Возникновение биологической организации - Кастлер Г.
Скачать (прямая ссылка):
Начинают с простейшего автомата, устройства вход— выход, управляемого какой-то программой (стратегия, код, закон), предписывающей, какой выходной сигнал должен возникнуть в ответ на любой входной сигнал (фиг. 3). Используемая программа может быть очень простой, например: «Если вы видите зеленый свет, идите, если видите красный — остановитесь»; или она может включать подробный анализ, например: «Оценить ситуацию, обусловленную самыми последними событиями в окружающей среде; рассмотреть все возможные ответы и рассчитать на возможно большее число ходов вперед их результаты; оценить возникшую после расчета
ситуацию путем анализа следующего перечня свойств... вычислив величину, связанную с каждым свойством, при помощи формулы со следующими параметрами... и найдя суммарную ожидаемую величину для каждого возможного ответа; выбрать в качестве выходного сигнала такой ответ, для которого эта ожидаемая величина окажется наибольшей». Устройство, работающее по этому второму способу, должно, по-видимому, обладать сложной структурой для распознавания входного
сигнала, создания выходного сигнала и для выполнения промежуточных вычислений, связывающих выходной сигнал с входным. Тем не менее структура такого автомата в основных своих чертах не будет отличаться от структуры устройства вход—выход с простой программой.
Следующий шаг, который нужно сделать для получения «автоматов, создающих информацию в результате чего-то, аналогичного акту свободной воли», состоит в замене фиксированной стратегии такой стратегией, которую можно приспособлять, следуя строго определенным правилам. Для этого в схему включается стратегическое устройство; его входными сигналами служит накопленный опыт, приобретенный в результате ряда отдельных действий, а выходными — стратегия, которой
следует пользоваться в ряде последующих действий. Такое устройство можно сконструировать по-разному, например так, как это показано на фйг. 4. Выходные сигналы автомата, т. е. истинное значение величины, соответствующей данному действию, поступают в запоминающее устройство стратегической машины вместе с записью отдельных действий. После промежутка времени, достаточного для сбора представительной выборки входных сигналов, полученные результаты сравниваются с
Фиг. 4
ожидаемыми величинами и в случае отличия одних от других разность между ними поступает в запоминающее устройство вместе с записью использованной стратегии. Затем стратегия слегка видоизменяется либо непосредственно, либо путем варьирования одного или нескольких параметров. Полученный результат оценивается, и если он оказывается лучше предыдущего, то производятся дополнительные изменения в том же направлении; в противном случае это направление изменяется на обратное.
Автоматы явно «учатся на опыте». Действуя указанным выше способом, стратегическое устройство автоматов «пробует» все возможные стратегии, начиная с выбранной отправной точки и пользуясь предписанной программой поиска. В конце концов оно остановится на какой-то определенной стратегии или станет непрерывно перебирать какое-то конечное их число. Стратегическое устройство не обязательно обнаружит оптимальную стратегию, но оно найдет одну или несколько таких, которые окажутся лучшими в совокупности близких стратегий. Поскольку окружающая среда, отправная точка и программа поиска заданы, получающиеся результаты в принципе предсказуемы. Если промежутки времени между изменениями стратегии достаточно велики для получения полной выборки соотношений вход—выход, то тогда в принципе можно предсказать даже путь поиска или всю совокупность последовательных стратегий. Если используемый автомат очень сложен, то вполне возможно, что предсказать результат поисков подходящей стратегии будет чрезвычайно трудно, но это уже другой вопрос.
Заключительный и в то же время критический этап в создании такого автомата сводится к введению некоего случайного элемента. Физически это можно выполнить несколькими путями. Например, подобное устройство может состоять из счетчика Гейгера и регистратора, который просто заменяет «1» на «О» и «О» на «1»при каждом акте регистрации. Сверяясь с таким регистратором, автомат может теперь принимать случайные непредсказуемые решения при условии, что промежутки времени между обращением к регистратору велики по сравнению с промежутками между изменениями в показаниях (фиг. 5).
Эти случайные решения должны использоваться разумно. Здесь можно представить себе такой путь. Если в процессе расчета величин всех возможных выходных сигналов при заданном входном оказывается, что значение наилучшего ответа отличается от значения следующего на величину, меньшую некоторого заданного е, то следует обратиться к регистратору. Если он показывает «1», то в качестве выходного сигнала нужно выбрать
наилучший ответ, в противном случае — ответ, следующий за наилучшим. В результате такого простого изменения автомат оказывается способным к действиям, которые действительно нельзя предсказать. Разумеется, число возможностей не безгранично. Если отправная точка, программа поиска и среда заданы, то, очевидно, нетрудно установить, в каком месте процедуры поиска появится первое случайное решение и каковы будут его возможные последствия. В этом месте процедуры поиска
