Распознавание, интерпретация и смысл

В процессе восприятия информации человеком, т. е. перевода ее из сенсорных регистров (первичной памяти, где она очень короткое время хранится в непосредственном виде, т. е. в том, в котором поступила) в основную память, происходит ее преобразование в некоторые внутренние представления. В этом преобразовании (называемом психологами интерпретацией, категоризацией или кодированием — см. например, [1]) распознавание играет весьма существенную роль. Информация, хранящаяся в памяти человека (т.е. система знаний в широком смысле слова — совокупность не только вербальных сведений, но и сенсорных образов, неясных воспоминаний и т. д.), организована в виде сложной системы категорий, или классов — хотя, разумеется, эти «классы» мало похожи на четкие классы научной классификации. Восприятие человеком информации заключается в отнесении ее к некоторому классу: чтобы воспринять совокупность сенсорных сигналов, мы должны «понять, что это такое». Процесс определения того, «что это такое», т. е. к какому классу (или, в других терминах, категории) следует отнести данную информацию, — это и есть распознавание, или категоризация. Можно сказать также, что распознавать входную информацию — значит наделять ее смыслом. Отсюда и уместность термина «интерпретация».

Система категорий формируется на протяжении всей жизни человека. Категории перестраиваются и создаются заново, в чем, собственно, и заключается обучение в широком смысле слова. Эти процессы, как сознательные (обдумывание, переосмысление), так и бессознательные, протекают медленно, а их результаты проявляются не сразу. В ходе же постоянных локальных восприятий происходит быстрое отнесение входного образа к одному из классов, существующих в данный момент. В процессе восприятия существенную роль играет память, хранящая систему категорий. Так как содержание памяти существенно определяется индивидуальным опытом, то и восприятие очень индивидуально. Именно этим объясняются такие всем хорошо известные явления, как разное «видение» одного и того же, противоречивые показания очевидцев, эффекты «испорченного телефона» и т. д.

Таким образом, восприятие информации — это не просто ее переписывание в память «один к одному», а сложный процесс построения ее внутреннего представления или внутреннего образа, в котором важную роль играют механизмы распознавания. При этом часть входной информации неизбежно теряется.

О том, как категоризация влияет на распознавание, говорит известный эксперимент Уайсмена и Найссера (см. [2]) с набором картинок, полученных из осмысленных изображений путем удаления некоторых контуров (картинок Муни). Разобраться, что на них изображено, довольно трудно. Рассматривая картинки, испытуемые пытались разгадать их смысл (т.е. проинтерпретировать), причем для одних картинок успешно, для других — нет. Через некоторое время предъявлялся набор картинок, в котором были и предъявленные ранее, и новые картинки того же типа. Требовалось узнать картинки, предъявленные ранее. Узнавание было успешным, только когда испытуемые при первом предъявлении картинки давали ей какую-то интерпретацию (т.е. относили к некоторому классу), а при проверке на узнавание интерпретировали ее так же.

Отсюда следует два важных вывода. Во-первых, узнавание основано не на сравнении картинок, предъявляемых при проверке, с образными следами, а на сопоставлении своих прежних выводов об их содержании с текущей интерпретацией. Иначе говоря, в памяти испытуемых сохранялась не копия картинки, а информация о ее категоризации (если она произошла), и, значит, внутренний образ — это не «картинка», тождественная сенсорному образу, а некоторое не совпадающее с ним представление. Для его формирования требовались определенные условия (возможность интерпретации), и притом это представление — разное у различных людей, поскольку результаты узнавания у этих людей были разные. Во-вторых, при отсутствии интерпретации запись в память либо не происходит (что, по-видимому, более вероятно), либо эта запись оказывается недоступной.

Из всего сказанного выше можно сделать еще один вывод. Образ, хранящийся в памяти, является принципиально внутренним представлением; в полной мере его объективировать нельзя. Люди неспособны непосредственно обмениваться образами. Для такого обмена они вынуждены создавать их внешние представления: передавать нужное словами, интонациями живой речи, рисунками, жестами и др. При объективизации, отчуждении образа происходит его обратная перекодировка, которая вовсе не является обратным (в теоретико-групповом смысле) преобразованием: часть информации теряется и искажается. Но, кроме того, всякая коммуникация — это не только обмен сенсорными сигналами, но и опять-таки восприятие, т. е. взаимная интерпретация, при которой, как мы уже знаем, снова часть информации теряется и искажается. Мало того, что не удается выразить все, что у тебя «внутри», еще и выраженное рискует быть понятым не так (или не совсем так), как ты хотел. Это прекрасно выражено в знаменитой строчке Ф. И. Тютчева «Мысль изреченная есть ложь».

Неоднозначность обратной перекодировки образа и связанные с ней потери информации означают, что полная переводимость из образной системы в символьно-логическую невозможна. Да и символьные объекты хранятся и обрабатываются в памяти человека не так, как в компьютере. Об этом говорит, например, тот факт, что человеку гораздо легче запомнить последовательность номеров телефонов или дат рождения хорошо знакомых людей («осмысленную последовательность»), чем простую, неинтерпретированную последовательность цифр той же длины. «Осмысливание» символьных объектов улучшает их запоминание; на этом основаны многочисленные мнемонические приемы. Но поскольку системы смыслов, т. е. системы категорий у разных людей, как уже было сказано, не совпадают, то в случаях, когда работа с внешними представлениями требует сохранения определенных свойств (скажем, истинности или точности), отсутствия потерь информации, опора на смысл становится ненадежной.

Одна из центральных идей математики и информатики ХХ-го века — идея формализации — как раз и заключается в проведении преобразований информации на синтаксическом, неинтерпретированном уровне, в виде манипуляций с символами без апелляций к их смыслу. Интерпретация остается только на входе и выходе. Эта идея была четко сформулирована еще в известной программе Гильберта, выдвинутой в начале века и положившей начало широкой волне исследований по математической логике и теории алгоритмов. Она же лежит в основе программирования и всего многообразия процессов информатизации и алгоритмизации. Что же касается мозга, то его принципы работы можно было бы назвать семантическими. «Мозг работает не с информацией в компьютерном понимании этого слова, а со смыслом или значением. А значение — это исторически формируемое понятие, оно находит выражение в процессе взаимодействия индивидуума с природной и социальной средой. Вспоминая, мы выполняем над воспоминанием какую-то работу и трансформируем его. Мы не просто извлекаем образы из хранилища и, использовав, возвращаем обратно в прежнем виде, а каждый раз пересоздаем заново» [3]. Правда, эта мысль Роуза скорее не отвечает на вопрос о специфике работы мозга, а лишь ставит проблему ее конструктивной расшифровки с позиций информатики.

Но если образная система представлений, связанная с субъективными категориями, столь неоднозначна и ненадежна, может быть, ее исследование стоит полностью оставить психологам, а информатике продолжать заниматься символьными системами? До недавних пор так оно и было. Все (или почти все) известные системы, моделирующие интеллектуальные процессы, включая доказательство теорем, когнитивную графику и естественно-языковые интерфейсы, основаны на синтаксических принципах обработки информации. Они «не понимают, что делают», хотя во многих случаях успешно имитируют понимание. Классическим примером имитации понимания до сих пор остается созданная 30 лет назад программа «Элиза», которая имитирует осмысленные ответы путем комбинаторных манипуляций со словами, содержащимися в вопросе.

Однако ограничения синтаксического подхода становятся все более очевидными. Обстоятельство, отмеченное в начале доклада — «то, что просто человеку, сложно компьютеру», — за 40 лет развития ИИ так и осталось непреодоленным. И это заставляет специалистов по информатике обратиться к изучению особенностей функционирования образных систем. Ответ на вопрос об их специфике в его «сильной форме» (какова она «на самом деле»), разумеется, нельзя получить без помощи нейрофизиологов; до его разрешения, по-видимому, еще очень далеко (см. по этому поводу книгу [3]). Но с точки зрения интересов информатики — конструирования процессов, столь же эффективных, как и процессы, протекающие в мозгу человека (но не обязательно «точно таких же») — достаточно более слабой формулировки исходного вопроса. Он может ставиться так: каковы информационные модели, которые феноменологически проявляют те же свойства, а главное, обладают хотя бы в некоторых важных аспектах той же эффективностью при работе с образами и, следовательно, могут использоваться для создания новых информационных технологий?