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Ascension vers l'intellect. Expérience de la classification hiérarchique évolutive

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L'article discute une variante de la classification évolutive-hiérarchique des appareils automatiques autonomes, qui, tout d'abord, peut inclure des organismes vivants - des protozoaires aux humains. Cependant, afin d'abstraire des nombreuses fonctions d'un organisme biologique et de se concentrer uniquement sur les principes généraux de son interaction avec l'environnement, et aussi de ne pas limiter la classification aux seuls systèmes vivants, l'article utilise le terme «appareil» au lieu d '«organisme».

Le raisonnement est basé sur un schéma significativement simplifié du comportement d'un organisme vivant: il est présenté comme un dispositif dont l'interaction avec l'environnement est spécifiée par un ensemble d'algorithmes intégrés. Un algorithme fait référence à un schéma de comportement existant (enregistré, fixe) d'un appareil qui peut être mis en œuvre sans ambiguïté et de manière répétée sous la forme d'actions spécifiques. Les raisons du «démarrage» (application) de l'un ou l'autre algorithme - qu'il s'agisse d'influences externes ou de définition d'objectifs internes - ne sont pas prises en compte. Mais même avec cette approche simplifiée, il a été possible de construire une classification suffisamment productive sur le plan heuristique.

Un dispositif élémentaire qui interagit sans ambiguïté et de manière non variable avec l'environnement - un dispositif élémentaire - est pris comme point de départ pour gravir l'échelle hiérarchique.

Dispositif élémentaire


L'algorithme de fonctionnement (comportement) des dispositifs élémentaires est défini, fixé lors de leur conception (naissance) et ne change pas pendant le fonctionnement. L'adaptation des dispositifs élémentaires à l'environnement ne s'effectue que par une modification ponctuelle de l'ensemble complet des algorithmes lors de leur création (naissance) et la sélection des dispositifs les plus «adéquats» avec fixation (héritage) des solutions réussies. Par conséquent, pour s'adapter aux changements de l'environnement des dispositifs élémentaires, leur reproduction constante avec une variation d'un ensemble d'algorithmes est nécessaire.

Il est raisonnable de supposer qu'une fois efficaces (c'est-à-dire précédemment sélectionnés), mais éventuellement remplacés par de nouveaux, les algorithmes ne sont pas "effacés", mais enregistrés. Une telle accumulation d'algorithmes «prêts à l'emploi», à l'avenir, permet à la population de s'adapter plus rapidement et plus efficacement aux conditions changeantes - non pas «en attente» de modifications aléatoires réussies, mais en utilisant des algorithmes manifestement existants et leurs combinaisons.

Une conséquence importante de l'accumulation d'algorithmes et la première étape pour surmonter le fonctionnement sans ambiguïté des dispositifs élémentaires est leur application cohérente de plusieurs algorithmes différents dans les mêmes conditions. Même l'alternance aléatoire de deux algorithmes ou plus par un appareil pour résoudre un problème augmente considérablement la probabilité d'obtenir un résultat positif. Cependant, il est clair que les dispositifs élémentaires n'ont pas de mécanisme pour isoler l'algorithme le plus efficace pendant le fonctionnement (durée de vie) - la fixation de combinaisons réussies d'algorithmes n'est réalisée qu'en sélectionnant leur complexe complet.

Appareils adaptables


Si, pour les appareils élémentaires, l'efficacité de l'application des algorithmes n'est évaluée que du fait de la survie de certains et de l'extinction des autres et que l'adaptation n'est obtenue que sur plusieurs générations, alors pour les appareils plus complexes qui ont accumulé un ensemble excessif d'algorithmes, il existe une réelle opportunité (et un besoin) d'évaluer les résultats des algorithmes pendant le fonctionnement . Le mécanisme de cette évaluation a été implémenté comme un ensemble d'algorithmes supplémentaires, qui peuvent être appelés émotionnels. Contrairement aux algorithmes d'action, les algorithmes d'émotion ne sont pas directement liés à la fourniture de fonctions spécifiques de l'appareil. Leur tâche principale est d'initier quelques changements dans le dispositif qui nous permettraient d'évaluer le succès des algorithmes d'action directement pendant leur exécution (ou immédiatement après),c'est-à-dire provoquer des «émotions» négatives ou positives.

L'accumulation d'un nombre excessif d'algorithmes d'action, ainsi que l'apparition d'algorithmes émotionnels évaluant leur efficacité, ont créé la base de la formation d'un nouveau type d'appareil, que l'on peut appeler adaptatif. La principale différence entre un appareil adaptatif et un élémentaire est sa capacité à consolider l'utilisation des algorithmes les plus efficaces lorsque l'environnement change. Par conséquent, l'adaptation des appareils n'est pas réalisée à travers les générations, mais directement dans le processus de leur fonctionnement (vie).

L'adaptation des dispositifs adaptatifs se produit également de manière aléatoire, par essais et erreurs, mais le choix se fait non pas à partir des options pour des ensembles complets d'algorithmes, mais entre plusieurs algorithmes.

Si la transition d'un appareil élémentaire à un appareil adaptatif a été provoquée par la différenciation interne de l'appareil associée à l'accumulation d'un nombre excessif d'algorithmes, alors le saut hiérarchique suivant est causé par la non-identité externe du dispositif adaptatif à lui-même. Changer le dispositif adaptatif au cours de son fonctionnement (vie) oblige, lors de l'évaluation des résultats de l'application des algorithmes, à s'inscrire comme l'un des éléments de l'environnement, ce qui donne une impulsion à la formation du prochain type de dispositif - un dispositif réfléchissant.

Dispositif réfléchissant


La différence fondamentale entre un appareil réfléchissant et un appareil adaptatif est sa capacité à sélectionner a priori (avant d'effectuer des actions) l'un des algorithmes de comportement disponibles. Cela a été rendu possible grâce à la répétition régulière par des dispositifs adaptatifs du processus de choix de la meilleure option d'action possible. En conséquence, le mécanisme de ce choix a été fixé sous la forme d'un algorithme supplémentaire - l'algorithme de réflexion, comme s'il était construit sur les algorithmes de comportement. Contrairement aux algorithmes d'émotions qui évaluent le résultat des actions, le mécanisme de réflexion est activé avant l'exécution des algorithmes d'actions externes.

Une évaluation réfléchie de l'algorithme de comportement le plus approprié avant l'action elle-même vous permet de répondre aux changements environnementaux beaucoup plus rapidement, dans la situation actuelle, plutôt que par essais et erreurs. Mais la présence de l'algorithme de réflexion n'élimine pas le moment probabiliste du fonctionnement de l'appareil - c'est juste que la recherche d'algorithmes de la sphère externe est passée à celle "interne".

Comme déjà noté, la formation de la réflexion est une conséquence directe de la différenciation du dispositif adaptatif dans le temps, de sa non-identité à lui-même à différents moments de fonctionnement. On peut dire que l'algorithme de réflexion restaure l'intégrité temporelle du dispositif - avec un changement fréquent des algorithmes de comportement, c'est la réflexion qui fixe son identité.

Lors de l'examen du problème de l'adaptation, il est d'usage d'introduire le concept de «modèle environnemental». Dans le cas général, le modèle est considéré comme un substitut (substitut interne) du monde environnant, ce qui permet au dispositif de répondre adéquatement aux influences externes. Cependant, avec cette approche, on peut affirmer que le modèle de l'environnement des dispositifs de niveaux pré-réflexifs est absolument identique à l'ensemble de leurs algorithmes. C'est-à-dire que le monde extérieur des dispositifs élémentaires et adaptatifs ne se compose que de ce à quoi ils peuvent répondre et de ce qu'ils peuvent influencer, c'est-à-dire des éléments des algorithmes de leur fonctionnement (par exemple, le modèle du monde du réservoir de vidange se compose uniquement du niveau de l'eau et de l'événement de pression sur la poignée prune). Ce n'est qu'après la formation de l'algorithme de réflexion - le dispositif se distingue de lui-même,se séparer en tant qu'élément de l'environnement - le modèle de l'environnement est séparé du complexe des algorithmes d'action. Mais, en fait, ce nouveau modèle, qui inclut le dispositif lui-même comme élément de l'environnement, n'est rien d'autre qu'un ensemble d'algorithmes qui composent le mécanisme de réflexion.

C'est cela, qui n'est plus externe, mais interne et non espacé dans le temps, mais une distinction unique entre l'appareil lui-même et lui-même, la distinction en soi de deux types d'algorithmes - deux modèles de l'environnement - crée de nouvelles possibilités pour adapter les appareils aux changements de l'environnement externe.

D'une part, (1) la présence du mécanisme de réflexion nous permet non seulement d'estimer a priori l'efficacité des algorithmes à partir de l'ensemble existant, mais crée également une réelle opportunité de générer des algorithmes de comportement fondamentalement nouveaux qui n'ont pas été définis lors de sa création (naissance). De nouveaux algorithmes sont construits comme des combinaisons de ceux existants et sont corrigés lorsqu'ils sont reconnus comme utiles.

D'autre part, (2) la séparation du modèle du monde extérieur, formé par la réflexion, du modèle actif-réactif (le modèle des actions et des réactions) conduit à la possibilité et à la nécessité de s'évaluer soi-même par le dispositif réfléchissant non seulement comme (a) un élément de l'environnement extérieur, mais aussi comme (b) un élément de son modèle. Une telle séparation interne de l'appareil en (a) réel et (b) idéal conduit également à se distinguer de ses "parents" (appareils du même type), ce qui, bien sûr, ouvre un autre canal pour reconstituer l'ensemble des algorithmes directement en cours de fonctionnement (vie) dispositifs - imitation, adoption d'algorithmes.

Ainsi, l'amélioration du dispositif réfléchissant avec une régularité conduit à la formation de nouveaux mécanismes de génération et de transmission d'algorithmes, qui, avec grand besoin, nécessitent l'émergence d'un nouveau mécanisme pour leur conservation, et donc l'émergence d'un niveau fondamentalement nouveau d'organisation des dispositifs et de leurs complexes.

Appareils intelligents


Pour corriger un flux croissant de nouveaux algorithmes générés pendant le fonctionnement des dispositifs réfléchissants, l'ancienne méthode héréditaire de fixation des algorithmes (à la fois les algorithmes d'action et les algorithmes de réflexion, c'est-à-dire l'estimation a priori des algorithmes d'action) est devenue fondamentalement inapplicable. La prochaine étape logique dans le développement de méthodes de fonctionnement avec des algorithmes a été la formation de mécanismes (1) pour sauvegarder les algorithmes en dehors des dispositifs d'exécution et (2) pour «l'intégration» externe de ces algorithmes dans de nouveaux dispositifs. Les appareils possédant de telles capacités seront appelés raisonnables, et la forme d'accumulation (conservation) et de distribution (transmission) des algorithmes sera appelée culture, dont l'élément principal est initialement le langage.

Nous pouvons distinguer plusieurs différences fondamentales entre les appareils intelligents et les appareils réfléchissants:

(1) L'ensemble d'algorithmes sur lequel un appareil raisonnable peut fonctionner n'est pas spécifié lors de sa création (naissance). Pour former un appareil intelligent à part entière, le processus de «chargement» des algorithmes, appelé formation, est nécessaire.

(2) Un appareil intelligent peut non seulement choisir a priori l'algorithme le plus efficace parmi ceux disponibles, mais également reconstituer l'ensemble des algorithmes à partir de l'ensemble présenté dans la culture externe.

(3) Un appareil intelligent est capable de capturer les algorithmes qu'il crée en dehors de lui-même - dans les éléments de la culture.

Compte tenu de ces caractéristiques, il convient tout d'abord de conclure qu'un appareil raisonnable est un appareil fondamentalement social (collectif). Pour sa formation et son fonctionnement, un certain environnement d'appareils intelligents porteurs de culture est nécessaire - la société. Par conséquent, contrairement aux caractéristiques des appareils de niveaux inférieurs (tels que l'adaptabilité, la réflexion), la rationalité est un concept purement social et systémique. Si auparavant le type d'appareil était réglé «dès la naissance» et que la multiplicité des appareils était nécessaire principalement pour assurer la variabilité des algorithmes et la sélection des plus efficaces d'entre eux, alors pour un appareil raisonnable, l'inclusion dans la société est une condition nécessaire qui le définit comme tel. La rationalité de l'appareil n'est pas sa caractéristique initiale immanente; il ne devient rationnel que dans la société.

En fait, le comportement rationnel lui-même ne diffère pas du comportement adaptatif des appareils de niveaux inférieurs, car à un moment particulier de l'action, la méthode (arrière-plan) de la formation de l'algorithme n'a pas d'importance - génétique, réfléchie ou sociale. Une différence significative entre un appareil intelligent est que pendant son fonctionnement, il peut changer et compléter un ensemble d'algorithmes, ainsi que capturer de nouveaux algorithmes en dehors de lui-même.

La vitesse d'adaptation à l'environnement des appareils intelligents est beaucoup plus élevée que celle des appareils des niveaux précédents. Cette vitesse est assurée principalement en raison de la formation de connexions horizontales (intemporelles) entre les appareils. Autrement dit, si le changement des principes d'interaction avec l'environnement des appareils sensibles nécessite de nombreuses générations, car ils ne peuvent utiliser que la méthode héréditaire (verticale, temporelle) de transfert et d'enregistrement d'algorithmes, puis à un niveau raisonnable, de nouveaux algorithmes efficaces deviennent disponibles presque instantanément pour chaque appareil, selon au moins pendant la vie d'une génération.

La non-programmation initiale d'un appareil intelligent, d'une part, et la croissance en avalanche de nouveaux algorithmes enregistrés dans la culture, d'autre part, ont naturellement conduit à la spécialisation des appareils. C'est-à-dire que pendant la période de formation, les appareils intelligents peuvent recevoir différents ensembles d'algorithmes et, par conséquent, diffèrent considérablement les uns des autres en termes de fonctionnement. La différenciation des dispositifs selon un ensemble d'algorithmes de fonctionnement est également observée aux niveaux hiérarchiques précédents (sexuel et autres types de séparation intraspécifique chez les animaux), mais elle était strictement fixée au moment de la création et ne pouvait plus changer pendant le fonctionnement. Le besoin de différenciation externe des appareils intelligents est une conséquence de (1) les capacités limitées des appareils individuels à percevoir l'ensemble complexe d'algorithmes accumulés dans la culture,et (2) les besoins du fonctionnement de la société dans son ensemble.

S'il s'agit de niveaux raisonnables, il est possible de se passer de l'application du concept de «programme». Un ensemble complet d'algorithmes pour un seul appareil constituait le seul programme inchangé de son fonctionnement. La formation de la différenciation intra-sociale des appareils, leur spécialisation nécessite la distinction de complexes individuels d'algorithmes, qui peuvent être fixés comme une variété de programmes. En plus du fait que divers appareils intelligents, comme déjà indiqué, peuvent avoir différents programmes, ils peuvent également fonctionner activement avec plusieurs programmes pratiquement indépendants (professionnels, etc.) et reconstituer leur composition en cours de fonctionnement.La possibilité de «télécharger» de nombreux programmes et de passer consciemment d'un programme à un autre, en fonction des conditions modifiées, est également une différence significative entre les appareils intelligents et les appareils réfléchissants.

Il convient de noter que l'introduction du concept de «programme» n'est recommandée que pour vérifier l'indépendance des programmes par rapport aux appareils eux-mêmes, leur appartenance à la culture et non à l'individu. Bien que tous les programmes en tant qu'ensembles d'algorithmes spécifiques ne soient fonctionnellement mis en œuvre que par des dispositifs individuels spécifiques, mais (1) par leur origine, (2) par différence avec d'autres complexes d'algorithmes, (3) par la manière de fixer (stocker), ils sont de nature culturelle purement sociale et générale. Par conséquent, il serait plus correct de les appeler des programmes sociaux.

De tous les programmes sociaux, le plus important, nécessitant un «téléchargement» prioritaire sur les appareils pendant leur formation, est le programme social universel - la langue. Contrairement aux programmes appliqués, c'est-à-dire les programmes qui mettent en œuvre le fonctionnement direct d'appareils intelligents, le langage détermine et définit le fonctionnement de la société dans son ensemble. Il assure directement à la fois la préservation de nouveaux algorithmes et leur «chargement» dans les appareils. En pratique, le langage dans la société des appareils intelligents remplit la fonction de réflexion (un algorithme de gestion des algorithmes), il fixe l'identité de la société.

Tout comme la présence d'un suralgorithme et une différenciation interne des appareils conscients ont conduit à une transition vers un nouveau niveau d'organisation, le développement d'une société raisonnable vers la différenciation de la culture en de nombreux programmes sociaux et la formation d'un superprogramme (langage) unique avec régularité conduit à la possibilité et à la nécessité d'un nouveau saut évolutif - l'avènement des appareils intelligents.

Appareils intelligents


L'essence et le résultat d'un stade de développement raisonnable étaient: (1) la séparation des algorithmes des appareils eux-mêmes, (2) l'intégration des algorithmes dans des complexes - programmes, (3) la différenciation des programmes avec la formation simultanée d'un seul superprogramme - langage. Tout cela, en substance, est une déclaration du fait de l'émergence d'une nouvelle réalité, d'un nouvel environnement, d'un deuxième espace d'existence de dispositifs intelligents uniques - la culture. Une conséquence logique de la formation d'une nouvelle réalité a été l'émergence de programmes spécialisés qui ne sont plus axés sur l'adaptation des appareils à l'environnement, mais sur les éléments de fonctionnement de l'espace culturel. De tels programmes et dispositifs intelligents pouvant fonctionner sur ces programmes peuvent être appelés intelligents.

Le principal résultat du fonctionnement d'un appareil intelligent n'est pas son adaptation à l'environnement (comme pour les appareils des niveaux précédents), mais de nouveaux programmes sociaux. Si nous pouvons parler du rôle adaptatif des programmes intellectuels, ne le référer qu'à l'ensemble de la société, et non à un dispositif intellectuel spécifique.

Bien qu'un appareil intelligent puisse capturer et enregistrer de nouveaux algorithmes générés par lui, les rendant disponibles pour d'autres appareils, cette capacité à produire de nouveaux algorithmes n'est pas sa caractéristique nécessaire. La production de nouveaux programmes sociaux est la seule fonction déterminante des appareils intelligents.

Il est à noter que les appareils intelligents ne sont opérationnels que, c'est-à-dire au moment du «travail» d'un programme intelligent. Dans d'autres périodes de son fonctionnement, l'intelligence des appareils ne se manifeste pas explicitement - ils interagissent avec l'environnement sur la base de l'ensemble existant de programmes d'adaptation raisonnables et autres. Par conséquent, l'intelligence est davantage une caractéristique d'un programme social spécialisé, et non du dispositif qui le met en œuvre. Par conséquent, il serait plus correct de parler en général non pas d'appareils intelligents, mais de l'activité intellectuelle des appareils intelligents.

De plus, le fonctionnement d'un programme intellectuel n'étant pas directement lié à l'adaptation (adaptation efficace à l'environnement) d'un seul appareil, le programme intellectuel a un statut social (à l'échelle du système) non seulement par son origine (comme les autres programmes sociaux), mais aussi par sa nature même. Les programmes intellectuels ne sont ni individuels (1) dans le contenu (ne visent pas à adapter un appareil particulier), ni (2) dans le volume - les appareils individuels en cours d'activité intellectuelle sont capables de «charger» et de travailler seulement une certaine partie de n'importe lequel des programmes intellectuels. Autrement dit, nous pouvons dire que les programmes intelligents sont détachés de dispositifs spécifiques non seulement dans leur origine, dans les méthodes de fixation et de transmission (en tant que programmes raisonnables), mais aussi dans leur essence,prenant progressivement forme dans de nouveaux objets de réalité autosuffisants, se développant selon leur propre loi (tels sont par exemple les systèmes religieux et scientifiques). Les dispositifs intelligents individuels, devenant intelligents pendant un certain temps, ne réalisent et n'alimentent que ce développement, étant des éléments auxiliaires nécessaires, mais déjà secondaires. (La classification des programmes intelligents mérite une discussion séparée.)

Conclusions


En conclusion, de brèves caractéristiques de dispositifs de niveaux évolutifs et hiérarchiques sélectionnés sont présentées.

  1. Le dispositif élémentaire fonctionne selon l'algorithme défini lors de la création (naissance) (un ensemble d'algorithmes).
  2. Le dispositif adaptatif est capable de sélectionner les algorithmes les plus efficaces parmi un excès d'un ensemble prédéterminé par la méthode d'estimation statistique des résultats de leur action réelle.
  3. Le dispositif réfléchissant effectue une évaluation a priori (sans application réelle) du succès de l'application des algorithmes disponibles.
  4. Un appareil intelligent fonctionne selon des programmes externes (chargés dans le processus d'apprentissage) - complexes d'algorithmes, il est capable de stocker de nouveaux algorithmes en dehors de lui sous forme d'éléments culturels, fait un choix et change de divers programmes.
  5. L'appareil intelligent génère de nouveaux programmes.


La classification évolutive et hiérarchique proposée des dispositifs (organismes) donne des critères sans ambiguïté pour leur reconnaissance. Bien sûr, il n'y a pas de frontière claire entre les niveaux sélectionnés. Par exemple, un appareil intelligent sans «chargement» dans les programmes sociaux n'est que réfléchissant, et un appareil intelligent en dehors de l'activité intellectuelle (c'est-à-dire en dehors du processus de création de nouveaux programmes) est un appareil intelligent ordinaire et dans sa «rationalité» et même son «adaptabilité» peuvent être bien inférieurs aux autres dispositifs (non intelligents) (par exemple, le célèbre professeur distrait).

Cette classification hiérarchique des dispositifs conditionnels peut être perçue comme hypothétique, ne reflétant qu'indirectement le processus réel d'évolution de l'activité nerveuse des organismes vivants. Mais, probablement, c'est précisément cette abstraction des systèmes réels qui permet plus librement, sans fouiller en particulier, de réaliser et de comprendre la régularité de la formation évolutive de l'activité nerveuse supérieure.

Saint-Pétersbourg, 2004, mai

Source: https://habr.com/ru/post/fr393925/

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