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Ascensão ao intelecto. Experiência de classificação hierárquica evolutiva

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O artigo discute uma variante da classificação hierárquica evolucionária de dispositivos automáticos autônomos, os quais, em primeiro lugar, podem incluir organismos vivos - de protozoários a humanos. No entanto, para abstrair das muitas funções de um organismo biológico e se concentrar apenas nos princípios gerais de sua interação com o meio ambiente, e também para não limitar a classificação apenas aos sistemas vivos, o artigo usa o termo "dispositivo" em vez de "organismo".

O raciocínio é baseado em um esquema significativamente simplificado do comportamento de um organismo vivo: é apresentado como um dispositivo cuja interação com o ambiente é especificada por um conjunto de algoritmos incorporados nele. Um algoritmo refere-se a um esquema de comportamento existente (salvo, fixo) de um dispositivo que pode ser implementado de forma inequívoca e repetida por ele na forma de ações específicas. As razões para a "inicialização" (aplicação) de um ou outro algoritmo - influências externas ou estabelecimento interno de objetivos - não são consideradas. Mas, mesmo com essa abordagem simplificada, foi possível criar uma classificação produtivamente heurística.

Um dispositivo elementar que não interage inequivocamente com o meio ambiente - um dispositivo elementar - é considerado o ponto de partida para subir a escada hierárquica.

Dispositivo elementar


O algoritmo de funcionamento (comportamento) de dispositivos elementares é estabelecido, corrigido durante o design (nascimento) e não muda durante a operação. A adaptação de dispositivos elementares ao ambiente é realizada apenas por uma modificação única do conjunto completo de algoritmos durante sua criação (nascimento) e seleção dos dispositivos mais "adequados" com fixação (herança) de soluções bem-sucedidas. Portanto, para se adaptar às mudanças no ambiente de dispositivos elementares, é necessária sua reprodução constante com uma variação de um conjunto de algoritmos.

É razoável supor que, uma vez eficazes (ou seja, previamente selecionados), mas eventualmente substituídos por novos, os algoritmos não sejam "apagados", mas salvos. Tal acúmulo de algoritmos "prontos", no futuro, permite que a população se adapte às mudanças nas condições de maneira mais rápida e eficaz - não "esperando" por modificações aleatórias bem-sucedidas, mas usando obviamente os algoritmos existentes e suas combinações.

Uma conseqüência importante do acúmulo de algoritmos e o primeiro passo para superar o funcionamento inequívoco de dispositivos elementares é a aplicação consistente de vários algoritmos diferentes nas mesmas condições. Mesmo a alternância aleatória de dois ou mais algoritmos por um dispositivo para resolver um problema aumenta significativamente a probabilidade de alcançar um resultado positivo. No entanto, é claro que dispositivos elementares não possuem um mecanismo para isolar o algoritmo mais eficiente durante a operação (vida útil) - a fixação de combinações bem-sucedidas de algoritmos é realizada apenas selecionando-se todo o seu complexo.

Dispositivos Adaptáveis


Se para dispositivos elementares a eficiência da aplicação de algoritmos é avaliada apenas como resultado da sobrevivência de alguns e a extinção de outros e a adaptação é alcançada somente por muitas gerações, então para dispositivos mais complexos que acumularam um conjunto excessivo de algoritmos, existe uma oportunidade real (e necessidade) de avaliar os resultados dos algoritmos durante a operação . O mecanismo dessa avaliação foi implementado como um conjunto de algoritmos adicionais, que podem ser chamados de emocionais. Os algoritmos de emoção, diferentemente dos algoritmos de ação, não estão diretamente relacionados ao fornecimento de funções específicas do dispositivo. A principal tarefa deles é iniciar algumas alterações no dispositivo que nos permitam avaliar o sucesso dos algoritmos de ação diretamente durante sua execução (ou imediatamente após),isto é, causar "emoções" negativas ou positivas.

O acúmulo de um número excessivo de algoritmos de ação, bem como o aparecimento de algoritmos de emoção que avaliam sua eficácia, criaram a base para a formação de um novo tipo de dispositivo, que pode ser chamado de adaptativo. A principal diferença entre um dispositivo adaptável e um elementar é sua capacidade de consolidar o uso dos algoritmos mais eficientes quando o ambiente muda. Portanto, a adaptação dos dispositivos não se realiza por gerações, mas diretamente no processo de seu funcionamento (vida).

A adaptação do dispositivo adaptativo também ocorre aleatoriamente, por tentativa e erro, mas a escolha é feita não entre as opções para conjuntos completos de algoritmos, mas entre vários algoritmos.

Se a transição de um dispositivo elementar para um adaptativo foi causada pela diferenciação interna do dispositivo associada ao acúmulo de um número excessivo de algoritmos, o próximo salto hierárquico é causado pela não identidade externa do dispositivo adaptativo para si mesmo. A alteração do dispositivo adaptativo durante o seu funcionamento (vida) torna necessário, ao avaliar os resultados da aplicação dos algoritmos, incluir-se como um dos elementos do ambiente, o que impulsiona a formação do próximo tipo de dispositivo - um dispositivo reflexivo.

Dispositivo reflexivo


A diferença fundamental entre um dispositivo reflexivo e um adaptativo é sua capacidade de selecionar a priori (antes de executar ações) um dos algoritmos de comportamento disponíveis. Isso foi possível graças à repetição regular por dispositivos adaptativos do processo de escolha da melhor opção de ação possível. Como resultado, o mecanismo dessa escolha foi corrigido na forma de um algoritmo adicional - o algoritmo de reflexão, como se fosse construído sobre os algoritmos de comportamento. Ao contrário dos algoritmos de emoções que avaliam o resultado das ações, o mecanismo de reflexão é ativado antes da execução dos algoritmos das ações externas.

Uma avaliação reflexiva do algoritmo de comportamento mais adequado antes da própria ação permite que você responda às mudanças ambientais muito mais rapidamente, na situação atual, do que por tentativa e erro. Mas a presença do algoritmo de reflexão não elimina o momento probabilístico no funcionamento do dispositivo - é apenas que a pesquisa de algoritmos da esfera externa passou para a "interna".

Como já foi observado, a formação da reflexão é uma conseqüência direta da diferenciação do dispositivo adaptativo no tempo, sua não identidade consigo mesma em vários momentos de funcionamento. Podemos dizer que o algoritmo de reflexão restaura a integridade temporal do dispositivo - com uma mudança frequente nos algoritmos de comportamento, é a reflexão que fixa sua identidade.

Ao discutir o problema da adaptação, é costume introduzir o conceito de "modelo ambiental". No caso geral, o modelo é considerado como um substituto (substituto interno) do mundo circundante, o que permite que o dispositivo responda adequadamente a influências externas. No entanto, com essa abordagem, pode-se afirmar que o modelo do ambiente de dispositivos de níveis pré-reflexivos é absolutamente idêntico ao conjunto de seus algoritmos. Ou seja, o mundo externo para dispositivos elementares e adaptativos consiste apenas no que eles podem responder e no que eles podem influenciar, ou seja, nos elementos dos algoritmos de seu funcionamento (por exemplo, o modelo do mundo do tanque de drenagem consiste apenas no nível da água e no evento de pressionar a alça ameixa). Somente após a formação do algoritmo de reflexão - o dispositivo se distingue de si mesmo,separando-se como um elemento do ambiente - o modelo do ambiente é separado do complexo de algoritmos de ação. Mas, de fato, esse novo modelo, que inclui o próprio dispositivo como elemento do ambiente, nada mais é do que um conjunto de algoritmos que compõem o mecanismo de reflexão.

É isso, que não é mais externo, mas interno e não espaçado no tempo, mas uma distinção única do dispositivo em si, a distinção em si de dois tipos de algoritmos - dois modelos do ambiente - cria novas possibilidades para adaptar dispositivos a mudanças no ambiente externo.

Por um lado, (1) a presença do mecanismo de reflexão não apenas nos permite fazer uma estimativa a priori da eficácia dos algoritmos do conjunto existente, mas também cria uma oportunidade real de gerar fundamentalmente novos algoritmos de comportamento que não foram incorporados durante a sua criação (nascimento). Novos algoritmos são criados como combinações dos já existentes e são corrigidos quando reconhecidos como úteis.

Por outro lado, (2) a separação do modelo do mundo externo, formado pela reflexão, do modelo ativo-reativo (modelo de ações e reações) leva à possibilidade e necessidade de se avaliar pelo dispositivo reflexivo não apenas como (a) um elemento do ambiente externo, mas também como (b) um elemento do seu modelo. Essa separação interna do dispositivo em (a) real e (b) ideal também leva a se distinguir de seus "parentes" (dispositivos do mesmo tipo), os quais, é claro, abrem outro canal para reabastecer o conjunto de algoritmos diretamente no curso do funcionamento (vida) dispositivos - imitação, adoção de algoritmos.

Assim, a melhoria do dispositivo reflexivo com regularidade leva à formação de novos mecanismos de geração e transmissão de algoritmos, o que, com grande necessidade, requer o surgimento de um novo mecanismo para sua conservação e, portanto, o surgimento de um nível fundamentalmente novo de organização dos dispositivos e seus complexos.

Dispositivos inteligentes


Para fixar um fluxo crescente de novos algoritmos gerados durante a operação de dispositivos refletivos, o antigo método hereditário de fixação de algoritmos (algoritmos de ação e algoritmos de reflexão, ou seja, uma estimativa a priori dos algoritmos de ação) tornou-se fundamentalmente inaplicável. O próximo passo lógico no desenvolvimento de métodos para operar com algoritmos foi a formação de mecanismos (1) para salvar algoritmos fora dos dispositivos de execução e (2) para "incorporação" externa desses algoritmos em novos dispositivos. Os dispositivos que possuem essas habilidades serão chamados razoáveis, e a forma de acumulação (conservação) e distribuição (transmissão) de algoritmos será chamada de cultura, cujo principal elemento é inicialmente a linguagem.

Podemos distinguir várias diferenças fundamentais entre dispositivos inteligentes e refletivos:

(1) O conjunto de algoritmos nos quais um dispositivo razoável pode operar não é especificado durante sua criação (nascimento). Para formar um dispositivo inteligente completo, é necessário o processo de "carregar" os algoritmos, chamados de treinamento.

(2) Um dispositivo inteligente pode não apenas a priori escolher o algoritmo mais eficiente dentre os disponíveis, mas também reabastecer o conjunto de algoritmos do conjunto apresentado na cultura externa.

(3) Um dispositivo inteligente é capaz de capturar os algoritmos que cria fora de si - nos elementos da cultura.

Dadas essas características, em primeiro lugar, deve-se concluir que um dispositivo razoável é um dispositivo fundamentalmente social (coletivo). Para sua formação e funcionamento, é necessário um certo ambiente de dispositivos inteligentes - portadores da cultura - a sociedade. Portanto, diferentemente das características dos dispositivos de níveis mais baixos (como adaptabilidade, reflexão), a racionalidade é um conceito puramente social e sistêmico. Se anteriormente o tipo de dispositivo era definido "desde o nascimento" e a multiplicidade de dispositivos era necessária principalmente para garantir a variabilidade dos algoritmos e a seleção dos mais eficazes deles, então para uma inclusão razoável de dispositivos na sociedade é uma condição necessária que o define como tal. A racionalidade do dispositivo não é sua característica inicial imanente; torna-se racional apenas na sociedade.

De fato, o comportamento racional em si não difere do comportamento adaptativo de dispositivos de níveis mais baixos, pois em um determinado momento da ação não importa o método (antecedente) da formação do algoritmo - genético, reflexivo ou social. Uma diferença significativa entre um dispositivo inteligente é que, durante a operação, ele pode alterar e complementar um conjunto de algoritmos, além de capturar novos algoritmos fora de si.

A velocidade de adaptação ao ambiente de dispositivos inteligentes é muito maior do que a dos dispositivos de níveis anteriores. Essa velocidade é garantida principalmente devido à formação de conexões horizontais (atemporais) entre os dispositivos. Ou seja, se a alteração dos princípios de interação com o ambiente de dispositivos sensíveis requer muitas gerações, uma vez que eles só podem usar o método hereditário (vertical, espaçado no tempo) de transferir e salvar algoritmos, então, a um nível razoável, novos algoritmos eficientes ficam disponíveis para cada dispositivo quase instantaneamente, de acordo com pelo menos durante a vida de uma geração.

A não programação inicial de um dispositivo inteligente, por um lado, e o crescimento semelhante a uma avalanche de novos algoritmos registrados na cultura, por outro lado, naturalmente levaram à especialização de dispositivos. Ou seja, durante o período de treinamento, dispositivos inteligentes podem receber conjuntos diferentes de algoritmos e, portanto, diferem significativamente um do outro no funcionamento. A diferenciação de dispositivos de acordo com um conjunto de algoritmos funcionais também é observada em níveis hierárquicos anteriores (sexual e outros tipos de separação intraespecífica em animais), mas foi estritamente fixada no momento da criação e não podia mais mudar durante o funcionamento. A necessidade de diferenciação externa de dispositivos inteligentes é uma conseqüência (1) das capacidades limitadas de dispositivos individuais para perceber todo o complexo de algoritmos acumulados na cultura,e (2) as necessidades do funcionamento da sociedade como um todo.

Embora se tratasse de níveis razoáveis, era possível prescindir da aplicação do conceito de “programa”. Um conjunto completo de algoritmos para um único dispositivo constituía o único programa inalterado de seu funcionamento. A formação da diferenciação intra-social de dispositivos, sua especialização requer a distinção de complexos individuais de algoritmos, que podem ser corrigidos como uma variedade de programas. Além do fato de que vários dispositivos inteligentes, como já observado, podem ter programas diferentes, eles também podem operar ativamente com vários programas praticamente independentes (profissionais, etc.) e reabastecer sua composição no processo de funcionamento.A capacidade de "baixar" muitos programas e alternar conscientemente de um programa para outro, dependendo das condições alteradas, também é uma diferença significativa entre dispositivos inteligentes e refletivos.

Deve-se notar que a introdução do conceito de “programa” é aconselhável apenas quando se verifica a independência dos programas dos próprios dispositivos, de pertencerem à cultura e não ao indivíduo. Embora todos os programas como conjuntos específicos de algoritmos sejam funcionalmente implementados apenas por dispositivos individuais específicos, mas (1) por sua origem, (2) pela diferença de outros complexos de algoritmos, (3) pela maneira de corrigir (armazenar), eles são de natureza cultural geral e puramente social. Portanto, seria mais correto chamá-los de programas sociais.

De todos os programas sociais, o mais importante, que requer prioridade de "download" para os dispositivos durante o treinamento, é o programa social universal - idioma. Ao contrário dos programas aplicados, ou seja, programas que implementam o funcionamento direto de dispositivos inteligentes, a linguagem determina e define o funcionamento da sociedade como um todo. Ele fornece diretamente a preservação de novos algoritmos e seu "carregamento" nos dispositivos. Na prática, a linguagem na sociedade de dispositivos inteligentes desempenha a função de reflexão (um algoritmo para gerenciar algoritmos), que fixa a identidade da sociedade.

Assim como a presença de um oversalgorithm e uma diferenciação interna de dispositivos conscientes levaram a uma transição para um novo nível de organização, o desenvolvimento de uma sociedade razoável para diferenciar a cultura em muitos programas sociais e formar um único superprograma (linguagem) com regularidade leva à possibilidade e necessidade de um novo salto evolutivo - o advento dos dispositivos inteligentes.

Dispositivos inteligentes


A essência e o resultado de um estágio razoável de desenvolvimento foram: (1) separação de algoritmos dos próprios dispositivos, (2) integração de algoritmos em complexos - programas, (3) diferenciação de programas com a formação simultânea de uma única linguagem de superprograma. Tudo isso, em essência, é uma afirmação do surgimento de uma nova realidade, um novo ambiente, um segundo espaço de existência de dispositivos inteligentes únicos - a cultura. Uma conseqüência lógica da formação de uma nova realidade foi o surgimento de programas especializados que não se concentram mais na adaptação de dispositivos ao meio ambiente, mas em elementos operacionais do espaço cultural. Esses programas e dispositivos inteligentes que podem operar nesses programas podem ser chamados de inteligentes.

O principal resultado do funcionamento de um dispositivo inteligente não é sua adaptação ao ambiente (como nos dispositivos de níveis anteriores), mas novos programas sociais. Se pudermos falar sobre o papel adaptativo dos programas intelectuais, apenas o referiremos a toda a sociedade, e não a um dispositivo intelectual específico.

Embora um dispositivo inteligente possa capturar e salvar novos algoritmos gerados por ele, disponibilizando-os para outros dispositivos, essa capacidade de produzir novos algoritmos não é sua característica necessária. A produção de novos programas sociais é a única e determinante função dos dispositivos inteligentes.

Deve-se notar que os dispositivos inteligentes são apenas operacionais, ou seja, no momento do "trabalho" de um programa inteligente. Em outros períodos de funcionamento, a inteligência dos dispositivos não se manifesta explicitamente - eles interagem com o ambiente com base no conjunto existente de programas de adaptação razoáveis ​​e outros. Consequentemente, a inteligência é mais uma característica de um programa social especializado, e não do dispositivo que a implementa. Portanto, seria mais correto falar geralmente não sobre dispositivos inteligentes, mas sobre a atividade intelectual de dispositivos inteligentes.

Além disso, como o funcionamento de um programa intelectual não está diretamente relacionado à adaptação (adaptação efetiva ao ambiente) de um único dispositivo, o programa intelectual possui um status social (em todo o sistema), não apenas por sua origem (como outros programas sociais), mas também por sua própria natureza. Os programas intelectuais não são individuais (1) em conteúdo (não visam adaptar um dispositivo específico) nem (2) em volume - dispositivos individuais no processo de atividade intelectual são capazes de "carregar" e elaborar apenas uma parte de qualquer programa intelectual. Ou seja, podemos dizer que os programas inteligentes são desconectados de dispositivos específicos não apenas em sua origem, nos métodos de fixação e transmissão (como programas razoáveis), mas também em sua essência,gradualmente tomando forma em novos objetos auto-suficientes da realidade, desenvolvendo-se de acordo com sua própria lei (por exemplo, sistemas religiosos, científicos). Os dispositivos inteligentes individuais, que se tornam inteligentes por um tempo, apenas realizam e alimentam esse desenvolvimento, sendo necessários, mas já secundários, elementos auxiliares. (A classificação de programas inteligentes merece uma discussão separada.)

Conclusões


Em conclusão, são apresentadas breves características de dispositivos de níveis evolutivos e hierárquicos selecionados.

  1. O dispositivo elementar opera de acordo com o algoritmo estabelecido no momento da criação (nascimento) (um conjunto de algoritmos).
  2. O dispositivo adaptativo é capaz de selecionar os algoritmos mais eficazes a partir de um excesso de um conjunto predeterminado pelo método de estimativa estatística dos resultados de sua ação real.
  3. O dispositivo reflexivo realiza uma avaliação a priori (sem aplicação real) do sucesso da aplicação dos algoritmos disponíveis.
  4. Um dispositivo inteligente funciona de acordo com programas externos (carregados no processo de aprendizado) - complexos de algoritmos, é capaz de armazenar novos algoritmos fora de si na forma de elementos culturais, faz uma escolha e alteração de vários programas.
  5. O dispositivo inteligente gera novos programas.


A classificação evolutiva e hierárquica proposta de dispositivos (organismos) fornece critérios completamente inequívocos para o seu reconhecimento. Embora, é claro, não haja limites claros entre os níveis selecionados. Por exemplo, um dispositivo inteligente sem "carregar nele" programas sociais é apenas reflexivo, e um dispositivo inteligente fora da atividade intelectual (isto é, fora do processo de criação de novos programas) é um dispositivo inteligente comum e em sua "racionalidade" e até "adaptabilidade" pode ser muito inferior aos outros dispositivos (não inteligentes) (por exemplo, o notório professor distraído).

Essa classificação hierárquica de dispositivos condicionais pode ser percebida como hipotética, refletindo apenas indiretamente o processo real de evolução da atividade nervosa dos organismos vivos. Mas, provavelmente, é precisamente essa abstração dos sistemas reais que possibilita mais livremente, sem investigar em particular, perceber e entender a regularidade da formação evolutiva da atividade nervosa mais alta.

São Petersburgo, maio de 2004

Source: https://habr.com/ru/post/pt393925/

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