Физиологическое и логическое

Размещено на http://www.allbest.ru/

Российская академия наук

Физиологическое и логическое

доктор наук, профессор,

главный научный сотрудник

Дубровский Давид Израилевич

Аннотация

Развитие кибернетики с самого начала опиралось на успехи нейрофизиологии и математической логики. Вполне естественно, что углубляющееся исследование принципов и конкретных путей моделирования функций нервной системы, в частности такой функции головного мозга, как мышление, потребовало непосредственных контактов логики с нейрофизиологией и постепенно выдвинуло в общем виде проблему соотношения физиологического и логического. Эта проблема, конечно, не может быть замкнута в кибернетической сфере; она тесно связана с потребностями большого комплекса наук и имеет ряд важных философских аспектов.

Развитие кибернетики с самого начала опиралось на успехи нейрофизиологии и математической логики. Вполне естественно, что углубляющееся исследование принципов и конкретных путей моделирования функций нервной системы, в частности такой функции головного мозга, как мышление, потребовало непосредственных контактов логики с нейрофизиологией и постепенно выдвинуло в общем виде проблему соотношения физиологического и логического. Эта проблема, конечно, не может быть замкнута в кибернетической сфере; она тесно связана с потребностями большого комплекса наук и имеет ряд важных философских аспектов. физиологический логический мышление

Необходимо отметить, что вопрос о соотношении физиологического и логического ставился еще И. М. Сеченовым (см. его работы «О предметном мышлении с физиологической точки зрения», «Элементы мысли» и др.), затем в более или менее явной форме затрагивался рядом физиологов, психологов и психиатров, а в последние годы -- некоторыми кибернетиками и философами. Однако до сих пор он не получил должной теоретической разработки, несмотря на то, что приобрел значительную актуальность в связи с назревшими задачами кибернетического (и бионического) моделирования и многими особенностями современного этапа научного познания, среди которых прежде всего следует отметить растущую формализацию и математизацию биологических наук и, в частности, самой физиологии.

Отдавая себе отчет в сложности указанной проблемы, мы ограничимся обсуждением лишь некоторых аспектов соотношения физиологического и логического, ставя своей целью привлечь большее внимание философов и естествоиспытателей к многообещающим исследованиям в этой области.

Теоретическая разработка проблемы физиологического и логического предполагает анализ следующих двух тенденций (или направлений) научной мысли. Первая из них, обязанная своим возникновением кибернетике, заключается в стремлении произвести все более адекватное описание нейрофизиологических процессов (эквивалентных определенным формам поведения сложной биологической системы) на языке логики. Вторая, восходящая к И.М. Сеченову, состоит в попытке описания логических процессов, совершающихся в голове человека, на языке нейрофизиологии. Оба эти направления научной мысли, возникшие из разных источников, не связаны, по существу, между собой. Несмотря на юношеский возраст, первое из них успело принести значительные плоды. Успехи второго слишком скромны, чтобы о них можно было серьёзно говорить. Но отсюда ещё не следует правомерность его отрицания вообще. Попытаемяс рассмотреть в самых общих чертах содержание каждого из них в отдельности.

Описание нейрофизиологических процессов на языке логики стало возможным благодаря целому ряду предпосылок. Сюда относятся, прежде всего, успехи нейрофизиологии и нейроморфологии, получившие соответствующую кибернетическую интерпретацию, наличие развитого аппарата математической логики, с помощью которого оказалось возможным представлять функциональные отношения в сложных системах. Благодаря кибернетике, не только в технике, но и в физиологии наряду с изучением энергетических процессов большое внимание стало уделяться исследованию информационных процессов. Как уже отмечалось, кибернетический подход к сложным системам обнаружил в широких пределах свою общность с физиологическим подходом к жизнедеятельности. Последний так же является преимущественно функциональным, хотя физиология, конечно, не абстрагируется от конкретной структуры и субстратных свойств функционирующей системы в такой же степени, как это присуще кибернетике. Тем не менее использование в физиологии точного языка функциональных отношений, выработанного кибернетикой, оказалось в определенных границах весьма полезным. Этот язык, по словам Эшби, представляет собой «логику чистого механизма» (У. Росс Эшби, 1962, стр. 17--18), т. е. логику поведения сложной системы, независимую от ее физической природы (собственно механической, электрической, нейронной и т. д.). Эшби возлагает на нее большие надежды именно в понимании сложных биологических систем. В известных пределах такой язык действительно способствует, как отмечает П. К. Анохин, «раскрытию логики физиологических реакций» и «построению синтетической концепции приспособительных механизмов» (П. К. Анохин, 1962 6, стр. 11).

Разумеется, нельзя абсолютизировать функциональный подход в изучении чрезвычайно сложных систем, особенно тот язык, который сейчас предлагает кибернетика физиологам. Но относительность такого подхода вовсе не означает, что он носит исторически преходящий характер. На любом этапе истории исследования сложных систем функциональный подход останется одной из необходимых форм теоретического освоения объекта. Другое дело, что он будет непрерывно совершенствоваться, существенно изменять свой логический и математический аппарат. Поэтому нельзя усматривать незрелость современной «науки о сложности» в функциональном подходе вообще; речь может идти о незрелости существующего функционального подхода, поскольку его логический и математический аппарат не позволяют, например, охватить целый ряд существенных свойств нервной деятельности и они пока остаются за бортом кибернетического моделирования.

Во всяком случае, первые серьезные шаги в формализации описания физиологических явлений были сделаны на основе логико-математического аппарата кибернетики и благодаря теории информации. Это позволило использовать в физиологии метод знакового моделирования (см. обстоятельную работу В. А. Штоффа (1966), посвященную проблеме моделирования) и установить контакт между нею и теми математическими дисциплинами, которые разрабатывают проблемы автоматов. Таким образом, знаковое, т. е. логико-математическое, моделирование стало средством познания физиологических явлений. С другой стороны, некоторые его результаты включаются в качестве исходных пунктов в теорию конечных автоматов.

Особенностью логической (или математической) модели является то, что она позволяет, так сказать, экспериментировать сначала в идеальном плане, имея в качестве критериев правила логики (или математических процедур), после чего ока уже может быть воплощена в соответствующей физической модели. В нейрофизиологии допустимо выделить два уровня знакового моделирования: 1) моделирование функций отдельного нейрона, 2) моделирование поведения системы нейронов (как нервной системы или ее подсистемы). Связь между этими уровнями оставляет желать лучшего, поскольку имеющиеся модели системы нейронов строятся из элементов, представляющих собой наиболее упрощенные модели отдельных нейронов. Это в определенной мере отображает и существующий в современной нейрофизиологии разрыв между исследованием отдельных нейронов и исследованием состоящих из них мозговых комплексов, на чем справедливо акцептируют внимание многие специалисты (см., например, Д. Н. Меницкий, 1966).

В последние годы выполнено большое количество работ, посвященное математическому моделированию функций отдельного нейрона (см. Ю. Г. Антомонов с соавт., 1966; И. Б. Гутчин, А. С. Кузичев, 1967; P. Nadvornik, V. Drozen, 1964, и др.). Однако нервная система, особенно головной мозг, обнаруживает благодаря тонким морфологическим исследованиям исключительное структурное многообразие нейронов. Как показывают микроэлектродные исследования, аналогичное многообразие наблюдается и в их функционировании. В связи с этим встает задача создания разных моделей для разнотипных нейронов или построения общей модели с регулируемыми параметрами (У. Тейлор, 1963).

Моделирование поведения системы нейронов получило ряд конкретных решений. Одной из первых и наиболее разработанных моделей этого рода являются «нервные сети» У. С. Маккаллока и У. Питтса (1956), представляющие собой описание поведения системы из конечного числа нейронов с помощью аппарата математической логики. Отображая некоторые реальные свойства нервной деятельности, модель Маккаллока -- Питтса вместе с тем абстрагируется, по вполне понятным причинам, от многих существенных данных нейрофизиологии, касающихся как поведения отдельного нейрона, так и межнейронных отношений. «Нервная сеть» как идеализованный объект задается посредством ряда допущений, первым из которых является тезис о функционировании нейрона по принципу «все или ничего». Благодаря этим ограничениям все функциональные отношения в «нервной сети» Маккаллока -- Питтса становятся изоморфными процедурам математической логики. И постольку «нервные сети» в гораздо большей мере служат теории конечных автоматов, куда они органически входят, чем собственно нейрофизиологии (подробное изложение органической связи «нервных сетей» с теорией конечных автоматов дано в книге Ф. Джорджа, 1963, гл. IV и V). Однако это не должно означать отрицания возможности использования математической логики в нейрофизиологии (хотя бы в силу того обстоятельства, что в отдельных звеньях нервной системы, или, точнее, ее подсистем процессы переработки информации идут по типу «нервных сетей»). Теоретический и практический опыт двух последних десятилетий свидетельствует о том, что аппарат математической логики в некоторых отношениях успешно использовался для анализа процессов переработки информации в нервной системе, а это послужило отправным базисом для новых направлений моделирования функций головного мозга.

«Нервные сети» Маккаллока -- Питтса как логическая модель нейрофизиологических отношений дают значительный материал для обсуждения вопроса о соотношении физиологического и логического в его общем виде. При этом мы ограничимся рассмотрением логического лишь как формально-логического и будем понимать математическую логику как отрасль формальной логики.

Эксперименты с электронными моделями, работающими по принципам «нервных сетей», и, с другой стороны, нейрофизиологические исследования обнаружили не только некоторую общность, но и существенные отличия закономерностей переработки информации в нервной системе по сравнению с операциями математической логики. Это отчетливо указывает на недостаточность средств математической логики для более адекватного описания нейродинамических отношений по сравнению с тем, что дают «нервные сети». В связи с этим возникают вопросы: какими путями можно добиться качественных сдвигов в строгом моделировании принципов переработки информации в нервной системе? Достаточно ли для этого одного углубления нейрофизиологических познаний, чтобы затем подвергнуть их соответствующей формализации с помощью существующих средств математической логики, или же необходимо преобразование, существенное изменение самого логического аппарата? Решение этих вопросов во многом связано с разработкой более общей и пока еще плохо формулируемой проблемы о степени взаимосоответствия мозга и вычислительной машины.

Как известно, некоторые авторы убеждены, что мозг и вычислительная машина -- «это действительно механизмы одного типа -- в том смысле, что они достигают сходных результатов с помощью сходных в своей основе средств» (Д. Вулдридж, 1965, стр. 335). С этой точки зрения нам недостает только знания программ и алгоритмов деятельности мозга; постепенное совершенствование программ вычислительных машин на базе хорошо известных логических средств позволит достигнуть того, что в функциональном отношении они станут неотличимыми от мозга. «Именно такого рода работа,-- по мнению Д. Вулдриджа,-- должна привести к созданию теоретических подходов, призванных объяснить, каким образом элементарные операции, выполняемые нейронами в головном мозгу, могут в совокупности порождать функциональные атрибуты разумной деятельности» (там же).

Другие авторы, подчеркивая фундаментальные различия в деятельности мозга и вычислительной машины, призывают, как это делает М. Таубе, вообще отбросить «бесплодное понятие моделирования» (М. Таубе, 1964, стр. 82). Близкие взгляды высказывались и многими другими теоретиками (П. Косса, 1958; Л. Ганчев, 1963; Т. Павлов, 1963, и другие). Здесь мы имеем уже другую крайность: кибернетика абсолютно отсекается от нейрофизиологии, а тем самым снимается, по существу, и проблема логического и математического описания специфики переработки информации в головном мозгу. Но эта проблема снимается и в концепции, представляемой Д. Вулдриджем, ибо для нее вопрос ясен и, значит, нет никакой проблемы. Как видим, крайности сходятся.

Разумеется, обе указанные концепции содержат рациональные моменты, которые учитываются многими исследователями и теоретиками, не разделяющими столь крайних взглядов. К ним следует отнести, например, такого крупного специалиста, как Ф. Розенблатт (1965), который подчеркивает свою убежденность в том, что мозгу присущи иные фундаментальные принципы, чем вычислительным машинам, но в то же время считает моделирование надежным методом построения адекватной теории деятельности мозга.

Обсуждением поставленных выше вопросов (поскольку они затрагивают коренные интересы теории автоматов) специально занимался такой выдающийся математик, как Дж. фон Нейман (1960а, 1960б). Мысли, высказанные им, представляют большой интерес и заслуживают самого внимательного рассмотрения. Ниже мы коснемся лишь некоторых его положений.

Нейман подчеркивает существенное отличие логических структур в нервной системе (меньшая «логическая глубина» и др.) от известных концепций математической логики, рассматривает вопрос о неправомерности абстракции потенциальной осуществимости в теории автоматов. В этой связи он выясняет границы применения «нервных сетей» Маккаллока -- Питтса и намечает дальнейшие пути развития формальной логики.

С точки зрения Неймана, все, что можно описать исчерпывающим и однозначным образом, реализуемо с помощью конечной «нервной сети». Но возникает вопрос: возможно ли описать таким образом каждый реальный способ поведения? Нейман показывает, что подобное описание выполнимо в отношении отдельных элементов поведения, но оно становится практически необозримым и, следовательно, невыполнимым в отношении всего комплекса поведения системы. В качестве примеров им берутся, соответственно, описание отождествления треугольников и описание «зрительной аналогии» вообще. Заметим, что в данном случае Нейман отвлекается от проблемы относительности всякого формализованного описания, он стремится подчеркнуть недостаточность «нервных сетей» и, следовательно, соответствующего им формально-логического аппарата для объяснения целостных комплексов поведения, свойственных нервной системе.

Нейман допускает, что единственно возможный способ раскрытия принципа «зрительной аналогии» состоит в описании связей, существующих в зрительном аппарате мозга. «Здесь,-- говорит он,-- нам придется иметь дело с такими разделами логики, в которых у нас практически нет предшествующего опыта. Степень сложности, с которой мы сталкиваемся в этом случае, далеко выходит за рамки всего того, что нам известно. Мы не имеем права считать, что логические обозначения и методы, применявшиеся ранее, могут быть использованы и в этой области. У нас нет полной уверенности в том, что в этой области реальный объект не может являться простейшим описанием самого себя, т. е., что всякая попытка описать его с помощью обычного словесного или формально-логического метода не приведет к чему-то более сложному, запутанному и трудновыполнимому» (Дж. фон Нейман, 1960а, стр. 91).

В этом рассуждении недостаточно ясно, что понимает Нейман под «простейшим описанием самого себя». Но, как это видно из дальнейших высказываний, он не исключает того, что поиски точного логического определения (описания) «зрительной аналогии» вообще могут быть напрасными, и еще раз подчеркивает, что сама схема связей в зрительном аппарате мозга может явиться простейшим логическим выражением принципа «зрительной аналогии». Если имеется в виду, что схема связей в зрительном аппарате мозга выступает как некая «вещь в себе», то тогда это не описание в собственном смысле, и термин «простейшее описание самого себя» не может иметь какого-либо определенного значения. Описание, какова бы ни была степень его адекватности объекту, есть результат познания и постольку не может быть чем-то внелогическим. Если понимать под «простейшим описанием самого себя» описание в нейрофизиологических понятиях, то последнее также не может не иметь определенной логической структуры (ибо подобное описание так или иначе должно отобразить закономерности переработки информации в зрительном аппарате мозга). Наконец, если указанное описание потребует не только новых нейрофизиологических понятий, но и новых логических структур, то такие структуры (поскольку они являются логическими) ие могут быть специфическими только для нейрофизиологии.

Выходит, что во всех случаях речь может идти об усовершенствовании, развитии существующей логики в связи с необходимостью осмысления нейродинамических отношений в головном мозгу. К этому в конечном итоге и приходит Нейман, когда выражает глубокую уверенность в том, что «для понимания высокосложных автоматов, и в частности центральной нервной системы, требуется новая существенно-логическая теория. Тем не менее,-- продолжает он,-- не исключена возможность того, что в ходе этого процесса логика вынуждена будет претерпеть метаморфозу и превратиться в неврологию в гораздо большей степени, чем неврология -- в раздел логики» (Дж. фон Нейман, 1960а, стр.92).

В принципе основная мысль Неймана о существенном развитии логики под влиянием нейрофизиологии и о перспективах создания на этой основе новой теории автоматов не должна вызывать возражений. Мы соприкасаемся здесь с более широким вопросом о стимулах дальнейшего развития логики. Поскольку логика представляет собой в определенной мере результат обобщения опыта научного мышления, ее развитие обусловлено развитием научного познания в целом. При этом различные отрасли науки на определенном историческом этапе оказывают неодинаковое влияние на развитие логики. Если до сих пор основные усовершенствования аппарата формальной логики осуществлялись под воздействием потребностей главным образом точных наук (в качестве примера можно указать на роль потребностей квантовой механики в возникновении многозначной логики), то в последнее время мощные стимулы такого рода исходят со стороны биологических дисциплин, особенно со стороны нейрофизиологии, исследующей процессы переработки информации в нервной системе.

Естествознание достигло сейчас такого уровня развития, когда успешная реализация многих его важных целей оказалась в прямой зависимости от степени формализации и математизации биологических дисциплин. В то же время в целом ряде биологических дисциплин нарастают внутренние теоретические потребности в основательной формализации и математизации и постепенно складываются для этого соответствующие предпосылки. Можно сказать, что наиболее существенное влияние на логику оказывают в данный период те отрасли естествознания, которые созревают для основательной формализации, но еще не решили эту задачу в достаточной мере в силу невозможности широкого использования готового и хорошо разработанного логического и математического аппарата. К таким отраслям естествознания вполне может быть отнесена нейрофизиология, по крайней мере некоторые ее разделы.

Конечно, влияние нейрофизиологии на логику нельзя представлять себе в виде прямой и непосредственной зависимости. В большинстве случаев эта зависимость носит весьма опосредованный характер, многофазно преломляясь в сложных отношениях целого ряда научных дисциплин, связанных в той или иной мере как с логикой, так и с нейрофизиологией, и лишь в конечном итоге дает эффект в сфере чистой логики. В свою очередь, указанный эффект (т. е. изменение в логическом аппарате) может быть использован для более адекватного описания не только нейрофизиологических явлений, но и явлений, изучаемых в других науках. Логика не может быть только логикой нейрофизиологии, она должна иметь в определенных рамках универсальный характер. Поэтому, когда Нейман говорит о перспективе превращения логики в неврологию, то данное высказывание, конечно, не следует понимать буквально.

Каковы же, согласно Нейману, главные направления развития современной формальной логики? По его мнению, недостатки существующей системы формальной логики, препятствующие построению будущей логической теории автоматов, связаны прежде всего с тем, что она имеет дело с жесткими понятиями типа «все или ничего» и весьма мало соприкасается с математическим анализом и вероятностным подходом к описанию событий. Соответственно Нейман полагает, что «новая концепция формальной логики» должна включать принципы непрерывности и вероятности.

Именно по этим линиям идут многочисленные научные поиски исследователей, работающих в области теории автоматов.

Стремление преодолеть чисто дискретное описание и широко использовать вероятностный подход в исследовании нейроподобных структур проявилось давно и стало сейчас характерной чертой теории и практики моделирования функциональных отношений в нервной системе (см. Д. Мак-Кей, 1963). В этом направлении осуществлено поистине огромное число работ, большая часть которых основана на применении вероятностной логики в том смысле, как ее понимал Нейман (1956). Сюда относятся известные исследования Маккаллока и его школы (см. У. Маккаллок, 1965). Из советских нейрофизиологов значительный вклад в это направление внесен А. Б. Коганом и Е. Н. Соколовым (см. А. Б. Коган, 1962; 1967; А. Б. Коган и Е. Н. Соколов, 1965).

Необходимо подчеркнуть, что все эти новейшие исследования хорошо согласуются с теоретическими обобщениями Н. А. Бернштейна (1966), который был одним из пионеров вероятностно-статистического подхода к изучению целостной деятельности нервной системы.

Опыт последних лет скорее всего подтверждает то обстоятельство, что дальнейший прогресс в строгом описании нейродинамических отношений, связанных с процессами переработки информации в головном мозгу, требует существенного обогащения формально-логического аппарата в плане все более конкретного и многообразного воплощения в нем принципов вероятности и непрерывности. Однако это вовсе не означает «диалектизации» формальной логики, хотя несомненно свидетельствует о «диалектичности» объектов научного познания. Совершенствование формально-логических средств есть необходимое условие построения все более адекватных моделей и теорий объекта. Противоречие между диалектической природой объекта и его формализованным теоретическим отображением постоянно разрешается лишь для того, чтобы возникнуть вновь -- в иной плоскости и в иной форме; в этом заключается важнейшая особенность углубляющегося познания. Ни одна формализованная система не может быть абсолютно замкнута в самой себе; она всегда так или иначе находится в постоянном «обмене» с другими системами знания и в конечном итоге -- с эмпирическим материалом. Именно относительная незамкнутость, незавершенность любой строгой теории составляет внутреннее основание ее отрицания в более широком теоретическом синтезе. Уже знаменитая теорема Гёделя отчетливо говорит об относительности, неполноте всякой формализованной системы; но это должно быть отнесено и к тому логическому аппарату, с помощью которого она построена.

Мы коснулись этой сложной проблемы в связи с тем, что некоторые философы пытаются истолковать отмеченные выше тенденции совершенствования формальной логики в смысле диалектизации формальной логики, или, что в сущности то же самое, в смысле формализации диалектической логики.

Качественное отличие диалектической логики от формальной нельзя определять тем, что первая не соблюдает закон исключенного третьего. Если бы это обусловливало главное различие между ними, то тогда нужно было бы признать, что в многозначной логике достигнута формализация диалектики. Однако дело обстоит сложнее, качественное различие между диалектической и формальной логикой определяется гораздо более глубокими основаниями, которые достаточно хорошо исследованы. Вместе с тем само развитие формальной логики порождает такие концепции, в которых благодаря ограничению закона исключенного третьего преодолевается жесткость оценок типа «все или ничего». Примером этого как раз и может служить многозначная логика, представляющая собой значительное достижение теоретической мысли.

Несмотря на то, что отношения между двузначной и многозначными логическими системами исследованы еще недостаточно, обоснованность представления двузначной логики в качестве частного случая многозначной логики в общем, по-видимому, не вызывает сомнений. Это открывает широкие горизонты для преобразований в сфере формальной логики. Здесь мы хотим подчеркнуть лишь принципиальную сторону дела: коль скоро мы переходим к п значениям истинности, где п допускает даже бесконечное число, формально-логический аппарат становится пригодным для отображения вероятностных отношений и может быть приспособлен для непрерывностного описания явлений. Тем самым прокладываются пути к решению новых задач в области моделирования деятельности мозга.

Нам хотелось бы подчеркнуть значительные возможности использования многозначной логики для построения более адекватных моделей нейродинамических отношений, ответственных за информационные процессы в головном мозгу (работа в этом направлении будет стимулировать, в свою очередь, возникновение новых концепций многозначной логики). В данном случае п значений истинности может интерпретироваться как п состояний нервной подсистемы или даже отдельного нейрона. Современные нейроморфологические и нейрофизиологические представления дают серьезные основания для такой интерпретации в отношении оценки функциональных состояний, например, подсистем коры головного мозга. Достаточно указать на принцип мульти-функциональности (или функциональной многозначности) архитектонических структур коры, который в настоящее время является общепринятым (см. И. Н. Филимонов, 1964). Кроме того, новейшие нейрофизиологические обобщения все в большей степени фиксируют внимание на взаимодействии двух форм нервных процессов -- канализованных и волновых (по терминологии Н. А. Бернштейна, 1966). Раскрывается чрезвычайно существенная роль волновых, градуальных процессов -- как на уровне отдельного нейрона, так и на уровне межнейронных отношений -- в информационной деятельности мозга (см. Г. Мэгун, 1965; Н. И. Гращенков, Л. П. Латаш, И.М. Фейгенберг, 1962; М. Брезье, 1966; А. Л. Бызов, 1966, и др.). «Градуальные ответы дендритов,-- пишет М. Брезье,--не обязательно ведут к разрядам нейронов, но их модулирующее влияние может иметь решающее значение для определения «содержания сигнала» (М. Брезье, 1966 стр. 219). Все это указывает на весьма сложное сочетание в деятельности мозга принципов дискретности и непрерывности, а следовательно, делает обнадеживающим подход к ее моделированию с позиций многозначной логики.

Когда моделирование ставит своей целью не столько имитацию функций мозга, сколько расшифровку специфических особенностей протекающих в нем процессов переработки информации, оно оказывается перед чрезвычайно сложной проблемой. Суть последней заключается в том, что модель целостного функционирования мозга должна строиться на основе строгого учета функционирования его разнообразных подсистем и элементов. Если иметь в виду, что каждая подсистема и каждый элемент являются, в свою очередь, самоорганизующимися системами и обладают, следовательно, относительно автономными программами и что в человеческом мозгу даже по самым осторожным оценкам совершается в течение одной секунды около 1014 элементарных операций (см. Г. Ферстер, 1965), то станет ясно, насколько недостаточен традиционный математический и логический аппарат для описания целостной деятельности мозга в указанном выше смысле.

По нашему убеждению, несмотря на некоторые успехи эвристического программирования, полностью сохраняет свою актуальность проблема, которую Б. В. Бирюков и А. Г. Спиркин формулируют следующим образом: «логика машины и логика мозга» (Б. В. Бирюков, А. Г. Спиркин, 1964, стр. 118).

Прямое отношение к этому имеют факты «изумительной,---по словам Р. Сперри,-- способности механизма мозга продолжать функционировать эффективно и относительно упорядоченно даже при весьма серьезных повреждениях в его структуре» (Р. Сперри, 1966, стр. 344). Можно указать на хорошо исследованные случаи, когда полная атрофия правого полушария мозга не приводила тем не менее к серьезным нарушениям психических функций (см. Weiss el al.v 1956). Подобные факты ясно указывают на специфические особенности информационных процессов в головном мозгу и, следовательно, на существенное отличие логических принципов их реализации от логических принципов функционирования вычислительной машины.

В этой связи заслуживает внимания точка зрения Эшби, который на примере организации выборки информации из памяти и далеко не прямой зависимости степени эффективности машины от ее усложнения показал важность учета различия самих принципов переработки информации в мозгу и машине. «Несомненно,--пишет он,--что множество специальных приемов, используемых мозгом при выполнении логических операций, еще предстоит открыть и исследовать...» (У. Р. Эшби, 1964, стр. 79). Согласно Эшби, коренное отличие мозга от машины состоит в присущем мозгу способе обработки большого количества информации одновременно. К этому можно добавить, что оригинальной чертой деятельности мозга, требующей пристального внимания и расшифровки, является используемый им принцип синтеза информации, переработка которой идет одновременно по огромному множеству каналов, и, что особенно важно,-- принцип связи параллельно и последовательно осуществляемых информационных процессов.

Современный уровень научных знаний дает серьезный повод думать, что существующие концепции формальной логики способны описывать лишь некоторые фрагменты целостного функционирования мозга или же некоторые интегральные результаты этого функционирования сами по себе. Но это означает, что целый ряд операций по переработке информации, действительно осуществляемых мозгом, не может быть описан ни на одном из известных логических языков и что продвижение вперед допустимо здесь связывать с возникновением новых концепций формальной логики. Не исключено предположение, что целостное функционирование мозга сопряжено с такой логикой, в которой число значений истинности является переменной величиной. В этом случае использование системы многозначных логик в целях моделирования целостной деятельности мозга могло бы оказаться весьма перспективным, на что указывают первые появившиеся в этом направлении исследования (мы имеем в виду прежде всего работу Дж. Коуэна (1966), которую еще до ее опубликования положительно оценивал такой крупнейший в данной области специалист, как Мак-Каллок (1965), настоятельно подчеркивавший необходимость специального развития современной математики для того, чтобы она могла эффективно служить решению биологических проблем и в особенности пониманию того, что происходит в нашем мозгу).

Возможность более адекватного описания нейродинамических отношений с помощью аппарата многозначной логики показывает, в частности, следующее: развитие теории автоматов и формализация нейрофизиологии вовсе не требуют так называемой диалектизации формальной логики (что является вообще, по нашему мнению, псевдопроблемой). В конечном итоге любой вид поведения доступен формализации, хотя для этого может потребоваться дальнейшее усовершенствование самого логического аппарата, с помощью которого она должна быть реализована. Перспективы же такого усовершенствования безграничны, как безграничен процесс познания. При этом следует ожидать, что ряд существенных изменений в формальной логике будет вызван под влиянием результатов нейрофизиологических исследований процессов переработки информации в головном мозгу.

Обратимся теперь ко второй стороне проблемы физиологического и логического, которая была охарактеризована нами в начале этого параграфа как описание логических процессов, протекающих в голове человека, на языке нейрофизиологии. Сразу же уточним, что под логическими процессами мы имеем в виду в данном случае структурные инварианты мышления отдельного индивида или множества индивидов и, следовательно, речь идет о возможности их нейрофизиологической (нейродинамической) интерпретации. Возьмем простейший пример: когда я строю ряд содержательно различных силлогизмов первой фигуры, то при этом в моем головном мозгу осуществляются определенные нейродинамические отношения; причем все случаи этого рода имеют некоторый нейродинамический инвариант, который должен быть сопоставлен с силлогизмом первой фигуры вообще как структурным инвариантом моего мышления. Каковы характеристики указанного нейродинамического инварианта, каковы вообще свойства нейродинамических отношений, ответственных за те или иные структурные инварианты нашего мышления? На эти вопросы современная нейрофизиология пока еще не в состоянии дать удовлетворительный ответ. Но отсюда еще не вытекает, что подобные вопросы неправомерны, ибо иначе мы должны были бы признать, что некоторый класс функций головного мозга принципиально недоступен физиологическим исследованиям. Научное познание по самой своей природе не может ограничиваться достигнутым и всегда обращено не только к ближайшим целям, но и к отдаленным перспективам, а постольку оно стремится выйти из хорошо проторенных русел связей между сложившимися теоретическими системами и в конечном итоге преобразовать эти системы, достичь нового уровня знания.

Уместно, однако, поставить вопрос: допустимо ли вообще говорить о физиологическом (нейродинамическом) описании логических процессов? Убедительный ответ на этот вопрос предполагает крайне трудный анализ соотношений между такими понятиями, как «логическое», «психическое», «мышление» п др. Актуальность такого анализа очень велика, так как диктуется острой теоретической потребностью соотнесения (а в известной мере и интеграции) тех различных подходов к исследованию мышления (или аспектов его изучения в разных дисциплинах), число которых быстро возрастает. Последнее же обстоятельство имеет глубокое основание в современной теоретической и практической деятельности. «Дальнейший прогресс научного познания,-- как справедливо подчеркивает П. В. Копнин,-- в значительной степени обусловлен тем, насколько глубоко и всесторонне человек постигает законы функционирования самого мышления. Кажется, никогда еще человечество не подходило так близко к необходимости детального и глубокого изучения мышления, как сейчас» (П. В. Копнин, 1962, стр. 3).

То, что мышление стало объектом исследования многих дисциплин, является вполне закономерным; это специально отмечается многими авторами (П. В. Копнин, 1962; А. Н. Леонтьев, 1964, и др.). Можно добавить, что в ходе углубляющихся исследований мышления будет возрастать роль пограничных областей между логикой и психологией, между кибернетикой, физиологией, психологией, лингвистикой, логикой, семиотикой и т. д. (здесь возможны самые разнообразные связи и взаимопереходы), что приведет к новым оригинальным теоретическим синтезам. В частности, исследование соотношения физиологического и логического требует выяснения соотношения между категориями психического и логического, выявления существенных связей между ними.

Общепризнано, что давняя проблема взаимоотношения психологии и логики, психического и логического является крайне сложной и что она далека от удовлетворительного разрешения, несмотря на то, что обсуждалась в последнее время многими авторами (J. Piaget, 1953; Ж. Пиаже и Б. Инельдер, 1963; С. Л. Рубинштейн, 1957; А. X. Касымжанов, 1961; Т. П. Щедровицкий, 1964, Б. М. Кедров, 1969, и др.). Поэтому мы рассмотрим лишь самую общую и принципиальную сторону вопроса.

К. Маркс метко назвал логику отчужденным мышлением (см. К.Маркс и Ф.Энгельс. Из ранних произведений. М., 1956, стр. 625). Категория логического выражает определенные формы и закономерности мышления, абстрагированные от реального процесса мышления множества индивидов. А постольку эти формы и закономерности так или иначе, в той или иной мере проявляются в мышлении, следовательно, в психической деятельности отдельного индивида. Неумение расчленить психологический и логический аспекты исследования мышления есть свидетельство теоретической незрелости. Но после того, как этот аналитический акт осуществлен, нельзя абсолютно противопоставлять один аспект другому, ибо между ними сохраняются (в большинстве случаев в неявном виде) существенные связи, питающие обе сферы исследования. Мы разделяем в данном отношении точку зрения Ж- Пиаже, который подчеркивает тесное взаимодействие логики и психологии; последнее, по его мнению, выражается, в частности, в том, что логика дает психологу точный аппарат для описания исследуемых им мыслительных (интеллектуальных) процессов, а психология, в свою очередь, вскрывая структурные особенности этих процессов, не зафиксированные пока еще в существующем логическом аппарате, тем самым стимулирует дальнейшее развитие логики, т. е. усовершенствование логического аппарата.

Когда подчеркивают общественную сущность мышления и тот факт, что формы мышления не являются чисто личным достоянием индивида, то отсюда не следует, что они вообще не являются его достоянием. В некоторых отношениях чрезмерное абстрагирование от индивидуального мышления способно лишь урезать возможности логического исследования. Достаточно хотя бы указать на тот случай, когда изучается процесс мышления какого-нибудь выдающегося специалиста-логика, в ходе которого он добивается новых результатов.

В мышлении индивида логические формы, как правило, не выступают в чистом виде; они отягощены чувственным и эмоциональным содержанием и сами зачастую фигурируют лишь в качестве момента в сложном спектре целостной психической деятельности. Мышление далеко не равнозначно логическому процессу, если понимать под последним известные формально-логические процедуры. Реальное мышление, как это совершенно ясно, не укладывается и никогда не сможет быть окончательно уложено в рамках этих процедур, даже если учесть, что они будут постоянно обогащаться. И это косвенно указывает на неисчерпаемость объективных структур развивающейся действительности, частью которой являемся мы и наш мозг как орган моделирования этой действительности.

В чувственных, эмоциональных и интуитивных составляющих процесса мышления как раз и проявляется способность мышления фиксировать и воспроизводить любые объективные структуры, в том числе и структуры нейродинамических систем нашего мозга, которые ответственны за процессы мышления, включая и его подсознательный базис. В связи с этим трудно согласиться с предположением В. М. Глушкова (19636), что мозг работает на основании конечного числа правил. Такое допущение может быть принято только при условии, если мы берем не мозг вообще, а мозг данного человека при решении конкретной задачи. В противном случае мы должны будем наперед ограничить творческие возможности человеческого мышления и их эволюцию, для чего нет достаточных оснований.

Таким образом, все известные логические структуры (т. е. фиксированные в современных системах формальной логики) полностью включены в сферу психической деятельности реальных индивидов. Нет таких логических структур (известных современной логике), которые бы не были представлены в мыслительных процессах, осуществляемых реальными индивидами (по крайней мере, в мыслительных процессах одного из них). В этом смысле все логические структуры (логическое вообще) обязательно выступают в субъективной (идеальной) форме или в форме бессознательного и могут рассматриваться как личностные и межличностные инварианты некоторого подкласса психических явлений, другими словами, как структурные инварианты мышления множества личностей (это множество может заключать в численном отношении от одной личности до всех). Реальное мышление, которое, по словам Ф. Энгельса, «существует только как индивидуальное мышление многих миллиардов прошедших, настоящих и будущих людей» (К, Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, т. 20, стр. 87), потенциально содержит в себе сложную иерархию не выявленных пока логических структур, о богатстве которых заставляют думать принципы диалектики. Подчеркивая необходимую включенность логических структур в психическую деятельность, следует указать на то, что один из гносеологических источников объективного идеализма заключался в отрыве логического от психического.

Итак, логические структуры обязательно присущи психической деятельности. Однако они могут быть представлены также и в материальной форме, т. е. воспроизведены в знаковых или иных (например, технических) системах. Логические структуры отображают объективные соотношения вещей, выражают некоторые универсальные для определенной предметной области пли же обладающие высокой степенью общности объективные структуры. Постольку, будучи всегда представлены в формах психической деятельности индивида, они имеют более глубокое основание в самой объективной действительности (частью которой, подчеркнем это еще раз, является познающий индивид и его головной мозг). Внепсихическая представимость логических структур собственно и сделала доступным создание вычислительных машин, способных имитировать во все расширяющемся диапазоне мыслительные функции головного мозга.

Однако для нас сейчас важно то обстоятельство, что все фиксируемые современной логикой формы и операции имеют так или иначе субъективную форму существования, содержатся в психической деятельности индивидов (хотя бы в мыслительной деятельности специалистов-логиков!). А это дает основание считать принципиально возможным описание любых логических структур на языке нейродинамических отношений. Такого рода нейродинамическая интерпретация носит формальный характер и является значительно более простой задачей в сравнении с нейродинамической интерпретацией субъективных явлений с их содержательной стороны. Понятие, суждение, умозаключение как формы мысли гораздо легче описать в терминах мозговой нейродинамикн, чем установить нейрофизиологический эквивалент отлитых в эти формы содержательно-конкретных мыслей.

Исходя из принципа взаимооднозначного соответствия субъективных явлений и их нейродинамических эквивалентов, о котором шла речь выше, любая логическая структура или операция может быть представлена в виде межличностного инварианта определенного подкласса психических явлений; последний же следует поставить во взаимооднозначное соответствие с некоторым межличностным нейродинамический инвариантом. Таким путем можно говорить об искомых нейрофизиологических эквивалентах, например, суждения вообще, умозаключений, той или иной структуры и т. п.

Диалектико-материалистический подход к пониманию логических структур и операций обязывает всюду прослеживать их обусловленность объективными отношениями. И если логические формы и операции имеют необходимое основание в практической деятельности индивидов, то они должны иметь свое основание и в мозговой нейродинамике, поскольку в ней воплощены алгоритмы и программы практических действий субъекта, которые формируются и преобразуются всей совокупностью социальных условий его бытия.

В. И. Ленин подчеркивал, что логические фигуры выражают «самые обычные отношения вещей» (В. И. Лени н. Полное собрание сочинений, т. 29, стр. 159), что «практика человека, миллиарды раз повторяясь, закрепляется в сознании человека фигурами логики» (В. И. Ленин. Полное собрание сочинений, т. 29, стр. 198). Это миллиардное повторение одних и тех же способов действий, закрепляясь в логических фигурах, имеет свое выражение и в сложившихся на этой основе формах нейродинамических отношений, которые можно было бы назвать нейродинамическими квазифигурами.

Нужно согласиться с А. X. Касымжановым, который вслед за Ж. Пиаже (1956, 1965) отмечает, что «в нервно-мозговых структурах способность к мышлению заложена лишь в виде задатка» (А. X. Касымжанов, 1962, стр. 140) и что «логические структуры не даны готовыми в качестве следов в нервной системе, иначе они должны были бы проявляться во всей полноте с момента рождения» (там же, стр. 128). Нейродинамические структуры, эквивалентные логическим структурам, действительно складываются у ребенка под влиянием общественной среды, по мере овладения практическими действиями и речью; они усложняются затем на протяжении жизни человека.

Следует иметь в виду, что все эти вопросы являются не только предметом абстрактно-общетеоретического обсуждения. Физиологи давно уже предпринимают экспериментальные попытки исследования логических процессов. Еще И. М. Сеченовым была поставлена смелая задача: «определить физиологические эквиваленты для всех членов словесной мысли, указать на факторы, из которых возникает мысль, и найти в свойствах этих факторов разгадку всех характерных особенностей мысли» (И. М. Сеченов, 1947, стр.379).

В частности И. М. Сеченов пытается в самом общем виде определить физиологические эквиваленты субъекта и предиката всякого суждения, а также ряда других формальных единиц абстрактного мышления.

Эти начинания И. М. Сеченова имели многочисленных последователей. Существует большое число экспериментальных исследований, в результате которых предпринимаются попытки физиологического описания (в терминах рефлекторной теории И. П. Павлова) отдельных логических форм и операций. Эти работы, разумеется, невозможно игнорировать; они содержат важные рациональные моменты, которые должны быть развиты. Даже беглый обзор этих работ занял бы много места. Поэтому мы ограничимся лишь указанием на некоторые из них (Н. И. Красногорский, 1939; В. Д. Волкова, 1953; Л. А. Шварц, 1954; В. П. Протопопов и Е. А. Рушкевич, 1956; М. М. Кольцова, 1958; Е. И. Бойко, 1961; Е. И. Бойко с соавт., 1961; Е. А. Рушкевич, 1966; В. Б. Иванов, 1967, и др.). В равной мере существует значительное число теоретических исследований, опирающихся на экспериментальные данные павловской школы, в которых специально ставится и обсуждается возможность физиологического объяснения отдельных логических форм и процессов (V. Tardy, 1957; J. Janousek, 1957а; J. Linhart, 1958; Я. Рейковский, 1960; Е. Menert, 1960; М. Gordon, 1962, и др.). Остановимся кратко на некоторых из них.

Интересную попытку связать нейрофизиологический аспект деятельности мозга с логическим предпринял польский философ Мечислав Гордон, рассмотревший проблему обоснования правил индуктивного вывода в плоскости их обусловленности результатами практических действий и, соответственно, нейрофизиологическими механизмами мозговой деятельности. Не вдаваясь в детали статьи М. Гордона и обсуждение спорных положений, отметим ценность произведенного им анализа; опираясь на физиологию высшей нервной деятельности, он стремится показать, каким образом в процессе филогенеза сложились нервные механизмы, обеспечивающие адекватные обобщения и как они реализуются в «онтогенетической структуре временных связей», выражающей жизненный опыт субъекта.

В работе Я. Рейковского на основе обобщения экспериментальных данных павловской школы дается подробное обсуждение вопроса о физиологическом объяснении общих признаков понятия как логической формы. Это исследование Я. Рейковского положительно оценивается советским логиком Д. П. Горским (1960).

Наиболее обширной работой, специально посвященной проблеме физиологического истолкования логических процессов, является книга чехословацкого философа Е. Менерта, заслуга которого состоит в том, что он широко поставил эту проблему и тем самым привлек к ней внимание. Вместе с тем в книге Е. Менерта, ставшей предметом подробного обсуждения (см. Filosoficky Casopis, 1962, № 5), наряду с интересными мыслями, содержится немало спорных, а то и просто, на наш взгляд, ошибочных положений. В качестве примера можно указать на исходный принцип Е. Менерта о мышлении как высшей форме движения материи (этот пункт был подвергнут нами критическому обсуждению в § 5) или на квалификацию логического мышления в качестве «физиологической нормы», а нелогичного мышления как «патологического отклонения» (Е. Menert, 1960, s. 12). Однако нельзя согласиться с теми критиками Е. Менерта (см. J. Веranek, 1961), которые вообще не видят ничего рационального в его книге и категорически отрицают правомерность самой постановки проблемы о физиологической интерпретации логических процессов.

Не вступая в полемику с такого рода критиками (ибо это возвратило бы нас ко многим уже обсуждавшимся выше вопросам), подчеркнем в заключение следующее. Поиски нейрофизиологических подходов к объяснению (описанию) логических структур и операций не являются случайными, они выражают давнюю и все более настоятельную потребность естественнонаучной мысли понять основные формы деятельности нашего мозга. Поскольку логические структуры и операции абстрагируются из мышления как такового и, следовательно, внутренне присущи ему, вполне естественно связывать их с определенными формами деятельности мозга (описываемыми в нейрофизиологических терминах). Речь идет о признании принципиальной возможности того, что любая форма пли операция, фиксируемая и используемая современной формальной логикой, способна получить свою нейродинамическую транскрипцию. Это -- реальная проблема, которая ждет разработки.

Обе изложенные выше тенденции научного познания, т. е. описание нейродинамических отношений на языке логики и описание логических отношений на языке нейрофизиологии, как уже отмечалось, почти не соотносятся друг с другом. Между тем они должны быть соотнесены и теоретически увязаны. Уже то обстоятельство, что описание нейродинамических отношений на языке логики принесло определенные плоды и стало общепризнанным подходом к изучению функций мозга, недвусмысленно указывает на обратную связь, ибо результаты такого описания так или иначе должны сопоставляться и действительно сопоставляются с фактами нейрофизиологии. Уже в рамках этого направления исследований неявно производится обратный переход от нейрофизиологических данных к абстрактным «нервным сетям», что мы видели у Дж. фон Неймана. Когда такого рода обратный переход становится явным, делается исходным пунктом исследования, мы получаем то, что с полным правом можно назвать описанием логических отношений на языке нейрофизиологии. Правда, здесь мы незаметно попадаем в замкнутый круг, если ограничиваемся простым дублированием логических схем нейрофизиологическими или наоборот. Выход из этого круга заключается в том, чтобы каждое из двух направлений исследования исходило из независимого базиса и чтобы сопоставлялись результаты, полученные на этих независимых путях; такое сопоставление перестанет быть простым дублированием одного и того же и позволит эффективно корректировать каждый из противоположно направленных поисков, но имеющих в конечном итоге одну и ту же цель -- познание закономерностей информационных процессов в головном мозгу. Практически это должно означать резкий подъем нейрофизиологических исследований структурных инвариантов мышления (что, конечно, является; чрезвычайно сложной задачей), ибо это направление со времен И. М. Сеченова продолжает оставаться в зародышевом состоянии.