Ответы на вопросы. Часть 1

Мне задали несколько вопросов по недавнему докладу "Научно о тварности мира". Я хотел бы здесь кратко ответить на них. 

Вопрос 1. В чем суть машинного обучения и можно ли сказать, что программа учится в строгом смысле слова? 

Алгоритмы пишутся человеком. Иногда эти алгоритмы очень «умные», как, например, в случае так называемого «обучения без учителя» (unsupervised learning), но они алгоритмами и остаются. Алгоритм не может создать иной алгоритм. Никакого интеллекта помимо того, что вложил в нее программист, у программы нет. Она делает ровно то, что запрограммировано, а именно: осуществляет выбор из нескольких состояний согласно логике программного продукта. А какой именно это продукт – экспертная система или нет – роли не играет. Физическая среда инертна по отношению к выбору из безразличных положений равновесия. Именно поэтому они и называются безразличными. Выбор подобного рода может быть осуществлен только интеллектуально, алгоритмически, формально, логически, а не физически.

Вопрос 2. Почему утверждается, что биология несводима к химии? 

Именно в силу ответа на вопрос 1. Биология – это среда, в которой реализованы системы обработки информации, которые неотличимы в принципиальном плане от систем искусственного интеллекта. Непонимание факта несводимости биологии к химии проистекает от недооценки различия между реализацией процесса и его целью. Реализация любого процесса передачи информации – по необходимости физическая, ибо все происходит в физическом мире. Но информационный аспект имеет не физический характер, а формальный, логический.

Игры – первый пример. Тот, кто утверждает, что биология – это лишь химия, предлагает всю игру свести к перемещению тел в пространстве под действием силы тяжести, силы трения и др. А правила игры, таким образом, предлагается игнорировать. А этого делать нельзя, коль скоро мы обсуждаем процесс целиком, на уровне обработки информации, по сравнению с которым уровень химии и физики – подчиненный. Да, от него абстрагироваться нельзя, но все им не исчерпывается. 

Рис.1. Шахматы.

Другой пример. На магнитофонную ленту наносится ферромагнетик, который так намагничивают, что при воспроизведении получается звук, частотные характеристики которого примерно совпадают с характеристиками звуков, которые записывались. Вполне себе физический процесс. Но (большое «но») здесь происходит запись и воспроизведение записанной информации. Для того, чтобы эту информацию только лишь записать и воспроизвести (не говоря уже о собственно обработке записанной информации), создали сложный прибор – магнитофон. То, как он работает, нельзя свести только к законам природы, например, к законам намагничивания ферромагнитных доменов среды (магнитофонной ленты). Этот сложный прибор лишь использует данный закон природы. Самому по себе этому закону природы совершенно фиолетово, где его используют, кто и как. Физическая среда безразлична по отношению к функции, к выбору из множественных безразличных положений равновесия динамических систем, к полезности, к формальной стороне. Из этого следует, что процессы обработки информации в принципе не физические, а логические!!! Наличие логики (правил) в какой-либо системе – это и есть «след» интеллекта! 

Рис.2. Советский магнитофон "Астра 4".

Точно так же язык человека – это набор правил интерпретации последовательностей фонем – атомарных единиц фонетики. Да, люди (и животные – тоже, кстати, интеллектуальные агенты) общаются с помощью звуков и даже жестов. Но это использование звуковых волн принципиально отличается от того, что происходит в природе «само по себе», например, раскаты грома, звуки ударов волн о берег и пр. Отличие – в наличии или отсутствии обработки информации, в том, что эти звуки, жесты и пр. (я их называл обобщенно «конфигурациями») несут семантическую нагрузку, то есть имеют смысл.

С точки зрения физики, то, что пользователь видит на мониторе, представляет собой «хаотическое» множество разноцветных светящихся точек (пикселей) экрана компьютера. Физическая сторона дела не может уловить смысла окраски пикселей экрана в те или иные цвета. Однако наш мозг вполне может это сделать: нужно лишь соблюсти условие совпадения протоколов представления информации источником (мной, программой, которую я использую, чтобы написать этот текст) и читателем (пользовательской программой, чтобы распознать текст и представить его в читабельном виде для пользователя). Если вместо русского за компьютером будет сидеть китаец, не владеющий русским языком, он ничего не поймет и никакой передачи информации не будет (если, конечно, это не китайский Шерлок Холмс). 

Биосистемы абсолютно ничем в этом смысле не отличаются от искусственных систем обработки информации. Да, используется химия биополимеров, ну и что?! Но с помощью этой химии реализованы процессы более высокого уровня. При этом информация записывается на биополимерный носитель и затем считывается согласно вполне определенным правилам (см. таблицу кодонов, например здесь). Постройка белка осуществляется согласно последовательности нуклеотидов, а это в принципиальном и строгом смысле слова – язык, то есть формальная система! Генетическая информация кодируется на будущее с учетом предвидения, развертывания обработки информации в будущем организме. Между моментами записи и считывания информация хранится. Между процессами записи и считывания имеются временной и пространственный интервалы. Все это позволяет заключить, что ни о каком сведении к химии речи быть не может. Биология – это принципиально то же самое, что сложные системы обработки информации, созданные человеком. 

Рис.3. Таблица кодонов. Источник - elementy.ru.

Эволюционистское мировоззрение безнадежно устарело и не отвечает запросам науки 21 века. Эволюция и эволюционизм – разные вещи. ID не оспаривает факт эволюционных динамических изменений в биосфере в достаточно узких пределах, но механизмы, стоящие за этими изменениями (стохастика и закономерность), сами по себе неспособны генерировать нетривиальную бионовизну. Выводы ID вступают в противоречие не с эволюцией как таковой, но с эволюционизмом, поскольку последний постулирует, если хотите, методологический атеизм, то есть отсутствие необходимости рассматривать причинностную категорию выбора лица, принимающего решения, при моделировании биосистем как систем обработки информации. Феномен белковой жизни нельзя описать лишь в рамках физики и химии, поскольку в основе своей он представляет собой результат принятия решений.

Вопрос 3. На чем основана бионика как не на копировании человеком того, что имеется в живой природе? 

Бионика возможна только лишь потому, что в природе (в частности, в живой) все сделано разумно и только лишь поэтому и может быть разложено на базовые принципы, которые могут быть использованы разумным же агентом, то есть человеком. Если бы в основании науки (и бионики, в том числе) не лежали базовые разумные нефизические, формальные, абстрактные принципы, т.наз. законы формальной логики, то никакой науки и в помине бы не было, ничего нельзя было бы научно предсказать. Формула, которая по смыслу своему есть прогноз, – это свидетельство того, что все подчиняется формальным законам. То, что мы видим на опыте, формализуемо! А где формализм, там интеллект. У нас просто нет никаких оснований в этом сомневаться. Есть только один достоверно известный источник формальных систем (языков, науки, алгоритмов, программного кода и пр.) – это интеллект. 

Вопрос 4. Но можно ли только лишь из этого делать какие-то выводы? А вдруг существует что-то еще пока неизвестное, какой-то закон природы, согласно которому все, включая жизнь, происходит автоматически? 

В рамках науки делать выводы, к которым ведет ID, вполне возможно. Вот когда такой закон обнаружат, тогда и будем говорить о том, что ID как научная теория сфальсифицирована. Подобная возможность фальсификации – лишний довод в пользу intelligent design.

Однако, мне кажется, что таких законов природы просто нет. А думаю я так все по той же причине: физический мир не может выбирать из двух или более физически/химически равнозначных состояний, не может стремиться к некоторому выделенному из множества равнозначных состояний целевому состоянию, не осуществляет целеполагания. Сложные системы, поведение которых определяется целью, хотя и реализованы в физическом мире, не могут быть им порождены. Биосистемы – не исключение: функциональная сложность такого порядка, какая наблюдается в биосистемах, обязательно должна была потребовать участие интеллектуального агента. То, что интеллектуальные процессы, составляющие сердцевину биологической жизни, наложены на стохастику вследствие того, что биосистемы предоставлены самим себе и взаимодействуют с окружающей средой, не должно нас смущать. Эволюционные осцилляции имеют лишь фоновый, а не определяющий характер. 

Поскольку физическая реальность формализуема (по крайней мере, частично), то и за самой этой реальностью должен стоять интеллект. Формализм – это то, что заложено в саму физическую реальность и является гарантией успеха научной деятельности. Наш мир так создан, что разумный человек его может разумно (да еще и красиво, что тоже немаловажно!) описать.

Продолжение здесь.

Литература

1. David Abel. The First Gene. 2011.