ВВЕДЕНИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ

ОБЩЕЕ ВВЕДЕНИЕ

Что это значит — видеть? Обычно, отвечая на такой вопрос, человек сказал бы, что видеть — это узнавать при осмотре, что и где находится (Аристотель считал так же). Другими словами, зрение — это процесс определения по изображениям, что именно присутствует в окружающем мире и где находится.

Итак, с помощью зрения прежде всего осуществляется обработка информации, но его нельзя рассматривать просто как некоторый процесс. Если мы действительно способны узнавать, что и где находится в окружающем мире, наш мозг должен обладать возможностями представлять каким-то образом эту информацию — во всем разнообразии цвета, формы, красоты, движения и отдельных подробностей. Изучение зрения, таким образом, не должно сводиться к изучению лишь того, как извлекать из изображений различные аспекты реального мира, представляющие для нас интерес; оно должно также предусматривать и исследование природы внутренних представлений, посредством которых мы сохраняем эту информацию, обеспечивая возможность ее использования в качестве основы для принятия решений относительно наших мыслей и действий. Этот дуализм — представление и обработка информации — составляет самую сердцевину большинства задач обработки информации и самым существенным образом будет определять наше изучение конкретных задач, возникающих в связи с проблемой зрения.

Необходимость понимания информационных задач и машин возникла совсем недавно. До тех пор пока люди не начали мечтать о таких машинах, а затем и создавать их, насущной необходимости в их глубоком осмыслении не было. Однако вскоре выяснилось, что информационный подход может принести пользу при изучении многих аспектов окружающего нас мира. Многие явления, центральные для нас как человеческих существ, — тайны жизни, эволюции, восприятия, ощущений и мышления — представляют собой в первую очередь феномены обработки информации, и если мы намерены когда-нибудь постичь их полностью, то в нашем подходе к их изучению должна учитываться и информационная точка зрения.

Далее следует подчеркнуть — утверждение о том, что некоторая работа представляет собой " всего лишь" задачу обработки информации или что некоторый организм представляет собой " всего лишь" машину, осуществляю-

19

щук» обработку информации, ни в коей мере не является ни дискриминационным, ни уничижительным. (Это замечание может показаться несколько преждевременным тому, кто все еще сталкивается со случаями, когда вычислительная машина, контролирующая оплату коммунальных услуг, выдает итоговый счет на сумму 0.00 дол.). Еще существеннее то обстоятельство, что я никоим образом не пытаюсь с помощью этого утверждения ограничить природу необходимых объяснений. Фактически дело обстоит как раз наоборот. Одна из замечательных особенностей информационных машин состоит в том, что для их полного понимания требуется принятие множества объяснений на различных уровнях.

Обратимся в качестве примера к ряду подходов, которые необходимо учитывать, утверждая, что понимание зрительного восприятия с общечеловеческой и научной точек зрения достигнуто. Во-первых, и, как я полагаю, прежде всего, это подход самого обыкновенного человека. Он знает, что такое видеть, и до тех пор, пока суть ваших доказательств и теорий не будет приблизительно соответствовать тому, что является для него очевидным с первого взгляда, вы, по всей вероятности, не правы (этот тезис убедительно и элегантно изложен Остином в его монографии [7]). Во-вторых, существует подход ученых, специализирующихся в области изучения мозга, физиологов и анатомов, которым известно многое об устройстве нервной системы и ее деятельности. Проблемы, занимающие их (как соединены между собой клетки, почему они " отвечают" именно так, как они " отвечают", постулаты нейронной теории Барлоу [9]), должны быть рассмотрены и разрешены при-любой попытке дать полное истолкование феномену восприятия. То же самое справедливо и в отношении подхода специалистов по экспериментальной психологии.

С другой стороны, человек, имеющий домашнюю вычислительную машину и развлекающийся машинными играми, может выдвинуть совершенно иные требования. " Если, — мог бы сказать он, — зрение действительно сводится к решению задач обработки информации, то у меня должна быть возможность решать их на моей вычислительной машине при условии, что она обладает необходимыми вычислительной мощностью и памятью и каким-либо образом соединяется с бытовой телевизионной камерой". Таким образом, ему требуется довольно формальное объяснение, указывающее, что должно быть запрограммировано, и по возможности содержащее советы относительно алгоритмов, наиболее подходящих для достижения необходимых целей. Он не хочет знать ничего о родопсине, наружном коленчатом теле и тормозящих промежуточных нейронах. Он хочет узнать, как запрограммировать зрение.

Основополагающее положение состоит в том, что для достижения понимания работы некоторого устройства, решающего некоторую задачу обработки информации, требуется множество объяснений совершенно различного характера. Часть I нашей книги посвящена обсуждению этого положения и выполняет важную роль, поскольку одним из ключевых элементов книги является осознание, что нам следует значительно более внимательно относиться

20

к тому, что представляет собой объяснение, чем это было необходимо в связи с другими недавними научными достижениями, например полученными в области молекулярной биологии. Для зрения не существует какого-либо единственного уравнения или подхода, которые могли бы объяснить все. Каждую проблему следует рассматривать с нескольких точек зрения: как некоторую задачу представления информации, как некоторый вычислительный процесс, обеспечивающий получение искомого представления, и, наконец, как некоторую задачу синтеза архитектуры вычислительной системы, с помощью которой можно быстро и правильно решать первые две задачи.

Если постоянно иметь в виду этот более универсальный характер природы научного объяснения, можно избежать целого ряда ошибок и заблуждений. Одним из результатов выделения роли обработки информации могло бы оказаться, например, обращение к аналогии между мозгом человека и вычислительной машиной. Мозг, в определенном смысле, несомненно, представляет собой вычислительную машину, однако безоговорочное принятие этого положения приведет лишь к заблуждениям, поскольку мозг — это не просто некоторая вычислительная машина, а вычислительная машина, предназначенная для выполнения, как. правило, ряда довольно специфических вычислений. Под вычислительной машиной принято понимать некоторое устройство, снабженное набором достаточно стандартных команд и обычно работающее последовательно (в последнее время иногда параллельно) под управлением программ, хранящихся в его памяти. Для того чтобы понять, что представляет собой такая вычислительная машина, необходимо установить, из каких частей она состоит, каким образом они скомпонованы, каким набором команд она снабжена, памятью какого объема она обладает, как к ней мож^-но обращаться и что нужно сделать для обеспечения ее работы. Эти сведения, однако, составляют лишь малую долю необходимых сведений в случае вычислительной машины, предназначенной для решения задач обработки информации.

Этот момент заслуживает внимания, так как именно он главным образом лежит в основе объяснений того, почему подавляющая часть аналогий между мозгом и вычислительными машинами оказывается чрезвычайно поверхностной, а потому — бесполезной. Возьмем, например, международную сеть вычислительных машин для бронирования авиационных билетов, обслуживающую миллионы пассажиров по всему миру. Для понимания этой системы недостаточно знать, как работает современная вычислительная машина. Необходимо также немного разбираться в том, что представляет собой современный самолет и для чего он предназначен, иметь представление о географии, часовых поясах, тарифах, валютных курсах и международных связях, знать кое-что о международных отношениях, питании и множестве других аспектов жизни людей, которые следует учитывать при решении этой конкретной задачи.

Итак, принципиальный момент заключается в том, что понимание устройства вычислительных машин не эквивалентно пониманию сущности вычислительных процессов. Для того чтобы понять, как работает некоторая вычисли-

21

тельная машина, необходимо изучить эту вычислительную машину. Для того чтобы понять некоторую задачу обработки информации, необходимо изучить эту задачу обработки информации. Для того чтобы добиться исчерпывающего понимания решения некоторой конкретной задачи обработки информации на некоторой конкретной вычислительной машине, необходимо изучить и ту и другую. Изучения лишь одной из них, причем любой, будет недостаточно.

С точки зрения философии подход, который я описываю, представляет собой развитие, как их иногда называют, репрезентационных теорий работы мозга. Он отвергает в целом более поздние экскурсы в область философии восприятия вместе с их аргументацией, базирующейся на ощущениях, молекулах восприятия и достоверности информации, получаемой от наших органов чувств. Этот подход, в свою очередь, обращается к более ранним представлениям, согласно которым чувства главным образом предназначены для того, чтобы сообщать нам о том, что где находится. Современные репрезен-тационные теории рассматривают мышление как обращение к системам внутреннего представления; состояния психики характеризуются с помощью текущих описаний, определяемых внутренними представлениями, а психические процессы — с помощью указания того, каким образом соответствующие внутренние представления формируются и каким образом они между собой взаимодействуют.

Этот подход является удобной методической основой для исследования зрительного восприятия, и я намерен использовать его в качестве исходного. Как мы убедимся, это заставит нас отказаться от традиционных путей и развернет перед нами практически новую интеллектуальную перспективу. Некоторые из наших открытий будут вызывать удивление, и субъективно будет нелегко примирить некоторые из тех идей и теорий, которые прочно нами усвоены, с тем, что в действительности в нас происходит, когда мы открываем глаза и смотрим вокруг. Нам придется даже развить и несколько расширить само фундаментальное понятие научного объяснения для того~чтобы гарантировать, что ничего не пропущено и все важные аспекты проблемы разрешены или могут быть разрешены.

Наша книга состоит из трех частей. В ч. I изложены методологические предпосылки, описывается используемый подход, структура, предлагаемая для представления процесса зрительного восприятия в целом, и путь, который привел к ее формированию. Стиль изложения имеет сугубо субъективный, личный характер. Поэтому можно надеяться, что читатель, понимая, почему каждый шаг делался в соответствующем направлении, лучше воспримет обоснование нашего подхода в целом.

Часть II книги (гл. 2—6) посвящена собственно анализу феномена зрения. В ней неформально, но довольно подробно описано, каким образом реально применяются принятые подход и методическая основа, а также конечные результаты.

22

Часть III книги несколько необычна — в ней дан ряд вопросов и ответов, предназначенных для того, чтобы помочь читателю понять ход рассуждений, лежащий в основе нашего подхода, помочь ему, если хотите, приобрести правильные научные убеждения и связать их со своим личным опытом " видения". Мне часто " приходилось обнаруживать, что одно-два замечания из помещенных в ч. III помогают понять смысл какого-то раздела теории или преодолеть какую-то субъективную трудность, возникшую в связи с ней; я надеюсь, что и в данном случае они могут сыграть аналогичную роль. Читатель, возможно, обнаружит больше смысла в этой части после того, как прочтет первые две, однако, если просмотреть ее вначале, это может дать стимул приняться за книгу всерьез.

Итак, детальному изложению посвящена ч. II. Естественно, Вы не найдете здесь полного решения проблемы зрительного восприятия, но моим коллегам и мне посчастливилось быть на протяжении шести последних лет свидетелями формирования как теоретической основы проблемы зрительного восприятия в целом, так и решения ряда ее основных задач. Мы считаем, что вкупе это составляет достаточно веское свидетельство продуктивности ре-презентационного подхода, т. е. подхода, основанного на концепции представления. Задача нашей книги — обнародовать это свидетельство. Естественно, лишь будущее покажет, в какой мере этот подход может быть развит.

ГЛАВА 1

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: