Карасев Александр Владимирович. Нейронная картина мира

В сокращенном виде опубликовано в журнале:

"Вестник новых медицинских технологий" N 2 за 2002 год

НЕЙРОННАЯ КАРТИНА МИРА

А.В.КАРАСЕВ

Предлагаемая картина мира основана на нейронной интерпретации основных понятий квантовой механики [1] - волновой функции и оператора ее изменения во времени. В традиционной, атомистической интерпретации квантовой механики эти понятия описывают вероятность регистрации элементарных частиц. В нейронной интерпретации квантовый объект представляется как простейший фрагмент комплексной нейронной сети, волновая функция - как спектр нейронных сигналов, гамильтониан - как матрица связей, элементарные события - как возбуждения нейронов, сигналы от которых распространяются по всей нейросети, далеко за пределы данного фрагмента.

Атомистическая терминология осталась в наследство со времен классического атомизма, когда наука пыталась описать весь мир в виде набора комбинаций атомов как постоянно существующих вещей с неизменными свойствами. Развитие квантовой механики привело к принципиально иной схеме, которая предполагает не расчет свойств каких-либо вещей, но предсказание вероятностей событий. Наблюдаемые устойчивые корреляции элементарных событий могут быть интерпретированы как акты регистрации реально существующих частиц. Несмотря на то, что свойства этих "частиц" оказались очень далеки от классических представлений, при расчетах вероятностей элементарных событий в лаборатории удобнее пользоваться привычной атомистической терминологией, все особенности которой хорошо изучены еще в знаменитых дискуссиях тридцатых годов [2].

Однако в неутолимом стремлении науки к единой картине мироздания, основные физические идеи и понятия неизбежно экстраполируются "за стены лаборатории". Подчеркнем, что процесс экстраполяции объективно неизбежен, неотвратим, потому что современное мышление стремится отталкиваться от физики, от первых принципов, несмотря на справедливые, казалось бы, упреки в некорректности использования физических моделей вне апробированной области. И в этом процессе атомистическая система наглядных образов и символов (фактически отвергнутая квантовой механикой) вновь обретает господствующее положение. В квантовой механике атомистическая терминология наполняется совершенно новым содержанием. Но в процессе экстраполяции это новое содержание как-то незаметно, на разных этапах теряется и подменяется прежним классическим содержанием. Мир опять представляется не чередой событий, но совокупностью постоянно существующих вещей, квантовые свойства которых проявляются якобы лишь в специфической области микромира. Как правило, представители естественных наук (включая и прикладную физику, а тем более химию), также полагают квантовые эффекты не проявлением фундаментальных принципов мироздания, но чем-то незначительным, микроскопическим, подлежащим чаще всего полному пренебрежению. В крайне случае приходится подправить коэффициенты, или добавить новые элементы в классические уравнения. Чем крупнее объект исследования, тем менее значительными для него считаются квантовые эффекты. Поэтому в биологии клетка и даже крупные биомолекулы считаются классическими объектами. Для их механического движения это было бы справедливо. Но биологические свойства организмов не могут исчерпываться взаимным расположением и перемещениями составляющих частиц - как это представлялось во времена Клода Бернара. Наоборот, сама иллюзия частиц возникает как частные, конкретные проявления некоторого обобщающего массива информации, лишь косвенно доступной нам в ощущениях (измерениях) - волновой функции. Тем не менее, в атомистической терминологии весь мир живой природы (включая и человека) приходится осмысливать в прежних, классических рамках. Этой же бесперспективной традиции следуют и попытки моделирования искусственного интеллекта в схемах классической статистической механики (например, в нейронных сетях). Здесь конечная цель представляется в виде классического индивидуума, абсолютно независимого от окружающей среды, которой даже и существования не предполагается. В общественных науках классическая статистика также не встречает никакой альтернативы. Тем более, в области философии или идеологии атомизм остается безальтернативным физическим обоснованием (при всем многообразии философских и богословских доктрин) единства всех форм материи - от элементарных частиц до разумной личности. При этом четкость осознания особенностей квантовой атомистики теряется, атомистическая терминология подменяет фактическое содержание квантовой теории. В свою очередь, образы и символы атомистики возвращаются в современную физику в виде моделей и схем, ограничивающих воображение теоретиков лишь обобщением и дополнением классических понятий.

Поясним все это более наглядно. Цепочка экстраполяции классического атомизма в конце XIX века выглядела примерно так:

Случайный синтез

Эволюция

Классовая борьба

Частицы, атомы, молекулы

Клетки

Растительный и животный мир

Человек

Общество

Рис. 1

Подобные схемы еще в античности считались недостаточными

для целостной картины мира. В те времена мысль не искала конкретных опор, сама возможность извлечения выгоды из науки казалась нелепой. Мышление отталкивалось не от физики, но от интеллектуально-духовной практики, описание которой в рамках примитивного атомизма представлялось неудовлетворительным [3].

Однако для практичного индивидуума Нового времени природа представляется уже не храмом, а лабораторией. Как только атомизм получил слабенькое еще, но зато конкретное, наглядное физическое обоснование, частичную только легитимацию в виде ньютоновской механики - все изысканные, виртуозные, тщательно, до мельчайших категорий разработанные конструкции величайших умов прошлых тысячелетий тотчас были надолго отодвинуты далеко в сторону от столбовой дороги европейской науки и едва не остались забытыми экспонатами музея курьезных заблуждений. Прежняя неудовлетворительность объяснения высших интеллектуально-духовных проявлений не только не вызывает смущения - наоборот, все не укладывающееся в атомистические рамки объявляется выдумками и недоразумениями [4].

Квантовая физика, казалось бы, создала все условия для назревшего пересмотра этой схемы, надстроив над ней второй этаж в виде особенного массива информации - волновой функции. Однако атомистическая терминология принципиально ограничивает область применения квантовых идей пределами физической лаборатории. Поэтому второй этаж появляется только над физическими объектами, что лишь упрочивает традиционную схему экстраполяции классического атомизма и легитимирует ее уже на квантовом уровне:

Волновая

Функция

Частицы, атомы, молекулы

Клетки

Растительный и животный мир

Человек

Общество

"------------ Экстраполяция классического атомизма ----------------...

Рис. 2

Волновая функция на рис. 2 не случайно поднята вверх. Ведь нижняя часть рис. 2 изображает мир наблюдаемых нами событий. Все объекты этого мира - от элементарных частиц до космических сущностей - проявляются лишь как обобщение, как интерпретация устойчивых последовательностей событий - с различной степенью устойчивости. Причину этих событий естественно показать этажом выше - в мире обобщающих массивов информации, простейшим примером которого является волновая функция физического объекта. Действительно, принцип причинности в квантовой механике выражается именно в динамике волновой функции - наблюдаемые события сами по себе никакими условиями причинности не связаны. Поэтому экстраполяцию квантовой физики логичнее было бы провести как раз на втором этаже. В самом общем виде, не углубляясь в дебри философии и теологии, это можно представить следующим образом:

Обобщающие массивы информации
Волновая Функция	->	Ассоциативная память	->	Личностная сущность	->	Интеллигентная сущность	->	Обобщающая личность

Частицы, атомы, молекулы		Клетки		Растительный и животный мир		Человек		Общество

Рис. 3

В этой схеме на нить экстраполяции удалось бы даже нанизать понятия типа "личностной", "интеллигентной" сущности и т. п. - также известными издревле, но не имеющими пока физической легитимации. Однако подобную экстраполяцию невозможно провести в рамках атомистической терминологии, использование которой неизбежно возвращает нас к современной схеме легитимации классического атомизма, изображенной на рис. 2. В результате, атомизм в философии и идеологии (индивидуализм) продолжает господствовать в прежнем, классическом виде, опираясь уже не на содержание современной физики, но только на сохраненную для удобства прикладных исследований атомистическую терминологию. В то же время философские поиски скрепляющих, а не атомизирующих механизмов, попытки преодоления сложившегося в индивидуалистическом мировоззрении инструмента отчуждения человека - и от природы и от другого человека - не имеют пока физического обоснования. Без такого обоснования, без физической легитимации, никакое иное интеллектуальное обеспечение не может в наше время служить прочным фундаментом философских исследований. В итоге, подобные поиски, как и на заре Нового времени, кажутся посторонней ветвью на древе познания, уделом пассионарных одиночек, несмотря на то, что фактическое содержание современной физики соответствует именно этому направлению. Таким образом, господствующая в обществе идеология индивидуализма фактически отрывается от современных научных представлений и идет вспять - к механицизму и атомизму.

Это обстоятельство отмечается как признак глубокого культурного кризиса [4].

Такая ситуация объясняется тем, что после крушения классической картины мира в физике утвердилась уверенность в совершенной ненужности каких-либо умозрительных, наглядных моделей мироздания. Все примирились с тем, что квантовый мир все равно не имеет никаких аналогий - он абсолютно ни на что не похож. Позднее в этом отмечалось нечто инфантильное - европейская наука настолько идеализировала свою первую любовь (классический атомизм), что в результате закономерного в подобных случаях разочарования решила принципиально отказаться от выстроенных в уме концепций, пытаясь оперировать лишь строгими научными фактами [2].

Однако, наука - это не одни только голые факты. Одни голые факты сами по себе еще ничего не значат. Всякие факты надо осмысливать в рамках некоторой схемы, которая должна быть полезной для практики, удобной для исследования и преподавания [5]. Пуанкаре называл такие интерпретации фактического содержания физических теорий "безразличными гипотезами", привлечение которых он считал неизбежным- из-за слабости человеческого разума, испытывающего затруднения в толковании новых, необычных явлений и нуждающегося поэтому в наглядных ассоциациях с привычными образами и понятиями. Хотя гипотезам подобного рода свойственен лишь метафорический смысл, они, по его мнению, могут быть весьма полезны - и не только как средство достигнуть умственного удовлетворения, но и как свежая точка зрения на проблему. Они никогда не представляют опасности - лишь бы только природа их была ясно понимаема и осознавалась бы граница между научными фактами и досужими вымыслами. Поэтому нет оснований осуждать "безразличные гипотезы"- тем более, что они все равно неизбежны. Стремление полностью исключить их из теории фактически приводит к переносу конкретной опоры нашей мыслительной деятельности в область бессознательного - в виде неявных, скрытых допущений и предположений. Последнее Пуанкаре считал более опасным для науки, чем возможность чересчур буквального восприятия "безразличных гипотез" [6]. Если до знаменитого кризиса естествознания атомистические символы буквально считались единственно возможными, то впоследствии они же укоренились в области подсознания.

Прошедшее столетие, с одной стороны полностью подтвердило справедливость гениального предвидения, с другой - обогатило образный мир современного человека новыми ассоциациями, которые можно использовать для альтернативных интерпретаций. В древности мироздание сравнивали с гончарным изделием, в Новое время - с часовым механизмом. Нейронная интерпретация использует сопоставление с нейрокомпьютером [1] и основана на сходстве выражений для смены состояния квантового объекта и нейронной сети:

Ф(у,t+dt)= СУММА <y\|S(t,dt)\|x>Ф(x,t) ^x	v_i =СУММА T_ij u_j ^j
S - оператор преобразования состояния, Ф - вектор состояния (волновая функция)	j - адрес первого нейрона, u_j- сигнал на его выходе; i - адрес второго нейрона, на входе которого суммируется сигнал v_i ; T_ij - матрица связи между нейронами

(прошу прощения - так и не смог использовать греческие буквы)

В данной интерпретации Вселенная представляется не совокупностью элементарных частиц, но в виде гигантской (по нынешним меркам) квантовой нейронной сети, простейшие фрагменты которой соответствуют элементарным физическим объектам.

Такую нейросеть невозможно воплотить в реальности, но лишь запрограммировать в виде искусственного, виртуального объекта. Во-первых, потому что сигналы и связи между всеми нейронами должны выражаться не вещественными, а комплексными числами. Во-вторых, нейроны квантовой сети должны возбуждаться не по отдельности, а когерентно. Для этого необходимо предусмотреть операции добавления и уничтожения возбужденных нейронов (или замены их адресов) на каждом такте алгоритма нейрокомпьютера. Замена всех возбужденных адресов фрагмента сети одной константой аналогична наблюдаемому событию и происходит с вероятностью |Ф(t)|²=|v(t)|², а сам фрагмент соответствует некоторому квантовому объекту, описываемому волновой функцией Ф(t)=v(t). Фактор случайности можно обеспечить непосредственным розыгрышом адреса нейрона, который после измерения будет доминировать во всем фрагменте. Такая операция соответствует измерению собственного значения физической величины, в результате которого квантовый объект необратимо и скачкообразно переходит в чистое состояние, описываемое волновой дельта-функцией. Пороговые характеристики возбуждения нейросети соответствуют степени надежности измерительных приборов. В отсутствие возбуждения входные сигналы нейронов следует (для полной аналогии) перенести на выход, что соответствует непрерывности волновой функции в отсутствие событий (измерений): u_i (t+dt) =v_i (t)

Именно эти положения - комплексный вектор состояния, матричный переход к новому состоянию, квадратичная вероятность реализации события - составляют исчерпывающую основу, фундамент всей квантовой физики, дальнейшее развитие которой обеспечивается исключительно привлечением соображений симметрии и соответствия эксперименту. Поэтому вряд ли целесообразно разрабатывать подробную аналогию нейронной интерпретации с традиционными формулировками квантовой механики. Достаточно рассмотреть динамику квантового объекта в целом, без учета его внутренних степеней свободы [1], проблема которых трансформируется в задачу о структуре адресов фрагмента нейросети. Например, наблюдение одного, отдельно взятого электрона соответствует фрагменту с четырьмя параметрами адреса - три пространственные координаты и спин. Рассмотрение многих частиц привело бы к понятию бесконечномерной структуры адреса сети, что подобно волновой функции в бесконечномерном пространстве чисел заполнения состояний в аппарате вторичного квантования. Напрашивающиеся в нейронной интерпретации вопросы о единой структуре нейросети соответствовали бы проблеме единой волновой функции Вселенной - если бы таковая (проблема) вообще ставилась бы в традиционных формулировках. Все кажущиеся на первый взгляд несообразности нейронной интерпретации на самом деле присущи самой принципиальной схеме квантовой физики. Просто в традиционных формулировках к подобным парадоксам давно привыкли и они уже не так резко бросаются в глаза.

Таким образом, на элементарном уровне нейронная интерпретация абсолютно тождественна традиционным формулировкам квантовой механики и не представляет интереса для общей и прикладной физики. Однако картина возникновения и развития мироздания выглядит с этой точки зрения совсем не так, как в традиционных экстраполяциях. Эта картина больше напоминает схему на рис. 3. Дело в том, что нейронные сети могут имитировать основное свойство личности - ассоциативную память [7]. В нейронной интерпретации квантовой механики это свойство естественно сопоставить с понятием редукции волновой функции (вектора нейронных сигналов) к одному из базисных состояний спектра (ассоциативной памяти) в результате необратимого события (измерения). Следовательно, в рамках нейронной картины предполагается, что личностные свойства (по крайней мере самые простейшие) изначально присущи как всей Вселенной в целом, так и отдельным ее фрагментам - в различной, конечно, мере. При этом, необратимый переход из одного состояния в другое интерпретируется как свободный выбор решения, принимаемого виртуальной личностью - будь то физический объект или высокоразвитое существо. Степень развития подобной личности определяется размерами фрагмента нейросети - количеством нейронов и связей между ними, а также его обособленностью от остальной Вселенной, целостностью и т. п. Расширение Вселенной будет рассматриваться как добавление нейронов и связей между ними, образование вещественных тел - как локализация отдельных фрагментов сети. Развитие личностных качеств предполагается не как результат случайного синтеза (атом - биомолекула - клетка - организм), но как насыщение обособленных участков сети нейронами и связями, возможно с образованием нейронных слоев [7].

На некоторой стадии развития ассоциативная память становится достаточно мощной, чтобы, как показал еще Пуанкаре [6], классифицировать произвольный поток внешней информации в категориях пространства и времени, иллюзия непрерывности которых возникает в последовательности близких, почти неразличимых ассоциаций. Возможно ли в этой сети существование более высокоразвитых личностей, способных не только воспринимать элементарные физические ощущения, но и осмысливать причинно-следственные связи между ними? Некоторый оптимизм придают относительно успешные попытки моделирования искусственного интеллекта в обычных (не комплексных) нейронных сетях на основе разработки алгоритмов оценки состояния сети и возбуждения нейронов. Поскольку рассматриваемая комплексная нейросеть является обобщением обычных нейросетей, ее "интеллектуальные" способности никак не должны понизиться, если даже и не повыситься. Может быть, для решающего успеха в этом направлении как раз и не достает комплексной структуры сигнала, бесконечномерного адреса и когерентного возбуждения нейронов - последнее имитировало бы вспышки творческого озарения! Такая модификация нейросети означала бы переход от схемы, описывающейся разновидностью классической статистической механики к объекту квантовой механики. Во всяком случае, предположение о возможности существования развитой личности в нейронной картине не будет более дерзким (как, впрочем, и более обоснованным), чем в атомистической.

Если этот виртуальный субъект сможет проанализировать корреляцию наблюдаемых им событий, то придет к убеждению, что данную ему в ощущениях объективную реальность на физическом уровне удобно описывать квантовой механикой. В то же время философская интерпретация этой реальности будет, скорее всего, иной. Вселенная будет представляться не комбинацией элементарных частиц, но единым целым, лишь отдельные, специально приготовленные фрагменты которого приближенно описываются волновыми функциями частиц, регистрируемых классическими приборами. С этой точки зрения замкнутая, изолированная лаборатория выглядит специально приготовленным фрагментом нейросети, связанным единственной только входной нитью (это источник частиц) с остальной Вселенной. Виртуальный исследователь тщательно настроил, прощупал все внутренние нейроны и связи в этом фрагменте, используя, разумеется, готовые уже связи в виде материалов и деталей. Некоторые нейроны он связал так, что они будут возбуждаться при любом уровне внешнего сигнала - это счетчики частиц. Иные же связки нейронов пропускают сигнал, никогда не возбуждаясь - это пустое место. Оно соответствует не отсутствию нейронов (это было бы отсутствием пространства вообще), но счетчику с бесконечно большим порогом возбуждения. Конечно, сделать пустоту не сложно, но важно проверить, убедиться, что это действительно она самая. Выходные связи от некоторых счетчиков выведены наружу - это детекторы частиц. Счетчики, не имеющие выхода за пределы фрагмента - это поглощающие экраны. Если исследователю удастся создать такую матрицу связей, которая будет разлагать внешний сигнал в некоторый устойчивый спектр, он назовет это устройство прибором, измеряющим собственные значения физической величины.

Уменьшая уровень внешнего сигнала (ослабляя входную связь), виртуальный исследователь выявит комплексность структуры межнейронных связей, введет понятие волновой функции, операторов физических величин, собственных значений, чистых состояний и т. п. Докажет он и "корпускулярные" свойства и наличие фактора случайности при возбуждении нейронов (регистрации частиц в детекторах). Догадается ли этот экспериментатор, что его лаборатория - лишь часть гигантской личности? Что он подобен лилипуту, который изучает кромку ногтя мизинца великана (к тому же совсем почти отрезанную)? Что, наконец, сам лилипут - тоже часть великана - пусть и более сложная, чем ноготь?

Конечно, развитая личность, должна обладать не только ассоциативной памятью, но и высшими свойствами, описание которых выходит за рамки физики. Подчеркнем, что в рамках нейронной интерпретации допустимы как предположение об изначальном присутствии высших личностных качеств во Вселенной, так и гипотеза об их развитии из элементарных свойств, которая соответствует традиционной атомистической схеме образования разумной личности из элементарных частиц. В этом соответствии существует, однако, важное отличие.

Атомизм полагает единство мироздания в том, что материя является комбинацией элементарных частиц, а силы природы - суммой (интерференцией) элементарных взаимодействий между ними. Эти взаимодействия должны будто бы привести к такой комбинации частиц, которая является развитой личностью.

В нейронной картине единство мироздания предполагается не в сумме, но в подобии - в том, что высшие личностные свойства основываются на алгоритмах и спектрах, подобных простейшим (физическим) операторам и состояниям. В нейронной интерпретации оператор изменения состояния физического объекта выглядит простейшим частным случаем оператора-алгоритма изменения состояния нейросети. Принцип действия всех операторов (и простых, и сложных) одинаков - после перебора всех нейронов и оценки состояния сети принимается решение о добавлении либо уничтожении нейронов и связей с определенными адресами. Эта оценка для операторов физических объектов настолько проста, что не требует привлечения понятия "алгоритм". Непрерывная динамика вектора состояния физического объекта в отсутствии событий (измерений) описывается стандартными математическими операциями. Элементарные события сводятся к случайному выбору одной из компонент вектора состояния, который в традиционных формулировках квантовой механики обычно называется волновой функцией физического объекта. В нейронной интерпретации набор этих компонент, очевидно, составляет спектр ассоциативной памяти простейшего фрагмента нейросети.

Таким образом, в нейронной интерпретации квантовая механика является описанием элементарных свойств простейших личностей с самой примитивной ассоциативной памятью (это не микробы, конечно, а физические объекты).

При таком подходе заманчиво попытаться обобщить простейшие примеры, почувствовать и даже в какой-то мере "обосновать" некоторые свойства высокоразвитых существ, в надежде, что наша нейросеть будет неплохой моделью для среды их обитания. По крайней мере не хуже чем безжизненный механический космос атомизма. Для этого попробуем перейти от волновой функции к более общему понятию спектра ассоциативной памяти, а от физических операторов - к произвольному оператору-алгоритму с развитой системой оценок состояния нейросети. Разумеется, такое "обоснование" не будет более корректным, чем традиционные атомистические схемы случайного синтеза Вселенной, высших форм материи и, в конечном счете, разумной личности на основе безликих электрохимических процессов. Как отмечалось выше, подобные экстраполяции столь же неизбежны, сколь и не вполне корректны. Интересно, что на заре эры квантовой механики для ее "обоснования", наоборот, использовались аналогии с некоторыми личностными свойствами [2].

В соответствии с традиционными формулировками квантовой механики спектр ассоциативной памяти простейшей личности (физического объекта) образуют величины вида

|<y|S(t)|x>Ф(x,t) |²= |T_ij u_j|²

В статическом случае (при низких энергиях) главную роль играет вектор состояния Ф, в динамическом - оператор S, который преобразует состояние во времени. Поэтому личностные свойства (не только простейшие) удобно подразделить на два типа - статические, которым в традиционной интерпретации соответствуют векторы состояния, и динамические, которым соответствуют операторы. Простейшие статические личности в классическом пределе переходят в вещественные тела, а динамические - во взаимодействия между ними. Непреодолимой границы между этими типами нет - совершая выбор, статическая личность тоже в некотором смысле изменяет состояние Вселенной. Однако статические преобразования сводятся к фильтрации, выбору из потенциально уже существующих состояний - или, как говорят в квантовой механике, к редукции. Это обстоятельство, а также пространственная локализация (при низких энергиях) приближают статическое существо к неживой природе. Поэтому высокоразвитые статические личности более склонны воспринимать себя и себе подобных как слегка одушевленное вещество, одухотворенную плоть. С их точки зрения, динамическая личность, способная творить по собственному (как может показаться статическим субъектам) усмотрению принципиально новые состояния Вселенной, выглядит могучим космическим духом, чем-то вроде языческого бога.

Во избежание недоразумений необходимо подчеркнуть, что автор отнюдь не пытается вторгнуться в область мистики и теологии, оставаясь строго в рамках "научности". Осознание личностных свойств в прежде казавшейся абсолютно безликой материи ничуть не мешает последней оставаться объективной реальностью, доступной нам в ощущениях. В теологии эта реальность именуется "миром видимым", изучение которого представляется "делом не церковным", "мирским". К данной философской категории несомненно относятся операторы-алгоритмы изменения состояния Вселенной, простейшими из которых являются операторы физических взаимодействий. Более сложные силы природы традиционно персонифицируются в личностях языческих богов и демонов - и не только в простонародной мифологии, но и в самых глубокомысленных системах философии [3]. Эти силы также являются вполне материальными субъектами - при наличии у них развитых личностных свойств. Вопросы, связанные с существованием иной, внематериальной реальности, принципиально недоступной нам в ощущениях (в теологии "мира невидимого"), а тем более с наличием Творца "видимым же всем и невидимым", автор, следуя древним мудрецам, благоразумно постарался обойти:

Откуда это творение появилось?

Может само создало себя? Может быть нет?

Надзирающий над миром в высшем небе -

Только Он знает это.

Или не знает ?!

Даже этих строк достаточно, чтобы понять - какой интересный материал для сопоставления с атомистической картиной мироздания может дать анализ древнейших преданий. Согласно нейронной модели, по мере развития внутренних связей статической личности, должна постепенно уменьшаться ее способность непосредственной связи с внешним миром. На некоторой стадии эта личность достигнет уровня, при котором уже осознает свою уникальность, но еще не обособится, лишь отделится зыбкой гранью от неодушевленной и даже неживой природы. Слабеющая, но еще вполне ощутимая связь с общей памятью Вселенной непременно должна проявиться в мифах и легендах, потрясающих воображение потомков, которые с развитием абстрактно-логического мышления утрачивают дар интуиции.

Напротив, экстраполяция атомистических представлений предполагает монотонное, линейное развитие познания по мере усложнения структуры биовещества - от простейших клеток к высшим нервным системам. Именно на этом убеждении основано идеологическое понятие "столбовой дороги прогресса", вдоль которой "истинное" познание, якобы, возрастает, но позади и вне ее все подлежит лишь презрению и пренебрежению [4]. Соответственно, достояние "нецивилизованных" обществ может быть интересно разве что в историческом плане - и то, большей частью, как забавные, курьезные сюжеты, которые можно не стесняясь переиначивать для мультсериалов. Это в равной степени относится как к отсталым современникам, так и к собственному прошлому. Не удивительно, что просвещенные наследники снисходительно объясняют свойственное предкам олицетворение природы страхом первобытных дикарей перед неизученной пока еще стихией. Им, дескать, за каждым кустом мерещились лешие, домовые и прочая нечисть.

В наблюдаемом нами варианте Вселенной существует достаточно преданий, самим фактом своего существования опровергающих снобизм евроцентризма и, следовательно, косвенно свидетельствующих в пользу нейронной картины. Один из наиболее ярких примеров - цитируемое выше собрание религиозных гимнов древних ариев "Ригведа". Да, эти строки созданы отнюдь не дикарями! Они совсем не похожи на домысел невежественного ума. Их происхождение не только необъяснимо, но даже и совершенно непонятно в традиционных атомистических рамках.

Разносторонние исследователи "Ригведы" сходятся в признании невероятно глубокой и точной интуиции древнеарийских мудрецов, открывших путь высвобождения спрессованного в подсознании времени, что позволило им переживать воспоминания о формировании жизни на Земле и даже о становлении Вселенной [8-10]. Подчеркнем, что это именно самые первобытные, самые простые, чистые, бесхитростные образно-ассоциативные воспоминания. В них нет ни позднейших абстрактно-логических наслоений, ни "художественного" вымысла в духе античной или скандинавской мифологии. Это воспоминания нормальных, здоровых телом и духом, свободных, независимых и, вместе с тем, ярких, одаренных мыслителей первозданной общины "золотого века". Это не изощренные измышления профессиональных философов классовых формаций, вынужденных приспосабливаться к настроениям господствующей элиты. И не мистические "откровения", мягко говоря, не всегда психически адекватных "провидцев". Для чересчур углубленных в собственный только предмет специалистов естественнонаучных дисциплин поясним, что используемая в дальнейшем мифологическая модель "Ригведы" давно уже общепризнанна не мистиками и не экстрасенсами, но всеми серьезными историками и филологами самого высокого мирового уровня.

В свете нейронной интерпретации естественно попытаться физически обосновать эту мифологическую модель, предположив, что в гимнах-воспоминаниях проявились ослабленные нейронные связи статической личности с общей памятью Вселенной, остатки ее былого единства с мирозданием в целом и с высшими существами в частности. Например, наличие у Вселенной в целом личностных свойств могло проявиться в мифах о Пуруше - праличности, космическом гиганте, из тела которого создается мироздание [10]. Космогоническое жертвоприношение изображается как протянувшийся через все небо процесс тканья, в котором приняли участие все боги (еще раз напомним - языческие!) [8]. Здесь напрашивается аналогия с алгоритмом развертывания комплексной нейросети с трехмерным адресом нейронов, вложенные циклы которого очень напоминают движение челнока [1]. Перебор всех нейронов начинается при постоянных двух параметрах адреса - сканируется третье (линия). Затем сдвиг во втором параметре и снова линия, совокупность которых составляет поверхность. На третьем шаге множество поверхностей образуют трехмерное пространство. Регулярное повторение подобных циклов на каждом такте нейрокомпьютера отразилось в трактовке времени как циклического процесса, не вполне определенного для современного читателя "Ригведы" [8], а также в понятии риты - космического закона, которому должны подчиняться все боги, первоосновы мироздания, на которой покоится и движется вся Вселенная [10].

На примере простейших личностей (физических объектов) можно лучше почувствовать эту странную для нас уверенность древних мудрецов в том, что объединение, взаимное действие группы субъектов создает качественно новую личность - так, что и вся Вселенная в целом персонифицируется в образе Пуруши. Независимые физические объекты описываются отдельными волновыми функциями и операторами. Физическое взаимодействие этих объектов приводит к тому, что вся система в целом описывается обобщенной волновой функцией - в нейронной интерпретации это означает появление нового спектра ассоциаций, то есть новой простейшей личности, обобщающей взаимодействующие субъекты.

Впрочем, в рамках нейронной модели более естественным выглядит обратное утверждение - спектр единой системы в некоторых частных случаях приближенно представляется в виде независимых составляющих. В простейшем случае обобщенный спектр образуется своеобразным перемешиванием составляющих спектров [1], что соответствует перемножению волновых функций в традиционных формулировках квантовой механики. Предполагая единство принципов мироздания, можно ожидать, что подобное обобщение происходит и с более развитыми личностями. Следовательно, можно предположить существование высших динамических личностей, обобщающих в себе совокупность отдельных индивидуальностей, но не имеющих собственного индивидуального воплощения. Подчеркнем, что понятие "высшая личность" употребляется в смысле не мистическом, но информационном - как управляющий фактор материи. Вернемся к рис. 3, стрелки на котором направлены, как и в классическом случае - от простого к сложному. Но здесь, в отличие от рис. 2, это изображает лишь направление экстраполяции наших представлений - от физических моделей к более сложным формам материи. Нейронная картина не разделяет атомистических предрассудков о том, что свойства сложных форм материи полностью определяются динамикой составляющих ее частиц. Подобно тому, как квантовый объект в измерениях предстает набором отдельных частиц, высшая, обобщающая личность в мире наблюдаемых нами событий приближенно выглядит в виде общества отдельных индивидуумов, сохраняя при этом свои собственные личностные свойства - в простейшем (физическом) случае - спектр ассоциативной памяти (волновую функцию) и алгоритм смены состояния (оператор). Именно эти обобщающие свойства, а не приближенные характеристики составляющих частей и определяют поведение всей системы в целом. Таким образом, в нейронной интерпретации развитая личность является принципиально квантовым объектом, в том смысле, что ее свойства (кроме, конечно, механического движения) невозможно понять на классическом уровне.

Уместно вспомнить, что в биологии общеизвестно объединение одноклеточных организмов в единую обобщающую личность. Правда, пока признан лишь пространственно-целостный тип обобщающей личности, составляющие клетки которой обмениваются электрохимической информацией только непосредственно по соседству. Нейронная интерпретация позволяет преодолеть этот предрассудок атомизма и распространить обобщение даже на случай, когда обобщающая личность не производит иллюзии пространственной целостности - например, рой у коллективных насекомых. Ведь волновая функция физического объекта (простейший пример обобщающего массива информации) контролирует, в том числе, и пространственно-разделенные составляющие частицы, даже в отсутствии измеримого взаимодействия между ними - например, в известном парадоксе Подольского [2].

В эту схему прекрасно вписывается и гипотеза Докинза о существовании высших массивов и алгоритмов обработки биологической информации, которую он предложил, чтобы спасти теорию эволюции из вероятностного тупика [5]. Ввиду того, что оценки времени, необходимого для закрепления случайных, спонтанных мутаций значительно превышают современные представления о возрасте Вселенной, Докинз предположил, что отбор мутаций происходит не спонтанно, но целенаправленно. При этом, запросы от отдельных особей могут обрабатываться в подобном обобщающем массиве, который сам он назвал "Главным компьютером". Однако больше закрепилось ироническое прозвище креационистов - "Главная Обезьяна". В нейронной интерпретации "Главная Обезьяна" получает физическое обоснование и легитимацию как обычная (в нейронном смысле) обобщающая личность, накапливающая и оценивающая виртуальные изменения всей популяции, для того чтобы в случае положительного решения сделать качественный скачок в развитии, сообщив подобранный генетический код каждой составляющей особи.

Система частиц							Общая волновая функция

Амплитуда 1	<>	Амплитуда 2	<>	Амплитуда 3	<>	Амплитуда ...	Амплитуды регистрации частиц

Детектор 1		Детектор 2		Детектор 3		Детектор ...	Фактическая регистрация частиц

Рис. 4

В квантовой механике регистрация частиц в детекторах определяется общей волновой функцией системы частиц.

"Главная Обезьяна"							Обобщаяющая личность

Личность 1	<>	Личность 2	<.>	Личность 3	<.>	Личность ...	Личностные сущности

Обезьяна 1		Обезьяна 2		Обезьяна 3		Обезьяна ...	Наблюдаемые особи

Рис. 5

По гипотезе Докинза эволюция популяции определяется обобщающей личностью ("Главной Обезьяной").

Данная аналогия имеет и обратный смысл. На физическом уровне, благодаря статическим и динамическим личностным свойствам материи, также возможна самонастройка искомого состояния объекта, подобная самоорганизации процесса эволюции на биологическом уровне. Динамические личности, которые обобщают сложные силы природы в виде операторов-алгоритмов смены состояния, могут подобно "Главной Обезьяне" накапливать и оценивать виртуальные изменения, чтобы в случае положительного решения резко изменить состояние объекта.

С этой точки зрения можно не только попытаться углубить понимание проблемы синтеза в биологии, но и предположить, что древние олицетворения семьи, народа, сил природы, да и всей Вселенной не следует считать только художественными образами. Не являются таковыми и боги "Ригведы", в которых легко угадать персонификацию динамических личностей квантовой нейросети, операторов-алгоритмов смены состояний Вселенского нейрокомпьютера, имеющих развитые личностные свойства, возможно, заданные в виде системы оценок состояния сети . Эти свойства, подробно описанные в "Ригведе", с нейронной точки зрения можно охарактеризовать пока лишь в самых общих чертах. Например, образ Варуны, носителя и защитника риты, олицетворяющий силу управления миром, божественный инструмент воплощения воли риты [10], можно интерпретировать как обобщение всех возможных операторов смены состояния, подобно тому, как образ Пуруши является обобщением всех возможных состояний Вселенной в целом. При этом, разумеется, отдельные операторы будут иметь собственные личностные свойства. Суперпозиция (одновременное действие в сети) нескольких операторов-алгоритмов, каждый из которых стремится добавлять и уничтожать связи и нейроны по собственному усмотрению (оценке), может выглядеть как борьба или взаимодействие динамических личностей, стремящихся к различной цели. Гимны "Ригведы" наполнены мотивами этой борьбы.

Интересно рассмотреть с этой точки зрения главный миф "Ригведы", содержание которого общепризнанно истолковывается как сотворение мира реального из мира потенциального [8]. Известно, что наблюдаемый нами вариант Вселенной является результатом настолько маловероятной флуктуации значений мировых констант, что сама возможность наблюдения этого состояния вполне сопоставима с понятием "чудо" [5]. Допустимые значения фундаментальных физических и астрономических постоянных лежат в узкой области, вне которой Вселенная переходит в состояния, где развитие разумных существ невозможно. По-видимому, ансамбль подобных состояний, неразличимых с точки зрения антропного принципа [5], персонифицировался в образе Валы, а стремящиеся к этим состояниям алгоритмы - в личности его двойника Вритры. Судя по древним изображениям и описаниям [9], Вритра перебирает нейроны по спирали, охватывающей одно- или двухмерный зародыш мироздания (Вала) и мешает ему развернуться, уничтожая лишние с его точки зрения нейроны и связи. В своих устремлениях Вритра не одинок - он обобщает целое семейство спиралевидных операторов (змиев-сородичей), против которых боги до поры бессильны. Вселенная пребывает в свернутом состоянии - то есть результирующая система оценок нейросети такова, что нейрокомпьютер прокручивается вхолостую, зацикливается без развития нейросети, без наращивания нейронов и связей. Трудность подбора параметров, при которых нейросеть раскроется, развернется как безграничная Вселенная, выражает миф о долгом вынашивании Индры - олицетворения оператора-алгоритма перехода Вселенной в антропное состояние. Ведийские мыслители рассматривали самоорганизацию материи из хаоса не как случайное совпадение параметров, но как своеобразную самонастройку антропного состояния. Возможно, что именно для этой самонастройки понадобилось ввести фактор случайности (и, видимо, не совсем слепой) в схему смены состояний вселенского нейрокомпьютера. Наконец ключевая комбинация подобрана и начинается развертывание привычных нам трех измерений пространства, отраженное в мифе о трех нарастающих шагах Вишну, расширяющего мироздание, распространяющего миры - "нам для жизни" [9]. Действительно, три вложенных цикла перебора всех нейронов с трехмерными адресами очень напоминают три нарастающих шага [1] (линия - поверхность - объем).

В пространстве с развернутыми тремя измерениями одномерный Вритра уже не может помешать Индре перевести Вселенную из состояния Вала в наблюдаемое нами состояние, энтропия которого в начальный момент близка к нулю [5]. Впоследствии начинается рост энтропии и, следовательно, необратимый поток времени, возможно, ассоциируемый в "Ригведе" с потоком освобожденных от Вритры космических вод. Как отмечалось выше, область устойчивости антропного состояния ничтожна. Любой неудачный ход динамической личности в сверхнапряженной космической игре может привести к свертыванию Вселенной в прежний вид - Вала. Предчувствие катастрофы вызывает частые обращения сказителей гимнов к Индре, Вишну, Варуне с просьбами не ослаблять контроля над мирозданием в постоянной борьбе со змеевидными операторами, пытающимися вновь свернуть пространство.

И боги пока не подводят. На каждом такте алгоритма вселенского нейрокомпьютера они перебирают все нейроны и удачно корректируют состояние квантовой нейросети, так что Вселенная на исходе такта сохраняет свойства привычного нам мира, обеспечивая победу над Вритрой и его сородичами, которым, видимо, задана несколько иная цель. В этой нескончаемой битве посильную помощь богам могут оказать статические личности, если будут правильно активизировать доступные им нейроны и связи - прежде всего в своем внутреннем мире. Древние мудрецы "размышлением, вопрошая в сердце", установили, что положительный эффект достигается при чистоте (соответствии нравственным нормам) поступков и помыслов, важнейшими из которых они считали раздумья о возникновении и устройстве мироздания [10]. Еще раз подчеркнем, что речь не идет о борьбе "добра" со "злом" или о "конце света" в смысле "мира невидимого". Просто добрые помыслы и поступки укрепляют как дом, семью, народ, страну так и всю материальную Вселенную ("видимый мир") в целом. Дурные же, естественно, наоборот. Надеюсь, что данная статья может способствовать углублению "чистых помыслов" и, тем самым, внесет свой скромный вклад в космическое противоборство.

Рассмотренная "безразличная гипотеза" о нейронной структуре материи может предложить единственную пока альтернативу атомистической системе наглядных образов и понятий для обоснования единства всех форм материи - от физических объектов до разумной личности, стать такой опорой мыслительной деятельности, с которой в картине мироздания будут очевидны прежде не столь заметные черты всеобщей взаимосвязи, взаимозависимости. Исследование нейронной картины мира имеет определенные перспективы в философии, фундаментальной физике, филологии, информатике, биологии. Например, возможно глубокое переосмысление проблемы самоорганизации материи, ее удивительной способности к тонкой самонастройке антропного состояния - как на физическом, так и на биологическом уровне. Эти направления могут быть взаимосвязаны - квантовые принципы подскажут новые алгоритмы и структуру нейросети, древние образы освежат сухость современного логического мышления. С другой стороны, результаты численных экспериментов откроют новые интерпретации древнейших преданий и современных научных теорий. Модель виртуальной Вселенной может освободить сдерживаемое атомистическими представлениями воображение теоретиков и способствовать открытию принципиально новых алгоритмов смены состояния, которые придадут квантовой теории большую гармонию и стройность, чем традиционные обобщения классических понятий. Возможно, для этого будет удобно перейти от матричной алгебры к реляционной, потому что логика последней более естественна для описания нейросетей [1].

Даже при отсутствии хотя бы промежуточных результатов, молодой ученый, рискнувший посвятить несколько лет развитию свежего взгляда на устройство мироздания, несомненно, обогатит свою память знанием многих богатств, которые выработало человечество, станет разносторонним и многоплановым специалистом. История учит, что при упорном исследовании даже отвергнутые впоследствии гипотезы теплорода и эфира становятся плодотворными теориями. А оставленные без развития, без четкой физической основы, учения о ноосфере так и остаются красивыми, но бесплодными доктринами.

В итоге, предложенная картина мира может стать важной ступенью в процессе диалектического возвращения к первобытным представлениям о неразрывном единстве человека - народа - Вселенной, разрушенным в эпоху "Просвещения" теориями атомизма, индивидуализма и атеизма. Но уже на новом, более высоком уровне научного мировоззрения, вновь обретающего ту целостность описания физики, биологии, информатики, и возможно даже высших свойств личности, на которую претендовал в свое время классический механицизм.

Литература

1. Карасев А. В. Представление квантовой механики на основе понятий и логики нейрокомпьютера// Физика волновых процессов и радиотехнические системы.- 1999.- том 2. N 3-4.

2. Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики.- М.: Наука, 1985.

3. Лосев А.Ф. История античной философии.- М.: Мысль, 1989.

4. Кара-Мурза С.Г. Идеология и мать ее наука.- М.: ЭКСМО, 2002.

5. Гудинг Д., Леннокс Д. Мировоззрение.- Ярославль: ДИА-пресс, 2000.

6. Пуанкаре А. О науке.- М.: Наука, 1990.

7. Ачасова С.М. Вычисления на нейронных сетях (обзор) //Программирование.- 1991.- N 2.

8. Елизаренкова Т.Я. "Ригведа" - великое начало индийской литературы и культуры. - в книге: Ригведа, мандалы 1-4.- М.: Наука, 1989.

9. Шилов Ю.А. Космические тайны курганов.- М.: Молодая гвардия, 1990.

10. Бонгард-Левин Г.М. Древнеиндийская цивилизация.- М.: Наука, 1980.

Оставить комментарий © Copyright Карасев Александр Владимирович (kar64382@mail.ru) Размещен: 18/03/2014, изменен: 18/03/2014. 65k. Статистика. Статья: Естествознание Скачать FB2		Ваша оценка:
Аннотация: В современной науке возрастает потребность смены физической терминологии, выработки альтернативного языка осмысления квантового мира. Традиционная атомистическая терминология полностью удовлетворяет потребностям прикладной физики, но принципиально ограничивает процесс экстраполяции квантовых идей в биологию, философию, общественные науки, в которых фактически продолжает господствовать мировоззрение классического механицизма. Это объясняется тем, что в физике отсутствует ясная, наглядная картина квантового мира, подобная той, что обеспечила в свое время триумфальное распространение классического мировоззрения. Конечно, научную картину квантового мира невозможно полностью свести к каким-либо наглядным, конкретным моделям. После знаменитого кризиса классического естествознания наши представления об устройстве мироздания все время меняются - все осложняясь, углубляясь, уходя в детали - и никогда не придут к полной ясности. По-видимому, наука никогда не будет в состоянии ни окончательно объяснить свои последние предпосылки ни полностью определить свои основные понятия. Как сказал Пуанкаре - "слишком велика наша немощь". Приходится смириться с тем, что все наши определения, объяснения и теории - суть несовершенные только попытки приблизиться к живой тайне материального и душевного мира. Именно поэтому наша мыслительная деятельность не может обойтись без конкретных опор в виде систем умозрительных, наглядных образов, символов и терминов. В отсутствии подобных "безразличных гипотез", опора нашей мысли переносится в область подсознательного - обычно, как предрассудки классического атомизма. Это гораздо опаснее, чем возможность недоразумений из-за чересчур буквального восприятия альтернативных гипотез. Последние могут, конечно, обладать рядом недостатков - и явных и скрытых. Но они никогда уже не уподобятся классическому атомизму в его претензии на истину в последней инстанции в качестве единственно возможной интерпретации современной физики. Нейронная интерпретация не представляет непосредственного интереса для прикладных исследований. Ее цель - не потрясение основ, не эффектные результаты, но предложение нового взгляда, новой точки зрения, с которой будут более наглядны и доступны для экстраполяций хорошо известные в квантовой физике черты всеобщей взаимосвязи, взаимозависимости. Например, представление объекта не совокупностью элементарных частиц, но единым целым, динамика которого определяется обобщающими свойствами, а не составляющими частицами. Это представление может послужить прочным фундаментом, физической легитимацией для философских поисков скрепляющих механизмов мироздания. В частности, на этой основе возможно глубокое переосмысление проблемы самоорганизации материи, ее удивительной способности к тончайшей самонастройке антропного состояния - как на физическом, так и на биологическом уровне. В рамках традиционной атомистической терминологии вероятность спонтанного происхождения жизни и последующей эволюции к антропному состоянию оценивается настолько малой величиной, что ее осуществимость вполне сопоставима с понятием "чудо". Нейронная интерпретация предлагает иной взгляд на эту проблему на основе осознания личностных свойств в прежде казавшейся абсолютно безликой материи.

Карасев Александр Владимирович : другие произведения.

Нейронная картина мира