Поисковое поведение животных
| |
Selena | Дата: Вторник, 2006-01-17, 12:16 | Сообщение # 1 |
 Льюис Кэрролл
Группа: Администраторы
Сообщений: 9364
Статус: В реале
| Раскапывая материалы к прграмме Гордона нашла совершенно потрясающий комментарий от evgeniy 16.01.2003 07:57. Всё-таки были времена... Стало общим местом сравнивать мозг человека и животных с кибернетической машиной. При этом оказывается, что по своему «техническому исполнению» человеческий мозг от животного практически ничем не отличается, разве что размерами. Но при этом до сих пор не может быть обнаружено то, что качественно отличает способы их функционирования. Итак, мозг – это некоторый управляющий компьютер, обеспечивающий выполнение определенных задач организмом для достижения некоторых стоящих перед этим организмом целей (от элементарных биологических: выживание и размножение, до высших творческих у человека). Как любой компьютер – мозг имеет сложную материальную структуру (на компьютерном сленге – «железо»), которая не может функционировать без соответствующего программного обеспечения. Для решения поставленной нами задачи: раскрытия тайны человеческого мышления, необходимо внимательнее присмотреться к своеобразию программирования живых компьютеров специфике программ и тому, как они соотносятся с живым «железом». Первоначально у живых организмов отсутствовали органы, специализирующиеся на управлении (управляющий компьютер). Функции управления были рассредоточены по всем элементам живой системы практически равномерно. Это выражалось в том, что каждая клетка имела полный набор программ действия (записанных в генетическом коде) для любых возможных условий существования, в которые она может попасть. При этом различие программ клеток функционирующих самостоятельно и тех, которые находятся в составе организма (например, растения) заключалось лишь в наличии дополнительных процедур координирующего характера. При этом практически каждая клетка является носителем всего набора этих процедур. Это стало возможным потому, что существует очень интересная особенность перехода от одного организационного уровня к другому (более высокому, например, от клетки к многоклеточному организму). При естественном ходе вещей во время такого перехода происходит падение уровня сложности целостности нового уровня. К примеру, первичные простейшие многоклеточные существа на своем уровне исключительно просто организованы, значительно проще, чем любая из клеток, составляющих это существо. И это несмотря на то, что потенциально более высокий уровень организации обладает значительно большим «запасом» сложности, что подтверждает дальнейшее развитие целостностей данного уровня. Надо сказать, что подобное межуровневое падение сложности можно наблюдать и в других случаях. Например, при переходе от популяционно-индивидуальной, биологической организации живых особей к общественной в человеческом обществе. Мы здесь наблюдаем, насколько первые общественные целостности просты в своей организации, хотя составляющие их элементы – люди имеют исключительно сложную внутреннюю организацию. К тому же тут есть еще один важный момент. Новый организационный уровень возникает только тогда, когда будут исчерпаны практически все приспособительные ресурсы предыдущего уровня, и сложность отдельных элементов нижнего уровня достигнет своего максимума. Мы видим, что по сложности структуры клетки одноклеточных существ (сохранившиеся со времен, когда еще не было многоклеточных организмов) не менее сложны, чем клетки высших животных. Итак, клетки, как индивидуальные существа имеют программу, записанную в «железе», в генетическом коде. Клетка реагирует на внешние воздействия или внутренние изменения в соответствии с записанными на генном уровне процедурами. Особо отметим, что самостоятельные клетки практически в период своего индивидуального существования не приобретают новых программ (конечно, если это не имеет формы мутаций непосредственного воздействия на геном, порчи генетического кода). Они не имеют, в силу своей еще недостаточной сложности механизмов самопрограмирования. Возможно, в составе организмов отдельные клетки могут приобрести такую способность к перепрограммированию, но такое перепрограммирование идет под воздействием других клеток, вмешивающихся в генетический аппарат. Пример: перепрограммирование (перерпрошивка) клеток вирусами. Сама же по себе выработка новых программ осуществляется путем естественного отбора. То есть новая программа появляется у новой клетки при ее рождении (механизм появления здесь рассматривать не будем), и если она обеспечивает выживание клетки в данных условиях, то она дуплицируется в последующих поколениях. Если – нет, то клетка просто погибает. По-видимому, в общих чертах такая методика программирования в качестве основной сохраняется и на уровне растительного мира, хотя возможны нюансы. Качественно новая методика программирования появляется на уровне животного мира. Резко возрастает количество и качество форм функционального реагирования, и в первую очередь это связано с появлением специальных органов перемещения многоклеточных организмов в пространстве. Организм становится активно подвижным. Первым шагом на этом пути становится дифференциация клеток на исполнительные двигательные и управляющие нервные. Вторым – образование из нервных клеток систем (нервных систем). Однако первоначально программирование даже в нервных системах остается на прежнем уровне, оно осуществляется через изменение генетического аппарата, программы прошиты в «железе». Однако функционирование нервной системы приобретает форму безусловного рефлекса. Наконец, на базе безусловного рефлекса (полностью определяемого генетической информацией) в усложняющейся нервной системе появляется условный рефлекс. Это поистине революционный шаг в организации внутреннего управления живого организма. Впервые появляется программирование и перепрограммирование в течении срока жизни отдельной особи. Ведь если внимательно присмотреться то условный рефлекс (УР) это простейшая программа вырабатываемая организмом под воздействием окружающей среды. УР трудно в полной мере назвать самопрограмированием, это все еще программирование организма окружающей средой. Точнее – само програмпрограммирование внешней средой. Это не абракадабра. Дело в том, что механизмы программирования принадлежат организму (потому-то это САМОпрограммирование), а содержание программы черпается из окружающей среды, то есть, структура программы отражает структуру процессов происходящих в окружающей среде. Как это происходит, неплохо исследовал еще Павлов. Его исследования развиты советскими и зарубежными физиологами, только надо попробовать интерпретировать эти разработки на языке кибернетики. При УР процесс создания программы совпадает с процессом ее «инсталлирования» - освоения, закрепления в нервной системе. Но, если раньше среда программировала живые существа через механизм естественного отбора и фиксировалась программа через генетический аппарат, то УР позволил получать и изменять программы приспособления к окружающей среде более оперативно, в рамках времени жизни отдельной особи, не задействуя генетический аппарат. Но, несмотря на то, что живое научилось программироваться в течении жизни, эти УР-программы сохраняется только на протяжении жизни одной особи. Особь способна передать их своему потомству только, если данная программа запишется в генах. Даже при обучении родителями детенышей программы не передаются, а создаются условия для ускоренного самопрограммирования. Например, это происходит, когда мать приносит детенышу полупридушенную жертву и дает ею поиграть. Следующим гигантским шагом в развитии живого стало появление человека. Так вот качественное отличие организации нервной системы человека заключается в том, что он приобрел способность передавать программы, выработанные в течение жизни одной особи будущим поколениям. Программирование, наконец, приобретает привычную нам по кибернетике форму: программа кем-то разрабатывается, а затем инсталлируется в не имеющую данной программы систему, в данном случае живую. Такую инсталляцию принято называть обучением.
|
|
| |
Selena | Дата: Вторник, 2006-01-17, 12:17 | Сообщение # 2 |
 Льюис Кэрролл
Группа: Администраторы
Сообщений: 9364
Статус: В реале
| Надо здесь обратить внимание на одно важное обстоятельство. С точки зрения кибернетики описанное исключительно нерационально (точнее не оптимально). Это равносильно тому, если бы создавались компьютеры, постоянно совершенствовались, но для них никто не делал программного обеспечения. И где-то только на уровне пентиума-10 появляются первые зачатки программирования. И лишь когда прогресс дошел до пентиумов-20, появляются полноценные программы. Это значит, что если бы у достаточно простых организмов, имеющих небольшую нервную систему (управляющий компьютер), например, у насекомых, имелась возможность программирования из вне, и существовали внешние программисты, способные это делать, то можно вполне организовывать этих существ по более сложным программам. Поведение отдельных особей можно было значительно усложнить. Но в естественной природе срабатывает принцип, на который указывалось выше: новый качественный уровень организации (сложности) возникает только тогда, когда будут полностью исчерпаны все возможности данного уровня, и пройдены все промежуточные этапы. Это объясняет, почему природа создала такой огромный и сложный мозг у животных, который сложнее любого компьютера. Но при этом невозможно научить животного играть в шахматы, что для простенького компьютера не составляет особого труда. Природе проще создать дополнительный процессор для выполнения новой функции, чем перепрограммировать старые процессоры на выполнение этой функции (что с нашей точки зрения вполне технологически возможно и даже более рационально). И поэтому пока было возможно, она обеспечивала усложнение деятельности живых организмов исключительно этим путем, увеличивая и увеличивая мозг (управляющий компьютер). Природа гениальный специалист по «ЖЕЛЕЗУ», но ей всегда не хватало программистов, бога, например. Кстати, когда общество начало программировать своих членов, оно придумало себе программиста, персонифицировало его как раз в виде бога. Поведение ручейника подтверждает, что он действует исключительно по генетически заданным программам, только он их выбирает из огромного набора и по программам также записанным генетически. Речи об обучении не идет. Другой оппонент, напротив, как раз говорил об обучении. Он при этом постоянно путал обучение в животном мире, то есть чисто условно-рефлекторную деятельность с обучением человека, который наряду с УР-программированием постоянно подвергается программированию другими людьми (а через них обществом в целом) через третью сигнальную систему и другие каналы. Все же животные умеют программировать друг друга при непосредственном контакте. Человек же имеет возможность писать программы, которые сгодятся и через тысячи лет, а также использовать написанные задолго до его рождения. Естественно, что животные программируют друг друга, но это условнорефлекторное программирование средой. То есть, другое животное воспринимается как кусочек окружающей среды. Например, какая-то птица нашла себе партнера для продолжения рода, это вполне естественный безусловнорефлекторный акт. Но в дальнейшем эта птица длительное время сохраняет партнерские отношения, выделяя его из массы других. Это уже условнорефлекторный акт. То есть это то, что я определил как «самопрограммирование средой». Но в качестве среды выступает другая особь того же вида. В животном мире подобное взаимное самопрограммирование между особями одного вида, группового вамопрограммирования (например, в стадах и стаях) достигает очень высокого развития. И за время развития феномена условного рефлекса от начала его регулярного применения до перехода на более высокий уровень программирования – присущего человеку, он претерпевает достаточно большие изменения, совершенствуясь и усложняясь. Первоначально образование условных рефлексов и действие на их базе является лишь дополнением программному обеспечению, зашитому в «железе» (безусловным рефлексам). То есть поведение животных основано на безусловных рефлексах зафиксированных в генетическом аппарате и основанном на опыте прошлых поколений, передаваемом через геном, а УР (условный рефлекс), это всего лишь модификация подстройка под особенности окружающей среды. По мере усложнения взаимодействия с окружающей средой и усложнения поведения возникают две трудности. Во-первых, поведенческие программы должны нести все больше и больше информации об окружающем мире, то есть, усложняться и расти в объеме. Но геном не резиновый. Во-вторых, происходит включение в параметры программирования все более динамичных показателей, которые могут изменяться за периоды сопоставимые с длительностью жизни отдельных особей. За подобной динамикой модификация генетически записываемых программ методами естественного отбора просто не успевает. Появилась необходимость все большее количество навыков (программ поведения) каждой особи приобретать самостоятельно условнорефлекторным (УР) путем в начале своей жизни. При этом слой таких УР-программ базируется на мощной основе программ полученных генетическим путем от прежних поколений, который не уменьшается. Но вот количество и сложность УР-программ непрерывно растет. Появляется необходимость выделения в жизненном цикле особи специальный период, посвященный исключительно приобретению таких программ. Первоначально он совпал с периодом детской физической неразвитости, в который родители осуществляют выкармливание и обеспечивают выживание своего потомства. Появилась игровая активность не связанная с необходимостью выживания. В дальнейшем родители начинают обеспечивать это игровое поведение, так как надо получить все большее количество навыков за относительно короткий срок. Родители приносят детенышам полупридушенную жертву, повышая таким образом эффективность процесса получения навыков. Но делают они это не из какого-то мифического желания обучить своих детенышей, а всего лишь повинуясь инстинкту полученному от предыдущих поколений. При этом игровое поведение детенышей не корректируется, в лучшем случае родители просто играют с детенышем, то есть это не обучающее поведение, а всего лишь игровое. Однако со временем и этого становится мало. На последних этапах в добавление к игровому начинает развиваться подражательное поведение. Оно в полной мере присуще только приматам. В таком поведении уже присутствует элемент передачи опыта от одной особи другой не прибегая к средствам генетического аппарата. Об этом Вы говорите в своем примере с обезьянами, обучающими детенышей доставать мед. Вероятнее всего речь идет не о целенаправленном обучении. Просто обезьяна в присутствии детеныша осуществляла какие-то манипуляции с целью прокормиться, детеныш в подражание родителям делает тоже, чему родители не препятствуют. Но родители при этом не заставляют это делать и не корректируют действия детеныша специально. То есть, если это обучение, то скорее пассивное самообучение. У человека даже на самых ранних стадиях обучение уже приобретает со стороны обучающего активный характер. Даже самая плохая мать целенаправленно заставляет своего ребенка действовать по программам, которые она приобрела от предыдущих поколений. Например приучает ребенка есть по часам, если ребенок это делает – поощряет, если капризничает – наказывает. Даже самая плохая мать целенаправленно заставляет своего ребенка действовать по программам, которые она приобрела от предыдущих поколений. Например приучает ребенка есть по часам, если ребенок это делает – поощряет, если капризничает – наказывает. Кстати животные наказывают своих детенышей только в случае, если они подвергают себя и родителей опасности, или просто создают неудобства выше того уровня, который они готовы стерпеть. Но и внутреннего стимулирования в виде воли у детенышей животных при приобретении новых навыков нет. Это всего лишь игра, приносящая удовольствие. Но в подобной ненасытной игривости запрограммированной генетически есть глубокий смысл: чем больше детеныш переиграет возможных ситуаций, тем больше он получит программ-навыков необходимых ему во взрослой жизни.
|
|
| |
Selena | Дата: Вторник, 2006-01-17, 12:51 | Сообщение # 3 |
 Льюис Кэрролл
Группа: Администраторы
Сообщений: 9364
Статус: В реале
| И ещё кусочек из материалов передач Гордона. Уже ближе к нейрону. Идея, которая до сих пор не доказана, и которой сейчас занимается профессор Либерман, связана с предположением, что клетка содержит в себе физическую информацию об окружающем нас мире. То есть в момент рождения человека в его генетическом коде записаны законы, в соответствии с которыми функционирует окружающий нас реальный мир. К примеру, когда в человека бросают мяч, он знает, как надо остановить его и как бросить мяч в нужное место. Ясно, что речь не идет о записи в генетическом коде законов Ньютона или теории относительности Эйнштейна, а о том, что в молекуле ДНК закодированы законы реального мира, а человек действует в соответствии с информацией, заключенной внутри него самого. Эта область исследований находится сейчас на передовом крае современной науки. Следующий шаг, предлагаемый профессор Либерманом: клетки человеческого мозга действуют наподобие гигантской телефонной станции, работающей по принципу аналогового компьютера. В любой клетке определенная информация начинает «работать», когда получает извне необходимые данные. Белки, находящиеся в клетке, реагируют в соответствии с их специфическим строением. На этом уровне «компьютер» работает по квантовым принципам. Особенностью описываемой теории является то, что способ работы подобного «компьютера» невозможно точно проанализировать. Не может этого сделать ни обычная, ни квантовая физика. Причина в том, что в момент, когда мы пытаемся «проверить» или «измерить» его состояние, мы оказываем на него влияние и тем самым изменяем его работу. В ньютоновской физике вмешательство измерительного прибора не влияет на результат измерения. Но в квантовой физике, как известно, невозможно получить абсолютно точный результат измерения. Как было сказано, факт вмешательства проверяющего (или измерительного прибора) влияет на результат проверки (измерения). Либерман утверждает, что человеческие клетки находятся не в пассивном, а в активном состоянии. Поскольку речь идет о живой клетке, то она фактически имеет свою собственную позицию, свое «мнение». То есть у клетки есть своего рода воля, и благодаря ей клетка принимает решение, как отреагировать. Все это выглядит совершенно фантастически, однако Либерман считает, что исследования в этой области – необходимый этап на пути к новой науке.
|
|
| |
Selena | Дата: Вторник, 2006-01-17, 12:53 | Сообщение # 4 |
 Льюис Кэрролл
Группа: Администраторы
Сообщений: 9364
Статус: В реале
| Оказывается, что если до недавнего времени основными законами, управляющими миром, были законы физики, а биология занимала, так сказать, второстепенное положение, то сейчас необходимо объединить эти две области. Более того, невозможно больше объяснять физический мир, не учитывая мир живого, так как ни одна реальность не существует без сознания. Законы мира раскрываются нам через ощущения, встроенные в код ДНК. А поскольку это так, они определяют способ поведения окружающего нас мира. Получается, что законы мира, постигаемые нашими органами чувств, действуют только тогда, когда есть осознающая себя действительность. Иными словами, если нет человека – нет и мира. Такие термины, как позиция, воля, решение, выбор проникают, в соответствии с теорией Либермана, в область физики. По его словам, «отныне больше нет возможности существования мира без божественного вмешательства». Редакторы “Biosystems” согласились опубликовать его статьи только в том случае, если он вычеркнет из них упоминание о “божественном вмешательстве”. Не имея иного выбора, он согласился, однако, по его мнению, мы больше не сможем формулировать физические законы, если будем пренебрегать миром духовным.
|
|
| |
Selena | Дата: Вторник, 2006-01-17, 13:00 | Сообщение # 5 |
 Льюис Кэрролл
Группа: Администраторы
Сообщений: 9364
Статус: В реале
| Из статьи Е.А.Либермана и С.В.Мининой «Биофизико-математические принципы и биологическая информация». В основу науки объединяющей физику, математику и биологию положены 4 принципа: наименьшей цены действия за вычисление и измерение, оптимальной предсказуемости, минимальной необратимости, и принцип причинности в новой формулировке. Что есть жизнь, может ли описать ее биофизика и что такое биологическая информация? В настоящей статье мы хотим попробовать дать неожиданный ответ на эти вопросы. Утверждение сводится к тому, что мир сделан квантовым и волновым для того, чтобы сделать живые существа минимально влияющими на будущее измерением и вычислением. В то же время, с этой новой точки зрения, без живых существ, способных измерять и предсказывать на основе измерения и вычисления будущее состояние окружающего мира, физических законов вообще не существует. (...) Кажется, построение новой науки, включающей описание живого, полезно начать с формулировки ее основных принципов. Было предположено, что в нашем мире действует не принцип наименьшего действия, а принцип наименьшей цены действия за вычисление. Физика рассматривает только случаи, когда влияние вычисления не существенно. Тогда верен принцип наименьшего действия, который, как показал Фейнман, может быть положен в основу релятивистской квантовой механики. Для живого же всегда необходимо учитывать влияние вычисления, поскольку молекулярный квантовый компьютер находится внутри клетки. Для внутренних задач, которые решает живая клетка, влияние измерения и вычисления, которое происходит внутри нее, существенно, поскольку цена действия одиночной операции квантового регулятора не может быть меньше постоянной Планка h. (...) Второй принцип природоведения - принцип оптимальности или точнее принцип оптимальной предсказуемости. Для решения тех задач механики, для которых не существенно влияние измерения и вычисления, принцип оптимальной предсказуемости ведет к равноправию всех систем координат. Это позволяет живым существам моделировать свои движения в системе координат, связанной с неподвижными стенами дома или вагона поезда. Однако, когда человек достаточно быстро вращается, его мозг автоматически переходит в систему координат, связанную с телом, так как задача поддержания равновесия тела становится такой сложной, что не может быть решена в системе неподвижных стен на предельных молекулярных компьютерах нейронов мозга из-за влияния измерения и моделирования. (...) Третий принцип природоведения должен объяснить явную необратимость законов термодинамики при явной обратимости основных законов. Это принцип минимальной необратимости, который гласит, что необратимость законов природы во времени связана только с необратимой затратой "цены действия" на измерение и вычисление с помощью оптимальных (молекулярных) измерительных и вычислительных устройств. Для задач, для которых эти необратимые потери не существенны, законы природы обратимы, как это наблюдается в опытах с элементарными частицами. (...) Четвертым принципом природоведения является принцип причинности. Физике пришлось с сожалением отказаться от этого принципа в связи с открытием квантовой механики, согласно которой измерение, произведенное, например, в Санкт-Петербурге, в тот же момент времени меняет пси-функцию в Москве, в то время как физические поля не распространяются быстрее скорости света. Природоведение восстанавливает принцип причинности в новом совершенно непривычном для старой науки виде. Принцип причинности утверждает, что причина всегда предшествует следствию, поскольку причиной регулярных событий в нашем управляемом мире всегда является решение управляющей системы - квантового компьютера. Для внешней системы, не знающей о решении управляющего данным процессом квантового компьютера, принципа причинности - возможности предсказания его будущих действий нет. Природоведение должно отказаться от девиза королевского общества Великобритании - verba et nula - слова ничего не значат.
|
|
| |
Ра | Дата: Четверг, 2009-04-09, 15:08 | Сообщение # 6 |
Льюис Кэрролл
Группа: Алисоведы
Сообщений: 1708
Статус: В реале
| Прикольный опыт с воронами описал некий каббалист в своем жж: http://boriskan.livejournal.com/10265.html
|
|
| |
serpent | Дата: Четверг, 2009-04-09, 16:20 | Сообщение # 7 |
 Льюис Кэрролл
Группа: Алисоведы
Сообщений: 1339
Статус: В реале
| Интересная статья, хотя от меня и ускользнул момент перехода от функций нейрона к солипсизму. По-моему тут был слишком широкий шаг. Это не к тому что я принципиально против такого перехода, а к тому что этот шаг неплохо было бы рассмотреть подробнее.
Сообщение отредактировал serpent - Четверг, 2009-04-09, 16:29 |
|
| |
|