Увидел статью с чудным названием: ‘Естественные морфологические вычисления как основа способности к обучению у людей, других живых существ и интеллектуальных машин‘. Удержаться от прочтения было невозможно; как известно, надежда умирает последней.
Статья представляет собой структурированный обзор статей, в которых в основу кладутся вычисления в той или иной форме. Выделены несколько уровней, на которых протекают вычисления — природа, эволюция, агент (организм) и сообщество агентов. В целом, как и следовало ожидать, все остается на уровне метафор. С другой стороны, метафоры в науке были всегда и, как пишут, это иногда может привести к созданию плодотворной исследовательской программы.
Ниже я выпишу видение вычислений на разных уровнях организации. Сразу отмечу, что типичное противоречие при рассмотрении уровней организации остается. Является ли агент тварью дрожащей, когда все вычисляется на уровне природы и эволюции, или же у агента можно при желании найти свои цели и устремления, которых он может добиться путем собственных вычислений.
Природа
‘Вычислительный натурализм (панкомпьютационализм, натуралистический подход к компьютационализму, вычисляющая природа) – это подход, предполагающий, что вся природа представляет собой огромную сеть вычислительных процессов, которая, согласно физическим законам, вычисляет (динамически развивает) собственное последующее состояние, исходя из текущего. Среди видных представителей этого подхода можно выделить Цузе, Фредкина, Вольфрама, Хайтина и Ллойда, которые предложили свои варианты вычислительного натурализма. Согласно идее вычисляющей природы, временное развитие (динамика) физических состояний может рассматриваться как обработка информации (естественное вычисление). К таким процессам относятся самоупорядочивание, самоорганизация, процессы развития, системы генной регуляции, сборка генов, системы белкового взаимодействия, биологические транспортные системы, социальные вычисления, эволюция и другие подобные процессы морфогенеза (создания формы). Идеи вычисляющей природы и взаимосвязей между двумя основными понятиями информации и вычислений исследуются в [цитируемых] работах.’
‘Вычисление в природе – это физический процесс, в котором природа осуществляет вычисления с физическими телами как с объектами. Законы физики управляют вычислительными процессами, которые проявляются в природе на множестве различных уровней организации.’
Эволюция
‘В рамках аналогичного, более широкого эволюционного подхода Уотсон и Сатмари задаются вопросом: «Способна ли эволюция обучаться?» и высказывают предположение, что «эволюция способна учиться в более сложном смысле, чем считалось ранее». В этом случае «система демонстрирует обучение, если ее результативность при решении какой-то задачи улучшается с опытом». Они предлагают новые теоретические подходы для изучения эволюции способности развития и, помимо прочего, эволюции экологических организаций. Они ссылаются на Тьюринга, который создал алгоритмическую вычислительную модель (машину Тьюринга) и установил связь между обучением и интеллектом с помощью алгоритмического подхода. Связь между обучением и эволюцией устанавливается через понятие обучения с подкреплением, поскольку «повторное использование моделей поведения, которые приводили к успешному результату в прошлом (обучение с подкреплением), является интуитивно похожим на то, как отбор увеличивает долю подходящих фенотипов в популяции».’
‘Морфология является центральной идеей в нашем понимании связи между вычислениями и информацией. Морфологические/ морфогенетические вычисления на основе этой информационной структуры приводят к появлению новых информационных структур посредством процессов самоорганизации информации. Сама эволюция – это процесс морфологических вычислений в долгосрочном масштабе.’
Агент (организм)
‘Рассматривая познание как всеобъемлющий биоинформационный процесс, мы используем понятие агента, то есть системы, способной действовать самостоятельно, преследуя объективную цель.’
‘Агент может рассматриваться как некто (нечто), взаимодействующий с точками неоднородности (существенными различиями или данными как атомами информации), устанавливающий связи между представленными данными и данными, которые составляют самого агента (например, частицу или систему). Существуют мириады агентов, для которых информация окружающего мира является существенной, – от элементарных частиц до молекул, клеток, организмов и целых обществ…’
‘С информационно-вычислительной точки зрения, первым шагом в эволюции сознания стали когнитивные агенты с нервной системой, внутренняя модель которых впервые стала проводить грань между внутренним «я» и «остальными», тем самым обозначив «реальность» для агента на основе этого различия.’
‘У более сложных когнитивных агентов знание строится не только на действии обратной связи на входящую информацию, но и на внутренней обработке информации с преднамеренным выбором, который зависит от систем ценностей, хранящихся и организованных в памяти агентов.’
‘В случае человеческого обучения мозг как сеть вычислительных агентов обрабатывает информацию, полученную посредством воплощенной коммуникации с окружающей средой, а также внутреннюю информацию от организма. Феноменальное сознание – это процесс интеграции информации в мозг.’
Сообщество агентов
‘Далее мы сосредоточимся на инфокомпьютационной структуре обучения. Информационные структуры, составляющие ткань физической природы, – это сети сетей, которые представляют собой семантические отношения между данными для агента.’
‘Информация организована по уровням или слоям – от квантового уровня до атомного, молекулярного, клеточного, организменного, социального и т. д. Вычисление/обработка информации включает в себя обмен структурами данных в информационных сетях, которые доступно представлены в модели акторов Карла Хьюитта. В природе разные типы вычислений возникают на разных уровнях организации как обмены информационными структурами между узлами (вычислительными агентами) в сети.’
‘Один вид вычислений обнаруживается на квантово-механическом уровне, где агенты являются элементарными частицами, а обмен сообщениями (носителями информации) осуществляется посредством переносчиков взаимодействия. Однако различные типы вычислений могут быть найдены и на других уровнях природной организации. В биологии обработка информации происходит в клетках, тканях, органах, организмах и экосистемах с соответствующими агентами и типами сообщений.’
Несколько слов про синкретичность представленной картины. Если мир есть вычисление, то это вычисление должно включать в себя биологическую эволюцию. С другой стороны, мир как вычисление есть вариация на тему клеточных автоматов, а эволюция сопоставляется скорее с генетическими алгоритмами оптимизации. Отмечу, что неплохое обсуждение этого вопроса можно увидеть в книге А. С. Потапова ‘Искусственный интеллект и универсальное мышление‘. Как программист Потапов хорошо понимает, что клеточные алгоритмы несовместимы с идеями биологической эволюции. В его книге можно увидеть разные идеи разрешения этого конфликта; правда, в конце концов он склоняется к идеям Гегеля — эволюция в его глазах побеждает физику.
Далее в этом мире, либо физическом, либо эволюционирующем требуется найти агентов. Наличие агента по определению требует агентности и возможности решать свои собственные задача. Непонятно, каким образом это можно совместить с идеей мира как вычисление. В статье упоминается возникаемость, но честно признается, что пока никто не знает, как это работает. В любом случае новая вычислительная и информационная терминология оживляет рассмотрение мира, эволюции, организмов и процесса познания, хотя в конечном итоге мотив остается прежним: ‘Мы вычисляем, нас вычисляют, как это часто не совпадает.’
В заключение отмечу, что статья позиционируется следующим образом:
‘Современная натурфилософия динамично развивается как сфера науки и является основой для комплексного подхода к рассмотрению естественных, искусственных практик и социально-гуманитарного знания. … Таким образом, данная статья представляет собой вклад в теорию познания в рамках современной философии природы.’
Таким образом ученые приходят к пониманию философии в духе Мичурина: ‘Мы не можем ждать милостей от философии. Взять их у нее – наша задача’
Информация
Г. Додиг-Црнкович. Естественные морфологические вычисления как основа способности к обучению у людей, других живых существ и интеллектуальных машин, Философские проблемы информационных технологий и киберпространства. – 2021. – № 1(19). – С. 4-34.
Про книгу А. С. Потапова:
Искусственный интеллект и универсальное мышление.