Libmonster ID: RU-9087

Коннекционизм (от англ. connection - соединение, согласованность, связь) является более новым и пока менее распространенным направлением, описывающим когнитивную систему в виде сети взаимосвязанных элементов. Коннекционизм представляет одно из трёх основных направлений когнитивной науки, включающей в себя модельно-символический, модулярный подходы, и коннекционизм как направление, именуемое также нейронно-сетевым подходом или моделями параллельно-распределенной переработки.

Первое из этих направлений базируется на компьютерной метафоре, предполагающей рассмотрение человеческого познания и соотношения его с работой мозга по аналогии с персональным компьютером, в котором программы (software), выполняющие определенные функции, могут быть реализованы на разном "субстрате" (hardware), который представлен как центральный процессор с ограниченной пропускной способностью (что накладывает определенные ограничения на переработку информации)1.

Теоретики модулярного подхода сравнивают психику человека с устройством, предназначенным для выполнения множества функций. Согласно данному подходу, человеческое познание можно представить как набор параллельно функционирующих "модулей", работающих независимо друг от друга. Выходные данные этих модулей используются в центральных процессах координации знаний и принятии решений. Исследователи признают, что механизмы этих процессов пока слишком сложны для изучения из-за чрезмерного количества факторов, влияющих на их текущее состояние.


1 Пенроуз Р. Новый ум короля: о компьютерах, мышлении и законах физики. М., 2008. С. 65."

стр. 17

Наконец, коннекционизм базируется на "мозговой" метафоре познания, где познавательные процессы предстают как процессы параллельной переработки информации сетью, состоящей из нескольких уровней простых единиц - моделей нейронов, связи между которыми обладают разными весовыми коэффициентами, причем эти коэффициенты могут меняться в зависимости от обучения нейронной сети решать определенный тип задач2.

Информационный (вычислительный) подход в психологии, на который опирается коннекционизм, близко взаимодействует с исследованиями в области искусственного интеллекта и нейронауками. Однако в отличие от искусственного интеллекта его основу составляет экспериментальный метод, а в отличие от нейронауки для него не является обязательным, чтобы вводимые им элементы когнитивной системы соответствовали физиологическому субстрату.

По контрасту с последовательными вычислениями тра-


2 Истоки коннекционизма можно обнаружить в работах представителей ассоционистской школы в психологии конца XIX - начала XX в., которые исходили из предположения, что биологическим коррелятом психологического процесса ассоциации выступает формирование или усиление соединений между синапсами нейронной сети (Г. Спенсер, Т. Мейнерт, У. Джеймс и др.). В 1943 г. У. Мак-Каллоку и У. Питсу удалось показать, что в нейронных сетях могут выполняться операции первопорядковой логики. В 1949 г. Д. Хеббом (студентом нейропсихолога К. Леш ли) была впервые разработана когнитивная теория, основанная на модели нейронных сетей. Хебб выдвинул концепцию "клеточных ансамблей", которая описывает распределённую параллельную обработку данных и непрерывную реорганизацию нервных сетей при восприятии и обучении. Новый этап в эволюции коннекционизма наступил в начале 1980-х годов, когда вопрос о создании когнитивных теорий, использующих модели нейронных сетей, оказался в поле зрения членов "Исследовательской группы по изучению параллельной распределенной обработки информации" (PDP Research Group). В 1986 г. членами этой группы (Д. Мак Клеланд, Д. Румелхарт, Д. Хинтон, П. Смоленский и др.) была сформулирована новая концепция коннекционизма в качестве альтернативы классической "символической парадигме", согласно которой высшие формы человеческого познания аналогичны символическому вычислению, производимому цифровым компьютером. См.: Rumelhatt D., McClelland]., and the PDP Research Group. Parallel Distributed Processing. Vol. 1. Cambridge, 1986; Horgan Т., Tienson J. Connectionism and the Philosophy of Psychology. Cambridge, 1996; Меркулов ИЛ. Коннекционизм // Энциклопедия философии. М., 2006.

стр. 18

диционных теорий искусственного интеллекта вычисления в параллельных системах основываются на волнах возбуждения и торможения, движущихся через нейроподобные ячейки, которые соперничают и сотрудничают между собой, усиляя или подавляя отдельные паттерны связности. Подобная сеть, основанная на статических свойствах динамики жидкости, способна "приходить" в кратковременные состояния максимальной "гармонии" с точки зрения "вынуждающих" или направляющих её задач3.

По мнению американского исследователя Гордона Глобаса4, эти сети являются n-мерными, а их возможные "состояния" представляют собой совокупные паттерны взаимосвязанности, которые они могут "самоорганизовывать". Однако эти различные состояния будут иметь очень разные вероятности в зависимости от нагрузок или "весов" в ключевых узлах взаимосвязанности, которые "настраивают" систему. Каждый узел потенциально конкурирует со всеми другими узлами. Состояния сети с высокой вычислительной энергией вводят окружающую систему в нестабильные пики, в то время как состояния с низкой или выровненной энергией образуют впадины, которые действуют как аттракторы 5.

Дискретный входной сигнал создаёт в подобной системе "возмущения", которые успокаиваются в наиболее гармоничную доступную организацию, образуя различные психологические состояния восприятия, памяти и чувств. В оценке Глобаса данная система является спонтанно организующейся, а не следующей правилам и исполнительным программам, на которые опираются традиционные когнитивные науки и теории искусственного интеллекта. Таким образом, правило заменяет общая закономерность в системе, которая всегда действует как единое целое, распространяя свои последовательные синтезы через всю постоянно доступную сеть.

Глобас утверждает, что в сравнении с парадигмами неврологии и когнитивной науки его поля связности больше соответствуют


3 Hunt H. On the Nature of Consciousness. New Haven and London, 1995. P. 101 - 103.

4 Globus G. Dream Life, Wake Life. New York, 1987; Globus G. The Postmodern Brain. Amsterdam and Philadelphia, 1995; Globus G. Cognition, self and observation in quantum brain dynamics // Pylkkanen P. and Pylkko P. (Eds.) New Directions in Cognitive Science. Helsinki: Finnish Artificial Intelligence Society, 1995.

5 Globus G. Perseptual meaning and the holoword // Stamenov M. (Ed.) Current advances in semantic theory. Amsterdam, 1992. P. 75 - 85.

стр. 19

эмерджентным свойствам самого сознания, согласуясь с такими гештальт-принципами восприятия формы, как простота и равновесие. Кроме того, "стабилизация" между "пиками" и "впадинами", напоминает использованную У. Джеймсом метафору течения (потока) и воли для базовой формы сознания 6.

Американский психолог, профессор Гарвардского и Стендфорского университетов Г. Гарднер высказал предположение, что параллельные сети коннекционизма можно было бы считать основой когнитивного бессознательного, а сознание - его избирательным последовательным выражением7. Глобас развивает эту догадку, показывая, как различные характеристики сновидения можно понимать с точки зрения коннекционистских сетей при минимальном принуждении. Тенденция к сгущению и наложению образов в сновидении могла бы отражать нестабильные состояния высокой вычислительной энергии БДГ-сна (быстроволновой сон с движениями глаз), в то время как другой процесс формирования сновидения - замещение (согласно трактовке Фрейда) - отражал бы внезапный переход от вычислительных сетей с высокой энергией к сетям с низкой энергией. Медитация основывалась бы на постепенной приостановке ограничений лингвистического внутреннего диалога, создающей возможность максимального выражения спонтанной самоорганизации. По мнению Глобаса, это подтверждается распространённостью в таких состояниях абстрактных геометрических фигур, или мандал, которые, возможно, дают


6 Джеймс выделяет непрерывный "поток " сознания или его "пульсаций" от момента к моменту и утверждает, что внутри одной характеристики всегда обнаруживается другая, таким образом, в первичном течении сознания постоянно присутствует "сущностный" и "преходящий" аспекты. В осознании нет никаких вещественных единиц или элементов, поскольку сознание относится к сфере "чистого опыта", в одном случае его поток функционирует как мысли, в другом - как физические факты. Отсюда "образы" и "чувства" представляют собой относительно реальные круги сознания, которое в субстанциональном отношении нейтрально./ames W. Essays in radical empiricism and a pluralistic universe. New York, I97i;james W. The principles of psychology. 2 vols. New York, 1890.

7 Гарднер - автор ставшей классической теории множественного интеллекта, согласно которой человек обладает не единым интеллектом, а рядом относительно независимых способностей. Среди последних, по его мнению, критериям интеллекта отвечают лингвистический, музыкальный, логико-математический, пространственный, телесно-кинестетический, внутриличностный и межличностный интеллекты. Gardner G. Frames of mind: The theory of multiple intelligences. New York, 1983.

стр. 20

саморефлексивную картину структурных тенденций в нервной сети в этот момент.

Следует отметить, что Глобас значительную роль придавал исследованию изменённых состояний сознания, доказывая, что эти феномены, равно как и образы сновидений и сама реальность, конструируемая мозгом, имеют импликативную природу8. Вопреки трактовке главных когнитивистских представителей9, коннекционизм в интерпретации Глобаса во многом созвучен феноменологии сознания, пытаясь раскрыть действующие в нервных сетях организационные принципы более высокого порядка, на основе которых и возникает сознание.

Принцип синтеза и самоорганизации коннекционистских систем позднее был использован Глобасом в работе с американским


8 Исследовав опыт антрополога К. Кастанеды (широко известного в настоящее время благодаря своему опыту посещения других миров с шаманом индейского племени доном Хуаном), Глобас пришёл к выводу, что кажущийся бесконечный ряд "отдельных реальностей", которые испытал Кастанеда под руководством дона Хуана, - и даже огромное разнообразие реальностей, которые мы видим во сне, - скрыты в импликативном порядке. Более того, поскольку используемые мозгом голографические механизмы для конструирования реальности те же, что и при конструировании снов и описанных Кастанедой реальностей, открывающихся измененному сознанию, он считает, что все три типа реальностей в своей основе идентичны. В этом пункте Глобас поддерживает концепцию Прибрама, утверждая, что голографическая теория справедлива в том смысле, что сознание конструирует конкретную реальность из сырого материала импликативного порядка. Globus G. Three Holonomic Approaches to the Brain // Quantum Implications. London, 1987. P. 372 - 385; Globus G. Will The Real 'Don Juan' Please Stand Up. The Academy, 1975; Hooper J. and Teresi D. The Three-Pound Universe. New York, 1986. P. 295 - 300.

9 Как направление в когнитивной науке коннекционизм неоднороден. Так, например, инструментальные коннекционисты (классицисты) пытаются найти точки соприкосновения с классицизмом, считая, что нейронная сеть - это также и символический процессор, но только на более высоком и более абстрактном уровне. Напротив, радикальные коннекционисты утверждают, что классическое программирование не соответствует гибкости и эффективности человеческого познания. В литературе по философии сознания основные положения коннекцйонизма подвергаются серьезной критике, оставаясь до сих пор предметом систематических дискуссий. См.: Меркулов И. П. Коннекционизм // Энциклопедия философии. М., 2006. С. 391.

стр. 21

нейрофизиологом У. Фрименом 10. Глобас и Фримен исследовали потенциальную связь между непрерывной реорганизацией перцептуального и символического осознания и принципами коннекционизма, интерпретируя последний с точки зрения нелинейной динамики - так называемых моделей хаоса, появившихся одновременно во многих дисциплинах (математике, термодинамике, физике и т.д.). Интерес учёных был сосредоточен на том, как некоторые формы естественного мира (от галактик, ураганов и морских раковин) самоорганизуются из внешне хаотичной или турбулентной среды11.

Обычно такая турбулентность, образованная пересечением движения множества потоков, создающих сложные интерференционные паттерны, считалась случайной или хаотичной. Однако впоследствии выяснилось, что эти турбулентные системы можно описывать математически с помощью относительно простых уравнений, основанных на многократных повторениях и обратной связи. Хотя турбулентные системы способны стабилизироваться в спиральные и ветвящиеся структуры, так называемые фракталы, обнаруживающиеся повсюду в природе (топография гор, строение облаков, морозные узоры и т.д.), обладают собственной организацией, основанной на кажущихся случайными, но в действительности детерминистических паттернах, называемых "странными аттракторами". Таким образом, хаос можно представить уравнениями, которые отражают зависимость хаотических систем от начальных условий, постоянную обратную связь и отношения взаимного сдерживания и принуждения.

Если постоянные повторения очень простых процессов могут самоорганизовываться в очень сложные структуры, которые наблюдаются на всех уровнях реальности, то нелинейная динамика имеет существенное значение для понимания потенциальной свя-


10 Научные интересы У. Фримена - математическое моделирование нелинейной нейродинамики на основе собственных экспериментальных измерений деятельности мозга животных при различных типах поведения, а также приложения этих моделей в биологии, нейрофизиологии, психиатрии, философии и промышленности. Фримен - лауреат премии Беннета, присуждаемой Обществом биологической психиатрии (1964), премии Гугенхейма (1966), премии за пионерские работы Совета по нейросетям IEEE (1991) и ряда других высоких наград.

11 Hunt H. On the Nature of Consciusness. New Haven and London, 1995. P. 104 - 105.

стр. 22

занности нервной сети, все процессы в которой основаны на бесчисленных пересечениях нервных волокон и их электрохимических активациях. Кроме того, модели хаоса и нелинейной динамики применимы к исследованию строения физической Вселенной, сред обитания живых организмов, организации мозга, потоков и вихрей сознания, поскольку во всех этих структурах действуют одни и те же принципы самоорганизации.

Странные аттракторы уже обнаружены в ЭЭГ-ритмах коры человеческого мозга, а также электрофизической активности обонятельных долей мозга кролика, что было доказано в экспериментальном исследовании Фримена и Кристины Скарда12. Фримен и Скарда предположили также, что быстрая смена состояний и является тем механизмом, который позволяет человеческому мозгу "генерировать прозрения". Сложность - ключ ко всему. Бабочка не может двигать примитивное механическое устройство взмахами своих крыльев. Но чисто теоретически бабочка, взмахнув крыльями в одном полушарии Земли, может вызвать цепную реакцию атмосферных вихрей, которые постепенно перерастут в разрушительный ураган в другом полушарии. Это называется эффектом бабочки.


12 В 80-е годы два нейрофизиолога Калифорнийского университета в Беркли Уолтер Фримен и Кристина Скарда нашли серьезное подтверждение этой теории. Они изучили данные электроэнцефалограммы (ЭЭГ) обонятельных луковиц кроликов (обонятельные луковицы являются частью коры головного мозга, контролирующей обоняние). Фримен и Скарда обнаружили, что когда кролики чувствуют знакомый запах, например, свежей моркови, то их ЭЭГ показываег серию регулярных волн. Волны прокатываются по всему мозгу до тех пор, пока он не охватывается "взрывным" сигналом на этот конкретный запах. Фримен и Скарда были поражены тем, с какой быстротой мозг кролика переключается из состояния "взрыва" в спокойное состояние и наоборот без всякого переходного процесса. Это явление стало неопровержимым доказательством хаотической активности. Фримен и Скарда подтвердили свою догадку математически, построив трехмерную компьютерную модель распространения волн по обширной области мозга кролика. В результате компьютер выдал сложные витиеватые структуры, типичные для хаотических аттракторов. "Эти рисунки наводят на мысль, заключает Фримен, что акт восприятия состоит из скачкообразного перехода от одного хаотического аттрактора к другому". Freeman W., Scarda C. H. How brains make chaos in order to make sense of the world // Behavioral and Brain Sciences. 1987. N 10. P. 161 - 195; Freeman W. The physiology of perception // Scientific American. 1991. N 264. P. 78 - 85.

стр. 23

Атмосфера наполнена таким количеством разнообразных и сложнейших завихрений и потоков, вплоть до молекулярного уровня, что малейшего возмущения достаточно, чтобы повлиять на миллиарды переменных посредством не поддающейся расчету последовательности цепных реакций. Чем больше сложностей человек вносит в свой мыслительный процесс, тем надежнее он обуславливает драматическое изменение сознания. Сложность, как правило, расширяет пространство для неожиданных преобразований.

Было доказано также, что на уровне электрической активности мозга при символической познавательной деятельности альфа-тета-ритм на энцефалограмме организуется как хаотический аттрактор. Эти же альфа-тета-ритмы значительно усиливаются при медитации и некоторых формах осознанного сновидения, проявляясь во всех точках перехода между бодрствованием, сном и БДГ-сном со сновидениями. Опираясь на данные экспериментов, некоторые исследователи прямо утверждают, что "в стадии глубокого сна в активности головного мозга обнаруживается детерминистический хаос с фрактальным аттрактором в пятимерном пространстве (пять независимых переменных)"13.

Исходя из сказанного выше, можно сделать вывод, что теория хаоса наряду с исследованиями самоорганизации форм получает характеристики тех свойств природы, которые отражают свойства и форму человеческой ментальности. Данный факт находит своё подтверждение в многочисленных соответствиях между сознанием и окружающим миром, доказывая, что организационные принципы сознания и физической Вселенной в своей основе тождественны (к сходному выводу пришёл и К. Г Юнг, формулируя идею психоидного бессознательного)14. Кроме того, данный пример показывает, что сознательная функция не ограничивается известными физическими принципами (на которые опирается академи-


13 Пригожий И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994. С. 8.

14 По Юнгу, этот наиболее фундаментальный уровень бессознательного (полностью недоступный сознанию) обладает свойствами, общими с органическим миром. Таким образом, психологический и физиологический миры могут рассматриваться как две стороны одной медали. См.: Самуэлз Э., Шортер Б., Плот Ф. Критический словарь аналитической психологии К. Г. Юнга. М., 1994. С. 125.

стр. 24

ческая нейрофизиология), поскольку хаотические системы для практических применений непредсказуемы 15.


15 Для хаотических систем теоретически возможно представить будущий исход, но только в тех случаях, когда начальное состояние можно определить с абсолютной точностью. Поскольку такой точности достичь невозможно, то нельзя и осуществить те виды измерений, которые требуются для определения текущего состояния системы в целях предсказания её будущих состояний. Отсюда очевидно, что в хаотических системах присутствует некоторое расхождение между детерминизмом (классическим пониманием законов, управляющих системой) и предсказанием (т.е. способностью знать последующие действия системы). Теория хаоса демонстрирует, что это расхождение не только реально, но и существует постоянно. Таким образом, сознание, которым управляют хаотические аттракторы, из одного и того же набора данных может вызвать (изначально непредсказуемое) бесконечное число картин или гениальных прозрений.


© libmonster.ru

Permanent link to this publication:

https://libmonster.ru/m/articles/view/КОННЕКЦИОНИЗМ-И-ТЕОРИЯ-ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО-ХАОСА

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Galina SivkoContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://libmonster.ru/Sivko

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

И. Я. Ефимова, КОННЕКЦИОНИЗМ И ТЕОРИЯ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ХАОСА // Moscow: Russian Libmonster (LIBMONSTER.RU). Updated: 14.09.2015. URL: https://libmonster.ru/m/articles/view/КОННЕКЦИОНИЗМ-И-ТЕОРИЯ-ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО-ХАОСА (date of access: 01.08.2021).

Found source (search robot):


Publication author(s) - И. Я. Ефимова:

И. Я. Ефимова → other publications, search: Libmonster RussiaLibmonster WorldGoogleYandex

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Galina Sivko
Краснодар, Russia
2697 views rating
14.09.2015 (2147 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
Анонс Изучение новой теории электричества, пожалуй, нужно начинать с анекдота, который актуален до сих пор. Профессор задаёт вопрос студенту: что такое электрический ток. Студент, я знал, но забыл. Профессор, какая потеря для человечества, никто не знает что такое электрический ток, один человек знал, и тот забыл. А ларчик просто открывался. Загадка электрического тока разгадывается, во-первых, тем что, свободные электроны проводника не способны
Catalog: Физика 
Как нам без всякой мистики побеседовать с человеческой душой и узнать у нее тайны Мира.
Catalog: Философия 
2 days ago · From Олег Ермаков
АВГУСТ ФОН КОЦЕБУ: ИСТОРИЯ ПОЛИТИЧЕСКОГО УБИЙСТВА
3 days ago · From Россия Онлайн
ОТТО-МАГНУС ШТАКЕЛЬБЕРГ - ДИПЛОМАТ ЕКАТЕРИНИНСКОЙ ЭПОХИ
Catalog: Право 
3 days ago · From Россия Онлайн
ПРОТИВОБОРСТВО СТРАТЕГИЙ: КРАСНАЯ АРМИЯ И ВЕРМАХТ В 1942 году
3 days ago · From Россия Онлайн
ИСТОРИЯ ДВУСТОРОННИХ ОТНОШЕНИИ РОССИИ И БОЛГАРИИ В XVIII-XXI веках
Catalog: История 
3 days ago · From Россия Онлайн
Г. С. Остапенко, А. Ю. Прокопов. НОВЕЙШАЯ ИСТОРИЯ ВЕЛИКОБРИТАНИИ XX - начала XXI века.
Catalog: История 
4 days ago · From Россия Онлайн
ЭУДЖЕНИО КОЛОРНИ: АНТИФАШИЗМ, ЕДИНАЯ ЕВРОПА, СОЦИАЛИСТИЧЕСКАЯ ИДЕЯ И ФЕДЕРАЛИЗМ
Catalog: История 
4 days ago · From Россия Онлайн
МЕЖДУ "ПРОЛЕТАРСКИМ ИНТЕРНАЦИОНАЛИЗМОМ" И "СЛАВЯНСКИМ БРАТСТВОМ". РОССИЙСКО-ЮГОСЛАВСКИЕ ОТНОШЕНИЯ В КОНТЕКСТЕ ЭТНОПОЛИТИЧЕСКИХ КОНФЛИКТОВ В СРЕДНЕЙ ЕВРОПЕ
Catalog: История 
4 days ago · From Россия Онлайн
Великая война 1914-18 гг. Наградной лист от 09.06.1915 на Начальника пулеметной команды 10-го Кубанского пластунского батальона, Прапорщика Ивана Дмитриева. Обоснования награждений орденами Св. Анны 4 ст. с надписью "За храбрость" (Аннинское оружие) за бои на ст. Сарыкамыш (Кавказский фронт), Св. Станислава 3 ст. с мечами и бантом, за бои в Галиции (Юго-Западный фронт), производства в чин хорунжего, за бои в с.Баламутовка (Юго-Западный фронт, Буковина,).

Actual publications:

Latest ARTICLES:

Libmonster is the largest world open library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
КОННЕКЦИОНИЗМ И ТЕОРИЯ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ХАОСА
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Russian Libmonster ® All rights reserved.
2014-2021, LIBMONSTER.RU is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Russia


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones