创造性与算法

发布时间：87年01月26日

С. Лавров 编译陈中乐

创造性活动是与因循守旧相对而言的，纯粹是创造性的或百分之百是因循守旧的活动是不存在的。

有人认为，活动的算法化程度越高，其智能就越低。也就是说，一旦活动的方法论完备——拟定了其结构和逻辑机制，建立了方式和方法，——则活动也就不再会有什么创造性，只能是墨守成规的了。

这样，据此似乎可作一结论：没有也不可能有创造性的规则、算法或方法论存在。

然而，我却要提出一个相反的论题：创造能力——这是一种算法，是高效且富有成果的思维机制。

如果创造性——这是特别高效的算法的话，那么，这意味着即使是通常的思维不外也是一种算法、一种机制。思维——当然是某种发生于人脑中为客观规律所制约的物质过程的体现，是具有高度组织性物质的一种特性。对此，我称之为“算法”和“机制”。但思维又是一种决定性过程，是我们脑中细胞或其它结构按其内在具有的程序进行作用的结果。

它与熟知的那些机制，有哪些类似又有些什么差异？我们怎样才能把握住这种机制的作用规律并提高其作用效率呢？

人体系统可分为若干“等级”：

现将上表解释一下。我们的意识只有一个，由于它我们每个人才能感觉到自己。意识之后的等级是骨 - 肌系统，这里也涉及到感觉器官，它们带有完整的多种结构的接受信号分析系统。第四个等级称为生理过程等级，人体各种器官的所有细胞均同时地、独立地和同步地参与到这些过程中去。

第三等级是最有趣的了。在这些子系统组成的等级中也有思维活动存在——通常称为下意识。估算其子系统数为10⁴。

现在我们可以把中枢神经系统看作是与一种大型的能各司其事的计算机相类似的结构。

很重要的一点是人的意识在这系统中处于何等地位呢！显见，人的意识在计算机系统中的最精确的模拟当推为某种专门化的信息处理机。

显然，人在信息处理能力上与动物有天壤之别，换言之，该能力比起机体的其它功能来要进化得快些。这样在生物进化过程中产生并完善了神经感受体、感觉器官和操纵它们的信息处理机——中枢神经系统的节段。由此形成了这些信息处理机的等级并使其多层次化起来。但在长达几十亿年的岁月中不论哪一种信息处理机其效用却还是照旧——确保自我安全。

在所提出的模拟中，意识是中枢神经系统的专门化的信息处理机，它不是以调节机体内的内部环境和内部过程为目标，也不是以处理来自外界的信号，从而对这些信号产生这样或那样的反应为目标，甚至也不是以产生新的行为方式（算法）为目标，它完全是以研究、了解环境本身的性质为其目标的。

模型中第二等级系统相应为—种通道、通过它们把传送器和执行器官接通至计算机。每个通道均有自己的信息处理机以减轻系统的多余情报信息的进入和避免对其进行处理的必要性。显见，还有管辖通道间协调和联系的信息处理机。当我们从幼年起学习着协调自己的动作，分析自己感觉等的时候，则就开始把这些信息处理机的程序程序化或校正、证实并使其最优化起来，从而我们就有可能机械地无意识地去完成某些较复杂的动作了。

第三等级是计算机的大量基本的信息处理机群（约10⁸个之多）。意识不可能也不需要与它们中的每一个有联系，也不可能独个地活化它们中每一个的功能。但应存在控制信息处理机的等级系统，通过它可把功能信息处理机系统与意识联系起来。这些控制信息处理机除了可能有处在最低等级之外，自然都是属于第二等级的。

在本模型中，除了中枢神经系统的神经细胞群外，第四等级的作用是明显的。该等级是保障并供养计算机，使其免受外界干扰和损害的系统。

当我们考虑到需要创造性地解答某个复杂的问题时，我们绝不是用我们的意识来解决它的。感觉不出，也意识不到，我们竟使我们体内计算总体的操纵与功能信息处理机网络的某个部分活动起来了，并将它们单独分离出来。同时我们调节调度室（意识）接受来自这局部网络的信息。我们使系统动作起来的部分越大，则我们的“创造情绪”就越高。意识对自下面等级而来的信息接受得越好，我们就越能“聚精会神”。外界干扰、解决其它问题的必要性会转移我们意识的注意力，但却暂时不会妨碍下意识的功能。是的，没有意识方面的促进因素，为解决该问题而建立起来的网络就会逐渐被破坏，其组成将会被吸引到为解决另一些问题的其它局部网络的范围中去。

成百、上千，甚至上万个集中于局部网络中的信息处理机（10⁴——这是局部网络范围大小的近似上界）对全计算系统的10⁸个信息处理机来说只是微不足道的一小部分。但这却比当今电子计算机系统要强多了。

自然界在其进化过程中创造出人脑绝不是为了解决诸如证明数学定理或作诗填词之类的创造性问题的，而是为了在充满着危险和敌人的世界上生存下去。因此人脑的算法必定需拥有高度的惰性，以便稳妥地保证生存这个重要问题的解决。我们把这惰性称之为动物本性的、无条件反射的具体行为。人克服这种惰性并把脑的即使是很小一部分转移到解决与保证生命活动不太有关的问题上来的这种能力可称之为思维或意识。最后，人在对脑本身形成这些剩余算法过程中所起作用的能力可决定其创造潜力。就和其它能力一样，它的发展也是需要受到激励和锻炼的。

上面已经提到了，在神经系统中中央信息处理机是没有的。所有信息处理机——特别是第三等级的信息处理机——是足够独立的，都具有自身先天性的程序。可能能以某种程度自我校正这些程序，但这只能发生在第二等级上。

究其根源为最古老的第三等级信息处理机（负担加工机体内部信息的）应是与机体本身一起形成的。该过程主要是在人诞生时完成的。第二等级的很多信息处理机是在内脏发展期间打下基础的，但继续确立、形成和程序化却要迟至人的成长和身体发展的时候了。

意识开始发展要晚于其它信息处理机。其自身的特征一是以了解外界为目标——对意识发展开始来说要求与外界接触，但对于形成意识的物质基础——低等级的信息处理机潜备——在人出世时就已具备了。一个对意识发展的重要促进因素，无疑是最为婴儿所理解的信息形式——母亲的关怀和爱抚。

神经系统的每个等级，可能还有某些子等级，如控制信息处理机等级都相应有适合于该等级的任务、可能性和需要的内部语言。特别，高等级——意识——接近于自然语言。可以假定，体现我们意识的专门化了的信息处理机的语言，接近的不是某个民族的语言，而是近于它们全部的总和。此语言是不可能也不用使较低等级理解的，虽然其某些片段（其单个词及其思想、句子结构或联系）处在最接近于意识的等级上是可能的。

至于涉及到脑功能的算法，则它们（在最低细胞——分子等级）可以是十分简单的。不久前我去听了柯霍南（Т. Кохонeн）教授（芬兰）的报告并看了伴有连接计算机显示器的影片。柯霍南考察了简单的结构，如平方多孔网络，在其节点上有能响应和调整某些符合于它们信号的元件，并按网络产生邻接。开始，这样的网络好像被压缩为一小团——所有元件结构靠近。为一定统计规律所制约的信号长序列自外进入该网络中。受它们的影响，网络开始伸展，最初很快，而后变慢，并获得了（在信号参数空间中）更确切地反映该序列规律性的图形。柯霍南坚持认为人脑实际上是具有确立外界（在我们感觉和经验基础上）的那种简化了的拓扑形式的能力的。

注意到，纲络的每个元件的邻接数决定（近似）其拓扑维数：二个邻接——一维网络（方向为向前——向后），四个邻接——二维（增加向左——向右方向），六个邻接——三维或二维（但为三角形，而不是正方形聚集，以可以区别出平面上的更多方向）。在神经细胞的实际网络中每个神经元可以有上百个邻接，这样该网络的内维数就可达很高——大大地超出我们直觉观念范围之外、因此在分析人脑功能中就会遭到很大困难——我们所能做的也只不过是琢磨琢磨这些网络的定性规律而已！元件（信号）参数的拓扑维数和空间维数可能是不相重合的——一维网络（线）可以盘绕起来直到填满了平面图形并映出其外形轮廓。因此，参数的空间维数可以更高。

在网络展开时可能会有“失常”。如平方网络展开为正方形（最简单的结构之一），则“上”角可“正常”地展开，而“下”角却可能会不走正道：“左”的“向右”，“右”的——“往左”。这样的“失常”（它偶尔发生且本身并不消退）可举出很多——人们谬见的持久性，能力的差异（少“失常”为能力高，“失常”多则能力低）等。

在柯霍南实验中网络展开的开初发生很快，以后的结构形成则明显地慢了下来，但却可使信号图像复制得十分精确（假如不“失常”的话）。这可解释在儿童脑中进行着世界极为概括性的总体图像时他们的快速发展。用这也可解释成人在某种活动范围内由于长期“体验”而有掌握其细腻之处的能力。

在柯霍南报告所用的影片中，网络展开最初期（总时间的1—2%）的镜头特别能给人以深刻的印象，这仿佛是在对现象的领会上出现了最初的“恍然大悟”似的。正是在这里可能会产生理解错误（网络中的“失常”），所以过后也就不好消除了。

不过可认为，在人脑的拓扑网络中这样的“失常”可部分消除或防止。对此要求暂时中断外界信号流并使网络接收在信号参数空间中对它更为自然的图形。

由此可以联系到有很多学者不止一次地提到要求暂时抛开那些“怎么也解决不了”的问题，以便在以后可用“新的动力”来解决它。实际上这“新的动力”只是一种下意识，是被用来排除掉利用一定的概念并把它们运用到系统中但又得不到成功的那些尝试的。

怀疑——对在脑海中形成的观念和概念系统持有批判态度这是为学者们所特有的。这是一种逆向于意识的信号流，它不使内网络变得太硬化，以免对相矛盾的、深入至该网络中的图像的信息变得难以领会。

应该知道，柯霍南本人不想采用脑的“计算机”模拟并竭力强调中枢神经系统的功能特性，这是区别于数字计算机并迫使把脑看作成一种模拟系统。可能现今他热衷于对人工智能中的程序模拟是对的，但在生物机体中离散的（器官、细胞、分子）是如此紧密地与连续（组织、血管、纤维）配合，因而应避免有最极端的观点。重复一句，我们的模拟是并不指望完满而单值性地描述所有发生于脑和机体中的一切事物的。

自然又可提出一个问题：如何用此机制来解释脑的左、右二半球的差别呢？回答几乎是明显的：如果意识——总共只是信息处理机中的一个（可能比其它的要强一些，但在历史上产生尚不久），则它应局限在脑并显然局限于左半球。下意识及其信息处理机最快分布于全脑。意识比下意识惰性要小，较易受感，它向外而不向内。其内部语言接近于人的自然语言，逻辑——自然语言最普遍联系的集中表达——同样也属意识范围。因此，作用于左半球，研究者首先看到与意识相联系的那部分脑装置的反应。对右半脑的作用可引起对下意识和在其中进行着的过程为特征的专门化反应。

认为大脑半球分工的素质于人类来说是天生的，并由此而说明劳动技能、思维、语言、记忆、注意力和想象力的蓬勃并大有效果的发展。这是一种错误的见解。实际上所有这一切正好是反向进行着的，在劳动过程中理解世界能力的发展必定是伴随着脑中相应功能的发展的，并且只是发生在某个半脑中，由此而产生了脑半球的不对称性。