книги / Системный подход в современной науке

стимулирующих синтез искусственной интеллектуальной среды. При ее построении целесообразно упорядочить и объединить разроз­ ненные представления о механизмах формирования понятий в мыс­ лительной деятельности человека на основе модели интуитивного мышления (МИМ)6. Функционирование модели заключается в том, что отражение реальной действительности в сознании человека осу­ ществляется в традиционных чувственно-наглядных и абстрактно-по­ нятийных представлениях, а также в формах, развивающихся в про­ странственно-временном континууме фактов и образов. Их сущность своеобразно выразил А. Бергсон, говоря о том, что «...у нас имеется лишь два способа выражения мысли — понятие и образ, т.к. ничего лучшего мы не сумели найти»7.

При интуитивном переходе от восприятия образа к формированию обобщенного понятия удобно опираться на активно действующие в подсознании и сознании человека моноупорядоченные процессы формирования чувственных образов и понятий. К таковым можно от­ нести: 1) сенсорно-перцептивный процесс, в результате которого по­ являются чувственные образы; 2) чувственно-ассоциативный про­ цесс перехода от одних чувственных образов к другим; 3) процесс преобразования чувственных образов в понятия и их смыслы; 4) про­ цесс перехода от понятий к чувственным образам; 5) процесс логи­ ческого умозаключения, в котором совершается переход от одних по­ нятий к другим. Среди выделенных процессов наибольшую значи­ мость имеют концептуальная интуиция, связанная с механизмом вос­ приятия чувственных образов и преобразования их в понятия, и эй­ детическая интуиция, обусловленная переходом от понятий к чувст­ венным образам.

Процесс концептуальной интуиции, по нашему мнению, представ­ ляет собою последовательную схему уточнения смыслового содержа­ ния понятий П1 -» П г -> Пз -> -> Пп, порой довольно длинную исто­ рию психологического развития, наполненную содержанием множе­ ства ярких мгновений мыслей и чувств, проявленных энергией кван­ тов сознания. В этом случае, если субъект не отмечает в своем со­ знании промежуточные этапы Пг, Пз и т. д., то у него формируется впечатление, что Пп пришло внезапно на смену понятия П1 в резуль­ тате счастливого проблеска мысли — «интуитивного скачка» (явле­ ние озарения). Аналогичным образом совершаются действия в логи­ ческой цепи эйдетической интуиции, т. е. происходит уточнение об­

раза по схеме O i -» О г -» Оз -> О п.

Модель интуитивного мышления существенно расширяет логиче­ ские особенности функционирования концептуально-эйдетической интуиции за счет динамического звена, которое обеспечивает дис­ кретно-непрерывный мыслительный процесс в виде последовательно­ сти замкнутых циклов П1О1 -» П2О2 — >П3О3 —>... —> ПпОп. В этом слу­ чае динамическое звено активно участвует в реализации триады Пир­ са и становится ядром интуитивной модели, оперирующей понятиями, образами и смыслами. В ней вспомогательные элементарные процес­ сы образуют прединтуитивную и постинтуитивную фазы, способству­ ющие формированию нового знания и пониманию его смыслов. В пре­ динтуитивную фазу мы включаем сенсорно-ассоциативные процессы, связанные с «квантификацией» смыслов и выделением «индивидных констант», а к постинтуитивной фазе относим процессы логического умозаключения и классификации терминов и понятий.

Изложенную последовательность выделения «индивидных кон­ стант» (функциональных единиц ) удобно представить в виде некото­ рых элементов функции f е F, обусловленных утверждением: «у-субъ- ект осуществляет индивидуальное понимание некоторого термина «Ь», который адекватно отображает окружающую действительность с ее сложной семантической структурой. Это понимание является истин­ ным, если и только если истинно высказывание (Зх)[Ву(х=Ь)&(х=Ь)]». Предлагаемый подход к проблеме квантификации смыслов, с нашей точки зрения, весьма удобен. Само высказывание убедительно и ра­ ботоспособно, в частности, при анализе текстов. Его легко обобщить и на множество абстрактных «индивидных констант» (терминов):

Следовательно, при конвертировании текстов можно сформиро­ вать упорядоченное терминологическое пространство, характеризую­ щее объекты xi, Х2 , ..., хп, в виде словаря терминов V, который адек­ ватно отображает рассматриваемую область знания на данный момент времени. При этом некоторые из выделенных терминов (индивидных констант) могут претендовать на особое положение, если они характе­ ризуют во всех мирах один и тот же индивид такого же рода. Каждый такой термин, безусловно, является осмысленным и, следовательно, по Г Фреге (1848-1925), имеет свой глубокий «смысл» — денотат, представляющий собой своеобразный «индивидный концепт» и уста­ навливающий различие между именем объекта и его свойством.

Алгоритм работы МИМ может быть рассмотрен на принципах ин­ тенсиональной логики. При этом следует отметить, что основы интен­ сиональной логики заложены Э. Гуссерелем из условий «экономии мышления», развиты Р. Монтегю и широко используются в работе с базами данныхе. При синтезе механизма функионирования МИМ будем исходить из того, что синтаксические и семантические прави­ ла работают совместно в соответствии с принципом Г Фреге и за­ ключаются в том, чтобы значение фразы являлось функцией значе­ ний ее синтаксических частей (терминов) (1) и способов их комбини­ рования:

Обозначим через { а } семантическое значение «а». В результате такого замещения можно идентифицировать синтаксическое прави­ ло (2) с семантическим правилом следующего вида: «если «а» при­ надлежит категории А, если «Ь» принадлежит категории В, ...если «т» принадлежит категории М, то {f (а, Ь ,.... т )} эквивалентно д({а}, {Ь},..., {т})». Следовательно, функция g определяет «способ семан­ тического отображения смысла» индивидных констант {а}, {Ь},..., {т}, а также соответсвующее правило анализа текстов и предложений

При анализе соотношения (3) можно говорить о гомоморфизме синтаксиса и семантики для любого текста или любого предложения, их понятий и смыслов, правильности отображения языковых выраже­ ний, сенсорно-перцептивных и чувственно-ассоциативных процессов в системе знания. При этом гомоморфизм между синтаксисом и се­ мантикой в естественном и логическом языках целесообразно осу­ ществлять на основе правил (2)—(3), позволяющих выделять элемен­ тарные единицы текстов и выражений. В качестве таких единиц в ло­ гике искусственного интеллекта до настоящего времени используют множество определений типа: слово, термин («атом», «терм») и т. д. как «характеристики» одних и тех же объектов, предметов, их свойств и т. п., но включающих вариацию смыслов в объеме словаря V. Мож­ ноутверждать, что дальнейшее развитие логики и искусственного ин­ теллекта будет основано на анализе смыслов, и денотат займет ве­ дущую роль как атрибут значения истинности.

В модели интуитивной логики денотат синтаксического выраже­ ния вместе с его синонимами, характерными для экстенсиональной логики, будем рассматривать как некоторую семантическую кон­ станту:

денотат = термин = денотация = экстенция.

По аналогии с экстенсиональной логикой «смысл» и «интенцию» будем рассматривать как синонимы в интенсиональной логике. Смысл и интенция связаны не только с объектами, существующими в реальном мире, но и с объектами, принадлежащими исключитель­ но возможным гипотетическим мирам. В этой связи будем иметь в ви­ ду, что термин «интенсиональность» является продуктом особого ви­ да мыследеятельности, связанной с умственными или ментальными актами, направленными, в отличие от физических действий, на объ­ екты сознания.

Следует отметить также, что в экстенсиональной и интенсиональ­ ной логике семантика индивидных констант в современном представ­ лении не имеет значимых различий. Их абстракция настолько глубо­ ка, что требует соответствующей доработки. Вместе с тем, принятые нами предпосылки при работе с текстом позволяют утверждать, что любое синтаксическое выражение, представленное в виде группы де­ нотатов, можно с допустимой точностью конвертировать в единое (целостное) понятийно-смысловое пространство, сохраняя при этом его семантическое значение.

По аналогии с прагматикой Р. Монтегю, для формализации мыс­ лительных процессов, характеризующих фазы концептуально-эйде­ тической интуиции, введем критерии достаточной истинности и вы­ полнимости, а также соответствующий инструментарий. Пусть будет модель М вида (V, D, G, >, :=, F, Т), где V — словарь; d — денотат (тер­ мин), являющийся синтаксическим отображением объекта deD и его смыслов geG; G — множество элементов, с помощью которых обра­ зуют область интерпретации смыслов; > — знак отношения полной упорядоченности; := — знак отношения присвоить значение; F — функция, областью определения которой является интерпретация представления множества синтаксических индивидных констант ( ес­ ли d — денотат (индивидная константа) множества D, то F^ будет функцией с той же областью определения; если Р — n-местный пре­ дикат, то Fp является n-местным объединением множества элемен­

тов gj (для i е OG), OG — объектная область определения G; Т — мно­ жество циклов итерации.

Пусть i е OG и пусть будет х — элемент объединения объектов d(i) из множества D и их смыслов gj из множества G ( для j е OG ); пусть

Р— двухместный предикат, тогда

Р[d, о] ИСТИННО( i М), если и только если

Введем семантические правила:

1) правило сенсорно-ассоциативного утверждения экстенсиональ­ ности денотата —

2) правило утверждения семантической однородности (схожести смыслов) денотатов —

е — бесконечно малая величина кванта смысла (интенции). В не­ которых задачах величину е можно рассматривать как пороговый уро­ вень интеллектуального потенциала.

Правомерность приведенных правил согласуется с общеприняты­ ми типичными чертами интуитивного «усмотрения истины» и означа­ ет, что в системе разумных познавательных действий существует не­ кий пороговый уровень интеллектуального потенциала, ниже которо­ го осознанный анализ реальной действительности с помощью изве­ стных механизмов становится невозможным, и мышление человека вынуждено совершать «обходной волевой маневр», искать пути дру-

того качества для преодоления барьера. Однако не все субъекты об­ ладают достаточной энергией сознания, а также поведения для реа­ лизации «удачного» маневра.

Таким образом, алгоритм функционирования концептуально-эй­ детической фазы модели интуитивного мышления можно предста­ вить на уровне соотношений (4)-(7), раскрывающих работу ядра се­ мантического конвертора. При этом мы не включили в рассмотрение «логику сомнения», реализация которой может быть осуществлена в направлениях, связанных с итерационным процессом идентифика­ ции пары «денотат Ы образ» и анализом взаимодействия пары пре­ дикатов Pd(i)<-»Pd(i+1).

Постинтуитивная фаза модели интуитивного мышления заключа­ ется в определении понятий на основе выделенных по соотношени­ ям (4)—(7) предикатных констант. Благодаря такой процедуре пред­ ставляется возможным сформировать понятийно-смысловые объек­ ты (ПСО)

термин или группа семантически однородных и связанных между со­ бой терминов, содержащих схожий смысл и характеризующих квант знания о явлениях, свойствах или закономерностях материального и духовного мира, а также видов деятельности человека.

Упорядоченное множество ПСО задает классификационную структуру (нелинейную модель) исследуемой области знания, а его совмещение со словарем позволяет получить семиотический конвер­ тор, способный преобразовывать термины в символы, удобные, для синтеза искусственных интеллектуальных сред (ИИС)9. ИИС поз­ воляют выявить активность взаимных связей ПСО и установить ме­ ру взаимодействия противоречивых и «несовместимых» друг с дру­ гом идей и их комплексов, исключая тем самым «сингулярность» и «парадоксальность» смыслов.

Определение 2. ИИС — это множество взаимосвязанных между собой элементарно структурированных понятийно-смысловых объек­ тов в исследуемой области знания.

Идея синтеза искусственных интеллектуальных сред (ИИС) может быть использована для обобщения результатов работы мультимо­ дальных агентов.

Математическая модель искусственной интеллектуальной среды может быть представлена в виде взвешенного графа Г, вершины ко­ торого X = {хи хг,...,хп} соответствуют множеству ПСО, отображаю­ щих объекты исследования, виды деятельности и разработок в лю­ бой области знания. При этом вес каждой дуги (xi, Xj) соответствует силе связи между /-м и у'-м объектами (i,j = 1,2,..., п). Матрица

А = \\а //Мл1отражает взаимосвязь множества вершин X. При этом чем больше величина а//, тем сильнее связь между /-м и у'-м объекта­ ми. Здесь

гдех/— /'-й ПСО исследований; ху— у'-й ПСО исследований; Л//, Л/у— количество информационных документов(текстов), имеющих семан­ тически связанное отношение к /'-му и у'-му ПСО исследований. asz си­ ла связи между документами и определяется по соотношению

где rs — и п — количество терминов, раскрывающих смысловое со­ держание s -ого и f-oro документов, rSf — количество одинаковых тер­ минов в s-м и /- м документах.

Матрица А = Иа//Ип1связей ПСО объектов, названная нами ИИС, имеет достаточно большую размерность, трудно воспринимаемую непосредственным сознанием человека. Для ее преобразования и со­ хранения информационных свойств исходной структуры использует­ ся механизм последовательного сжатия, позволяющий с помощью соотношения

сформировать среду в виде новой, но уже агрегированной структуры, содержащей классы (блоки). Здесь Np и Nq — количество объектов в классах Rp и Rq (р, q = = 1,2,..., т). Представленная в таком виде ИИС является более наглядной и удобной для оценки состояния научной про-

блемы или конкретной исследуемой области знания в ее целостном ви­ де за счет уменьшения размерности матрицы, поскольку т значительно меньше размерности п при сохранении внутренних связей блоков Cpq.

Исходная матрица А = На ,ylln1может быть ограничена размерами частных интересов исследователя в соответствии с системным под­ ходом. Однако полнота описания области исследования диктует свои требования, охватывает значительное количество взаимосвязанных объектов — более 1500 ПСО. В такой ситуации для выявления функ­ циональных отношений между ПСО предложен механизм её синхрон­ ного сжатия на основе идеи энтропийного взвешивания, что позволя­ ет существенно смягчить проблему размерности и существенно со­ кратить время решения задачи.

Определение 3. «Энтропийное взвешивание» — это процедура, заключающаяся в определении информационного «центра тяжести» всех элементов ау для каждого ПСО, ранжирования меры связи меж­ ду ними и величины формализованной «вариации смысла» в рассма­ триваемой ИИС.

Информационный «центр тяжести» взаимосвязей для каждого ПСО( у ) определим по соотношению

(12)

Величину формализованной «вариации смысла» ПСО(у') зададим отношением

ванной «вариации смысла» ИИС. Здесь b(j) = Delta(j)/ ^Delta(j) —

вероятность отклонения «частных смыслов» Delta(j) каждогоу'-го ПСО от «центра тяжести» целостной ИИС

где Fmid = £ Р(J)/ п — информационный «центр тяжести» цело-

J=I.«

стной ИИС.

Алгоритм сжатия матрицы в рассматриваемом случае предусма­ тривает оценку информационной «близости смыслов» объектов в со­ ответствии с процедурой

Численные значения новых элементов матрицы определяют по ра­ нее известной методике10. Следует также отметить, что величина

характеризует «близость смыслов» ПСО («сечение взаимодействия смыслов», «созвучие смыслов») и меру их эквивалентности в рассма­ триваемой ИИС для любой области знания.

Практическая реализация алгоритма функционирования семанти­ ческого конвертора от текста до построения ИИС изложена в ряде ра­ бот, а также в отчетах НИР11. Разработаны соответствующие про­ граммные средства.

Таким образом, семантический конвертор, реализующий модель интуитивной логики, является существенно важным инструментом в системе преобразований «текст» о «смысл» => «ПСО» <=> «ИИС», обеспечивает целостное взаимодействие экстенсиональной и интен­ сиональной логики. Конверторы подобного типа инициируют моти­ вацию развития и целенаправленную алгоритмизацию других ин­ формационных технологий в процессе эволюции научной картины мира.

ПРИМЕЧАНИЯ

1Павилёнис Р.И. Проблема смысла. М., 1983.

2 Бунге М. Интуиция и философия. М., 1967.

3 Кармин А.С. Материалистическая диалектика и проблема научной интуиции //Материалистическая диалектика и пути развития естествознания. Л., 1987.

4 Тюхтин В.С. Актуальные проблемы теории искусственного интеллекта // Ки­ бернетика и современное научное познание. М., 1976; Ирина В.Р., Новиков А.А. В мире научной интуиции. М., 1978.

5 Peirse Ch.S. How to make aur ideas clear // Popular Science Monthly, 1878, v.12 [Пирс Ч.С. Как сделать наши идеи ясными // Вопросы философии, 1996, № 12).

6 Горбушин Н.Г. Логика интуиции и интуитивного мышления // Особенности современной естественнонаучной картины мира. Москва— Обнинск, 1988.

7 Бергсон А. Философия интуиции // Новые идеи в философии. СПб., 1912,

ВЫ П.1 .

8 Логический подход к искусственному интеллекту М., 1998.

9 Горбушин Н.Г. Искусственные интеллектуальные среды в понимании и про­ гнозировании влияния малых доз радиации // Новые промышленные технологии. М., 1996, вып. 2-3; Горбушин Н.Г. Искусственные интеллектуальные среды в ре­ шении инновационных и инвестиционных проблем наукограда // Инновационное развитие: достижения ученых Калужской обл. для народного хозяйства. Обнинск, 1999.

10 Красилов А.А. Интеллектуальные системы. Долгопрудный, МФТИ, 1995.

11 Новые промышленные технологии. М., 1996, вып. 2-3. С. 136-142; Иннова­ ционное развитие: достижения ученых Калужской области для народного хозяй­ ства. Обнинск, 1999. С. 45-55; Горбушин Н.Г., Бородкин Л.И. Структура и свойст­ ва информационных связей между направлениями научных исследований // Науч­ но-техническая информация. Сер. 2, 1985, № 2.