Анатолий Анисимов - Компьютерная лингвистика для всех - Мифы, Алгоритмы, Язык
И сюрреалисты, и футуристы говорят о связном тексте как о последовательности, описывающей цепочку «близких» образов. Близость понимается как соседство в особом ассоциативном пространстве. Отличаются только законы смежности образов, принимаемые за основу. Одна из наиболее замечательных способностей человеческого мозга — способность образовывать метафоры. Метафора позволяет заменить объект или его качественную характеристику объектом или свойством другого объекта, взятыми по ассоциативной аналогии. Примеры: хребет горы, человек-лев, русло жизни, мягкий человек, шепот берез, глаза неба и т. п. При помощи метафоры можно дать определение новому объекту, вторгшемуся в поле созерцания разума. Метафоры раскрывают скрытые аналогии. Тем самым в старых вещах удается увидеть новый смысл, и, может быть, именно этот неожиданно открывшийся смысл и представляет собой подлинное бытие вещи, столетиями ждавшее проявления. В вечном рождении метафор происходит жизнь мира. Образование метафоры возможно без явного указания объекта, послужившего ее основой. От него берется только какое-нибудь качество. Поэтому часто метафора существует, а о ее основе можно только гадать. Это особенно
— ------------=
(73) Маринетти Ф. Г. Первый манифест футуризма// Там же. — С. 165.
— ------------=
относится к играм сюрреалистов. Человек — метафора мира.
"Первый поэт земли определил: "Небо голубое". Позднее другой сделал открытие: "Твои глаза голубые, как небо". Потом много, много лет спустя отважились сказать: "У тебя небо в глазах". Современный поэт написал бы: "У тебя глаза неба!". Самые прекрасные образы — те, что самым прямым и быстрым путем соединяют злементы действительности, далеко отстоящие друг от друга" (74).
АССОЦИАТИВНЫЙ РАЗУМРассмотрим задачу на ассоциативное мышление с одним неизвестным. "Не трать свое время на х. У него были хорошие х, а мне не повезло. Он взял со стола х и попросил еще одну. Я не должен был играть с ним в x, так как он жульничает". Немного подумав, любой найдет ответ: х — это карты. Каждый человек решает подобные задачи по многу раз на день. Что при этом происходит? Мозг ведет поиск в некотором смысловом пространстве человека. Ключевые слова каждого уточнения определяют некоторую макрогипотезу, уточняемую последующими утвертдениями. Такие психологические эксперименты описал А. Г. Ивахненко (75). Может ли компьютер решать подобные задачи? Ответ положителен, если при этом удается достаточно полно отразить смысловое пространство человека в памяти ЭВМ. Аналогичные процессы происходят в мозгу человека, если он что-то вспоминает. Возбуждаются некоторые ассоциативные приметы забытого, ситуация, при которой произошло запоминание, цель забытого объекта, его качественные характеристики, ощущения, связанные с забытым. В итоге вдруг возникает забытое слово или образ. В повести "Сандро из Чегема" Ф. Искандер описал процесс вспоминания разбойника.
" — Хейт! Хейт! — кричал мальчишеский голос, волнуя дядю Сандро какой-то странной тревогой. Время от времени мальчик кидал камни, и они, хрястнув по густому сплетенью, глухо, с промежутками падали на землю. И когда камень мальчика попал в невидимую козу, дяде Сандро показалось, что он за миг до этого угадал, что именно этот камень в нее попадет. Когда коза,
— ------------=
(74) Голль И. Манифест сюрреализма // Там же. — С. 322.
(75) Ивахненко А. Г. Системы эвристической самоорганизации в технической кибернетике. — К, Технiка, 1971. — С. 59–64.
— ------------=
крякнув, выбежала из-за кустов и вслед за ней появился подросток и, увидев легковые машины, смущенно замер, дядя Сандро, холодея от волнения, все припомнил. Да, да, почти так это и было. Мальчик перегонял коз в котловину Сабида. И тогда вот так же коза застряла в кустах. И он так же кидал камни и кричал. Вот так же, как сейчас, когда он попал в нее камнем, она крякнула и выскочила из кустов, а следом за ней выскочил мальчик и замер от неожиданности. В нескольких шагах от него по тропе проходил человек. Он гнал перед собой навьюченных лошадей. Услышав треск кустов, человек дернулся и посмотрел на голубоглазого отрока с такой злостью, с какой на него никогда никто не смотрел" (76).
Где-то в мозге человека запечатлеваются образы и ощущения, возникающие на его жизненном пути. Образы соединяются между собой общими ассоциативными связями, отражающими тот или иной аспект близости образов. Процессы ассоциативного мышления сводятся к проблемам поиска в этом пространстве и его пополнения новыми образами. Поэты говорят о сближении дальних образов, технические специалисты — о траекториях в смысловом пространстве, психологи — о годологическом пространстве (от греческого hodos — путь) личности, в котором отражаются цели и переходы между целями. Топологическую психологию начал развивать в начале нашего века немецкий психолог К. Левин. Поведение человека при таком подходе представляется как движение по промежуточным целям для достижения результата. Следует особо отметить, что мозг не просто отыскивает пути в пространстве образов, но находит оптимальные по тем или иным параметрам решения. Мозг успешно решает оптимизационную задачу. Все наблюдали, как упорно, несмотря на предупреждающие надписи "По газонам не ходить", люди протаптывают тропинки, делают в заборах дырки, проявляют завидную изобретательность, чтобы найти кратчайший путь. Подобные задачи оптимизации хорошо известны в математике. Предположим, на карте местности требуется определить наиболее удобный маршрут, соединяющий два населенных пункта. Известна степень энергетических и других затрат на путь между любыми двумя соседними пунктами (веса). Затраты вдоль всего пути состоят из суммы затрат на каждый отрезок, соединяющий пару соседних пунктов (рис. 8). Это хорошо
— ------------=
(76) " Искандер Ф. Сандро из Чегема // Знамя.- 1988. — Э 9. — С. 72.
— ------------=
* Рис. 8. Маршрут АСЕК имеет минимальную стои мость пути от А до К, равную 6
известная задача об отыскании кратчайшего расстояния для одного источника. Известно несколько десятков вариантов ее алгоритмического решения. В более общем случае речь идет о нахождении такого пути между двумя пунктями некоторой сети, на котором минимизируется заданная целевая функция, определяемая вдоль пути. Выбор функции диктуется прикладной областью. Веса локальных отрезков могут быть многопараметрическими и даже динамически изменяемыми. Метод решения такой задачи носит название динамического программирования (подобный способ используется при управлении ракетой-перехватчиком, автоматической проводкой судов, оптимизациеи экономических и технологических процессов). Каким-то образом мозг умеет с большой эффективностью справляться с этой задачей. Существует параллельный локальный метод для решения подобных задач. При этом в каждом пункте сети независимо выполняются прстые оптимизирующие операции, затрагивающие только его непосредственных соседей, Но в результате повторения таких тактов работы всей сети находится глобальный оптимальный маршрут (77).
— ------------=
(77) См.: Анисимов Л, В. Локальный алгоритм для задачи о кратчайшем пути из одиого источника // Кибернетика.- 1986. — Э 3. — С, 57–60.
— ------------=
В зависимости от количества тактов происходит постепенное улучшение решений. Если сеть представить топологическим соединением нейронов мозга, каждая локальная операция в таком алгоритме сводится к простому сравнению и уменьшению некоторых потенциалов в нейронном узле. Такие функции легко выполняются нейроструктурами. Интересно, что сам оптимальный путь от начального узла к целевому находится в обратном порядке, волна возбуждения движется от результирующего узла к начальному, выбор кяждого следующего узла выполняется по методу наименьшего градиента. Если принять, что мозг реализует именно указанный локальный алгоритм нахождения оптимального пути, становится понятным эффект "обратного течения времени во сне": волна идет от результирующего возбужденного резким сигналом узла к начальному состоянию, соответствующему пробуждению. Сам возникающий сон представляет собой цепочку возбужденных образов, отражающих такой маршрут. Научение представляет собой нахождение оптимального пути в пространсгве целей. При частом применении нейронный эквивалент этого маршрута постоянно поддерживается в активном состоянии. Возможно забывание. По всей видимости, мозг хранит все образы, с которыми человек сталкивается в течение жизни. Но даже мозг с его колоссальными возможностями не смог бы поддерживать в активном состоянии все целевые маршруты, необходимые для обеспечения активной деятельности человека. Проще научиться хорошо решать одну задачу динамического программирования и постоянно применять ее. Мозг умеет сопоставлять друг с другом простые образы и слова, соответствующие им. Образы и слова вызывдют определенные эмоциональные ощущения, и наоборот, ощущения вызывают соответствующие им образы и слова. Поэтому ассоциативные волны могут распространяться в направлении, ограниченном заданным фиксированным ощущением. Таким способом получаются решения, которые часто называют интуитивными. В свою очередь врачи-психотерапевты и представители культа, утешая и убеждая, могут правильным подбором слов добиться плавного изменения эмоционального состояня человека. Как видим, мышление сводится к динамическому управлению ассоциативными потоками. Логические выводы частный случай ассоциативных связей. Поэтому логическое научное мышление не исчерпывает всех возможностей мозга. Предположим, создана компьютерная экспертная система, умеющая решать задачи динамической оптимальной маршрутизации и поиска в сети ассоциативных признаков. Робот, снабженный подобной экспертной системой, действовал бы примерно так.
