеет теоретический предел - предел Бремерманна, согласно которому, исходя из физических законов (законов квантовой механики):
n=E/DE=mc2/ph=2.7*1047 бит/гр*сек
- Доказано, что многие задачи, особенно творческого характера, решаются человеком благодаря т. н. функциональной асимметрии полушарий головного мозга. Согласно функциональной асимметрии полушарий мозга информационные процессы правого полушария (неалгоритмизуемые) имеют другую нейрофизиологическую природу, отличную от левополушарных, связанных с логико-алгоритмической составляющей нашего мышления.
Более подробно о различных подходах и концепциях в ИИ см [1].