Психология познания для программистов, или Как устроен интеллект человека
- -
- 100%
- +
Эмоции могут быть объединены в пять тематических групп.
Рис. 6. Пять видов эмоций.
Ассоциации.
Ассоциациями называются элементарные связи ощущений, восприятий, представлений, понятий, суждений, мыслей, действий, переживаний и други знаний между собой, в силу которых одно появившееся знание вызывает другие. Образование ассоциаций происходит автоматически и сохраняется в памяти человека в процессе мышления.
Различают два рода ассоциаций: простые и сложные. К простым относят три вида ассоциаций: по смежности, по сходству и по контрасту.
– Ассоциации по сходству. Предметы внешне похожи друг на друга: яблоко – шар, лампочка – груша, ложка – лопата и т. д.
– Ассоциации по контрасту. В этом случае предметы имеют противоположные признаки: чёрный – белый, мокрый – сухой, тяжёлый – лёгкий и др. Они считаются самым сложным видом ассоциаций, да и изучены они ещё недостаточно.
– Ассоциации по смежности во времени или пространстве. В этом случае оба предмета расположены близко друг к другу в пространстве или времени: лето – отпуск, зима – снег, стол – стул и т. д.
К сложным ассоциациям относятся причинно-следственные, смысловые (часть-целое, род-вид, правила продукции, условные) и др.:
Причинно-следственные ассоциации в которых предметы являются причиной и следствием друг друга: лампочка – свет, дождь – лужа и др.
Ассоциации по смыслу – это такие взаимосвязи между предметами, которые отражают личный опыт человека и могут быть непонятны для непосвящённых. Например: часть и целое, род и вид.
Более сложные структуры ассоциаций выражаются в виде правил продукции (или правил условного вида «если-то»).
Ассоциативная память на основе нейросетей.
Человеческая память ассоциативна. Ассоциативность памяти проявляется в том, что один предмет напоминает нам о другом, а этот другой о третьем. Если позволить нашим мыслям, они будут перемещаться от предмета к предмету по цепочке умственных ассоциаций. Например, несколько музыкальных тактов могут вызвать целую гамму чувственных воспоминаний, включая пейзажи, звуки и запахи.
Ассоциативно-рефлекторная концепция обучения опирается на основные представления условно-рефлекторной деятельности головного мозга, открытые И.М.Сеченовым и И.П.Павловым. Их суть в том, что мозг человека способен к ассоциациям – к образованию связей между событиями и фактами.
Приобретение знаний, формирование умений и навыков, развитие способностей: процесс образования ассоциаций имеет логическую последовательность и осуществляется по следующим этапам:
– восприятие учебного материала;
– осмысление материала, доведение до понимания внутренних связей и противоречий;
– запоминание и сохранение в памяти;
– применение усвоенного материала на практике.
Ассоциации или связи между событиями и фактами легко объясняются в графическом виде: например, в виде ассоциативных кустов:
Рис 7 Пример ассоциативного куста
Или в виде семантических сетей:
Рис. 8. Семантическая сеть
Ассоциации могут быть выражены фактами, сохранёнными в памяти в виде единичных или групповых утверждений.
Более сложные структуры ассоциаций выражаются в виде правил продукции (или правил вида «если-то»).
С помощью нейронных сетей могут быть реализованы некоторые особенности ассоциативной памяти.
Наиболее важное свойство ассоциативной памяти состоит в следующем: если в ассоциативной памяти записана целая совокупность входных сигналов – «образ», то его можно выбрать из памяти по любому его элементу. Эта особенность называется операцией ассоциативной выборки.
Поиск образа производится по произвольной его части при условии, что эта часть достаточна для того, чтобы отличить данный образ от остальных, записанных в ассоциативной памяти.
Сходное свойство заключается в том, как осущесвить поиск информации с использованием искажённых входных образов или фрагментов образов. Например, сеть Хопфилда способна выполнить общую постановку задачи, решаемой при обучении сети: в памяти есть определенное количество эталонных образцов (векторов). На вход подается определенный вектор, в общем не соответствующий ни одному из идеальных – такой вектор называется зашумленным, и сети необходимо найти наиболее близкий к данному вектору вариант из идеальных образцов.
Сеть Хопфилда, хоть и не является идеальной или даже лучшей из современных искусственных нейронных сетей, нашла свое применение в распознавании текста и естественной речи, что говорит об огромном потенциале ассоциативной памяти у искусственного интеллекта.
Правда, есть ограничение в использовании этого свойства – оно может быть применено только при хранении в памяти структур типа отдельных символов. При наличии в памяти более сложных структур типа фактов или правил, образов или более сложных конструкций отдельная нейронная сеть решить задачу пока не может.
Ассоциации могут образовывать в памяти гнёзда (такое ассоциативное гнездо показано в виде рисунка 7) – это более сложные структуры, чем отдельные символы или слова. Данное свойство ассоциативной памяти может быть использовано для создания ассоциативного запоминающего устройства (АЗУ):
Рис. 9. Ассоциативная память с обратной связью.
АЗУ – это устройство, способное хранить информацию, сравнивать её с некоторыми заданными образцами и указывать на их соответствие или несоответствие друг другу. Признак, по которому производится поиск информации, называется ассоциативным признаком. Кодовая комбинация, используемая в роли образца для поиска, называется признаком поиска. Ассоциативный признак может быть частью искомой информации или дополнительно передаваться ей. В последнем случае его называют тэгом или ярлыком.
Кроме ассоциативной памяти нейронные сети могут использоваться при моделировании таких процессов, как ассоциативное мышление и ассоциативное воображение.
Элементы психологических процессов
К психологическим процессам относятся такие, как интеллект, понимание, смысл, память, интуиция.
Интеллект
Интеллект – это общая способность к познанию и решению проблем, которая объединяет познавательные способности: ощущение, восприятие, память. Это качество психики, состоящее из способности осознавать новые ситуации, способности к обучению и запоминанию на основе опыта, пониманию и применению абстрактных концепций, и использованию своих знаний для управления окружающей человека средой.
Недавно институту психологии Российской академии наук (г. Москва) сформулировано задание по разработке искусственного интеллекта на основе психологической модели сознания и психологического механизма разумного поведения. В связи с этим необходимо уточнить, что представляет собой интеллект человека и чему приходится его учить.
Интеллект (intellectus – разумение, понимание, постижение) – относительно устойчивая структура умственных способностей индивидуума, мыслительные способности человека.
В настоящее время в связи с чрезвычайно выросшим производством и использованием электронно – вычислительных машин всё большее внимание уделяется разработке искусственного интеллекта (ИИ).
Первые пионеры в области современного, «вычислительного ИИ», такие как Алан Тьюринг и Джон Маккарти, предложили считать компьютер разумным, если он может успешно имитировать мыслительные процессы человека. С их точки зрения, ИИ – это способность машин воспроизводить или совершенствовать человеческий интеллект.
В настоящее время известно несколько разновидностей искусственного интеллекта [3, 22] – наиболее распространённые среди них делятся по категориям и по виду.
По категориям выделяются три интеллекта: ANI, AGI, ASI.
(ANI) Artificial Narrow Intelligence, узкий интеллект – это название слабого ИИ. Примерами такого интеллекта являются программы, предназначенные для решения только одной задачи, например такие как Face ID, Google Assistant, программы самодвижущихся автомобилей и программы для настольных игр DeepMind.
(AGI) Artificial General Intelligence, Искусственный интеллект общего назначения. AGI – это интеллектуальный агент, который может понять или научиться любой интеллектуальной задаче, которую может решить человек или другие животные. Основное отличие AGI от узконаправленного искусственного интеллекта (ANI) заключается в том, что ANI способен разрешать только задачи, определенные и заранее запрограммированные для конкретных процессов, и не способен адаптироваться к новым условиям и проблемам, а AGI способен учиться и применять свои способности при отсутствии заранее подготовленных программ.
(ASI) Artificial Super Intelligence, Искусственный сверхинтеллект, определяется как форма ИИ, способная превзойти человеческий интеллект, проявляя когнитивные способности и развивая собственные навыки мышления.
По виду ИИ был разделен на поверхностный и глубинный, где поверхностный ИИ основывается на правилах и заранее определенных алгоритмах, а глубинный ИИ использует машинное обучение для поиска закономерностей в данных и создания собственных алгоритмов.
К глубинным реализациям ИИ относятся 4 типа работ:
1. Реактивные машины: ИИ, который может реагировать только на текущую ситуацию. Он не обладает способностью запоминать прошлый опыт или принимать решения на его основе. Одним из самых известных примеров реактивной машины является Deep Blue компании IBM, которая в 1997 году победила чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова.
2. Ограниченная память: ИИ, способный принимать решения на основе прошлого опыта. ИИ с ограниченной памятью – это тип ИИ, который может принимать решения на основе прошлого опыта. Примером ИИ с ограниченной памятью является Робот-пылесос, который перемещается по комнате, убирая ее по мере продвижения. Он использует датчики для построения карты комнаты и отслеживает места, которые он уже убрал. Это позволяет ему принимать решения о том, куда двигаться дальше в результате обучения на основе прошлого опыта, но ему все еще не хватает способности понимать причины, лежащие в основе этого опыта.
3. Теория разума: ИИ, способный понимать и имитировать мыслительные процессы человека. Это более продвинутая форма ИИ, которая способна понимать ментальные состояния людей, такие как их убеждения, намерения и эмоции. Одним из примеров такого ИИ является виртуальный персональный помощник, такой как Siri.
4. Искусственный Интеллект с самосознанием: ИИ, который осознает и понимает собственное существование. Он также известен как «искусственный интеллект общего назначения» (ИИОН), – это тип ИИ, который осознает и понимает собственное существование. Это высокоразвитая форма ИИ, способная понимать свои собственные психические состояния и состояния других людей и принимать решения на основе этого понимания. В настоящее время еще не существует технологии для создания Искусственного Интеллекта до конца осознающего, что он Искусственный Интеллект.
Эта классификация искусственных интеллектов демонстрирует разные подходы на основе сильно различающихся критериев. Например, чем отличается «Ограниченная память» от «Теории разума» и «Интеллекта с самосознанием» до конца неясно. В каком из них используются эмоции или ассоциации, которые являются элементами такой науки, как психология, в которых делаются попытки установить контакт с подсознанием, и подключить подсознание к совместной работе с сознанием. Нет в них чёткого представления об используемых интеллектуальных действиях.
При такой классификации как предлагается сейчас, внимание обращается на прикладные возможности – какие данный интеллект имеет возможности, какие задачи может решать. Так же, как человек может? Может ли он разобраться в проблеме, переворошить множество информационных сообщений, показать всю сущность происходящего и найти оригинальное решение задачи, или способен только поверхностно использовать возможности простых нейронных сетей (т. е. решать круг задач диагностики, прогнозирования, узнавания…).
Может ли компьютер найти смысл в сообщении? Работать со смыслом? Понимать, что смысл может быть скрытым, проникать внутрь другого смысла, чужого? Вникнуть в смысл происходящего? Для этого по крайней мере как минимум нужно понимать разницу между информацией, данными, знанием и смыслом.
В России с 2019 года создаётся Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года, ознакомиться с которой можно на сайте pravo.gov.ru.
Дополнительно к Национальной стратегии развития искусственного интеллекта на период до 2030 года разработан Федеральный проект «Искусственный интеллект», основной инструмент реализации Национальной стратегии развития искусственного интеллекта на период до 2030 года, утвержденный указом Президента Российской Федерации от 10.10.2019 №490.
Паспорт федерального проекта был утвержден на заседании Президиума Правительственной комиссии по цифровому развитию, использованию информационных технологий для улучшения качества жизни и условий ведения предпринимательской деятельности 27 августа 2020 года, но его активная реализация началась в 2021 году.
Федеральным проектом предусмотрен пакет мер, направленный на поддержку компаний-разработчиков ИИ-решений и поддержку апробации таких решений на российских предприятиях, повышение кадрового обеспечения, развитие системы науки и образования, формирование инфраструктуры для благоприятного развития отечественного искусственного интеллекта.
Ряд результатов федерального проекта связан с ведомственными программами цифровой трансформации, которые охватывают более 50 ведомств и предусматривают мероприятия по внедрению технологий искусственного интеллекта в систему государственного управления.
Проведена вторая всероссийская олимпиада среди школьников в сфере ИИ. В отборочном этапе приняли участие 13,6 тыс. человек из 83 субъектов РФ. По итогам основного этапа олимпиады (407 участников из 65 субъектов РФ) к участию в заключительном этапе были допущены 50 человек из 28 субъектов.
Грантовую поддержку получили 393 ИИ-проекта, 36 разработчиков открытых библиотек и 210 проектов для участия в акселерационной программе.
Созданы 6 исследовательских центров, которые в 2022 году получили господдержку на сумму более 1,5 млрд руб.
Федеральный проект связан с реализацией шести государственных программ Российской Федерации:
– «Информационное общество»;
– «Научно-технологическое развитие Российской Федерации»;
– «Развитие образования»;
– «Развитие промышленности и повышение её конкурентоспособности»;
– «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности»;
– «Экономическое развитие и инновационная экономика».
При моделировании интеллекта высшей нервной системы человека к проблеме искусственного интеллекта можно подойти с решения вопроса: когда человек становится умным? В момент рождения, или раньше? Скорее всего – значительно позже. Это объясняется тем, что человек имеет очень сложное устройство.
У человека есть органы чувств. Считается, что их всего 5, через них ему становятся доступными разные виды информации: символы, образы, события, объекты, процессы…
Органы чувств ― это системы сбора информации из внешней и внутренней среды организма. К ним относятся:
– глаза (зрение),
– уши (слух),
– язык (вкус),
– нос (обоняние),
– кожа (осязание, ощущение боли, температуры),
Дистанционные органы чувств воспринимают раздражения на расстоянии (например, органы зрения, слуха, обоняния); другие органы (вкусовые и осязания) ― лишь при непосредственном контакте.
Фактически получается, что у человека девять чувств, а не пять. Пять – это те, что всем нам известны. Они были впервые перечислены еще Аристотелем. А на самом деле у человека есть еще четыре чувства:
Термоцепция – чувство тепла (или его отсутствия) на нашей коже.
Эквибриоцепция – чувство равновесия, которое определяется содержащими жидкость полостями в нашем внутреннем ухе.
Ноцицепция – восприятие боли кожей, суставами и органами тела. Странно, но сюда не относится мозг, в котором вообще нет чувствительных к боли рецепторов. Головные боли – независимо от того, что нам кажется, – исходят не изнутри мозга.
Проприоцепция – или «осознание тела». Это понимание того, где находятся части нашего тела, даже если мы не чувствуем и не видим их. (Попробуйте закрыть глаза и покачать ногой в воздухе. Вы все равно будете знать, где находится ваша ступня по отношению к остальным частям тела).
Нужно отметить, что здесь отсутствует упоминание о чувствовании энергетических потоков. Может быть это как-то соответствует наличию проприоцепции, но может быть чувствительность энергопотоков следует считать ещё одним, десятым чувством.
Есть память, позволяющая сохранить информацию. Но не только хранить – и стирать её (забывать), обрабатывать: (находить, сопоставлять, понимать, осознавать, классифицировать, заучивать).
Кроме органов чувств и основной памяти есть другие виды памяти: для хранения символов, световых образов, звуков, …, картин, связей, последовательностей объектов, причин, следствий, и других информационных конструкций.
Чтобы пользоваться всем этим имуществом надо: помнить, понимать, объяснять, прогнозировать, сознавать, сопоставлять, думать (мыслить). То-есть надо запоминать, заучивать, искать, забывать, вспоминать. Всему этому человека надо учить, накапливать, тренировать и развивать эти знания и умения.
Накопление знаний происходит последовательно, иногда посимвольно, иногда – более сложными объектами, но всегда – по мере образования сохраняемых конструкций (понятий, образов, процессов, и др.). Накопленные сведения должны быть сохранены в различных структурах (банках, базах, облаках) и других объектах в виде процессов, событий, ситуаций, действий, с помощью методов, классов и других конструкций.
Объектов, которым надо обучать, много. Определить тот возраст, когда можно остановить обучение человека, сказать, что изученного ему хватит, для жизни достаточно, практически невозможно. Поэтому и существует поговорка: «Век живи – век учись».
Русский царь Пётр I считал, что при поступлении на государственную службу человек должен был уметь читать, писать, считать и знать иностранный язык. А в современных условиях этого уже недостаточно.
Жизнь связана с сознанием, а в основе сознания – лежит интеллект.
Человек рождается с нулевым интеллектом. Вначале он ничего не умеет, не знает и не понимает. Его приходится всему учить.
Над последовательностью обучения человека много думали разные учёные люди. Русский царь Пётр Первый даже придумал «Табель о рангах», который позволял оценивать успешность интеллектуального развития человека. Так, 24 января 1722 года Петр I утвердил Закон о порядке государственной службы в Российской империи (чины по старшинству и последовательность чинопроизводства). Это была таблица и поясняющий текст. Назывались они «Табель о рангах».
Все чины подразделялись на три типа: военные, статские (гражданские) и придворные и делились на четырнадцать классов. При создании эта таблица включала в себя и чины, и должности (262 должности), в конце XVIII века там остались только чины.
Таким образом в России царь Пётр I начал работу по определению интеллектуальности государственных служащих.
Собственно чины непосредственно почти не давали материальных выгод их обладателям, за исключением того, что в XIX в. по чинам назначались прогонные, суточные и квартирные деньги и лишь в весьма редких случаях – жалование. Однако, согласно чинам, делались подарки по службе, причем обладатели чинов первых пяти классов получали такие подарки с изображением вензеля императора.
От чинов следует отличать звания (флигель-адъютант, генерал-адъютант, статс-секретарь и др.), так как они являлись только почетными наименованиями, обычно связанными с предоставлением лицу, их имеющему, определенных прав и преимуществ (в частности, прав на соответствующий мундир, участие в придворных церемониях). Как правило, звания согласовывались с рангами чинов и должностей, но непосредственно с ними не были связаны.
Первым законодательным актом, вводящим ученые степени (1803 г.), устанавливалось соответствие между учеными степенями и Табелью о рангах. В университетском уставе 1884 года, например, было зафиксировано такое соотношение чинов и должностей для обладателей ученых степеней:
«ректор высшего учебного заведения – IV класс (действительный статский советник),
декан и ординарный профессор – V класс (статский советник),
экстраординарный профессор – VI класс (коллежский советник);
преподаватели низшего ранга – VII—VIII классы (надворный советник, коллежский асессор)».
Вообще к этой табели привязывались не только научные работники, а все специалисты, например аптекари пользовались чином 9-го класса, провизоры – 10-го, а гезели – 14-го.
(Гезель – это должность_в_Российской_империи). Имеющие это звание Гезели могли поступать без экзаменов во врачебно-учебные заведения. Гезели, обучавшиеся за казенный счет, могли оставить свою должность и сменить профессию только уехав из России.)
Просуществовала эта Табель, которая определяла квалификацию всех государственных служащих (и военнослужащих в том числе) почти двести лет и была отменена 16 декабря 1917 года Советом Народных Комиссаров (СНК) России.
В современном обществе при нулевом интеллекте обучение ребёнка ведётся сначала в семье, родителями, затем в детских учереждениях: яслях; детском саду. После детского сада над интеллектом ребёнка работает школа. В результате окончания школы прошедшему обучение человеку выдаётся аттестат зрелости, который позволяет продолжить обучение в других учебных заведениях, в которых так же выдаются соответствующие документы при окончании. Например, до 1917 года окончившим Харьковский Технологический институт выдавался диплом, содержащий ссылку на действовавший табель о рангах, следующего содержания:
«Харьковский Технологический институт Императора Александра III сим объявляет, что Борис Иванович Альбицкий, сын коллежского советника родившийся 30 сентября 1891 года, православного вероисповедания, по окончанию в 1916 году полного курса наук по механическому отделению, подвергался испытанию в Экзаменационной Комиссии и оною 7 февраля 1916 года удостоен звания инженера-технолога, с правом при поступлении на государственную службу и штатной должности техника, быть утверждённым в чине XII класса и вообще со всеми другими правами и преимуществами, законами Российской Империи с званием инженера-технолога соединяемыми в удостоверении чего и дан сей диплом за надлежащею подписью с приложением институтской печати.
Харьков, сентября 28 дня 1916 года».
(примечание: диплом выдан Министерством Народного Просвящения России. XII класс табели о рангах – это статский (гражданский) чин «губернский секретарь», который соответствовал уровню интеллекта пехотного лейтенанта, окончившего военное училище.
Над тайной познания мира люди начали задумываться еще в глубокой древности.
Психическая жизнь организма человека начинается с того, что работают органы чувств (зрение, слух, осязание, обоняние, вкус, и др.). На них поступает различная информация.
Прежде всего человеку для познания мира необходимо использовать доступные ему устройства ввода информации.
Происходит фиксация происходящего, вырабатываются соответствующие чувства, происходит их сохранение в различных запоминающих устройствах.
Используются память, запоминающие устройства, запоминающие конструкции (файлы, библиотеки, банки, облачные структуры), методы и алгоритмы сохранения, виды информации (символы, текст, графика, видео, звук, образы, события, ситуации, объекты, процессы), алгоритмы преобразования информации (познание, прочтение, сохранение, стирание, рефлексия, осмысление, объяснение, понимание, осознание, преобразование, мышление). В процессе создания своего интеллекта приходится заучивать, и не только заучивать, а сохранять в памяти и самое главное – «понимать» огромное количество терминов, относящихся к психологии.