Книга: Фреймы для представления знаний

5.4. Эволюция

5.4. Эволюция

Теория фреймов предполагает наличие большого числа разнообразных механизмов для манипуляции визуальными и символьными образами. Я не думаю, что большинство этих механизмов может возникнуть в процессе самоорганизации системы; скорее, они зависят от того, что было заложено в систему с самого начала. Какие этапы в эволюционном развитии способствовали появлению подобной первоосновы? Приведенные ниже доводы показывают, что совершенствованию фреймо-представлений в целом, видимо, способствовали требования пространственного зрительного восприятия.

На ранних стадиях эволюционного развития узловые моменты были, видимо, связаны с совершенствованием детекторов отдельных визуальных черт, что диктовалось необходимостью в удовлетворении первых жизненных потребностей (питание, воспроизводство, самооборона). По мере того, как все более сложными становились зрительная и двигательная системы, росли требования к правильному установлению отношений между видимыми предметами и их местонахождением во внешнем мире, т. е. между предметами и теми позициями, которые можно достигнуть или к которым можно подойти. Особо нужными становились те преобразования, которые позволяли бы компенсировать изменения в своем собственном местоположении. Это было важно, например, на охоте или в каких-то иных критических условиях. На охоте или во время полета определенным преимуществом обладает тот, кто способен координировать информацию, получаемую во время своего движения; если даже видение все еще базируется на последовательном распознавании простых визуальных черт, то и в этом случае способность к правильному объединению различных признаков, замеченных в разное время, предоставляет субъекту определенные преимущества.

Простое, линейное, горизонтальное упорядочение визуальных черт позволяет создать большое число полезных схем «распознавания». Еще большего можно достигнуть, если пользоваться данными, получаемыми, во-первых, в процессе движения объекта относительно наблюдателя и, во-вторых, как результат изучения двигательного параллакса. Вследствие этого нам нужно заниматься как схемами распознавания на базе согласования линейных фреймов с отдельными частями упорядоченных совокупностей, так и схемами объединения для выработки и развития представлений (пусть даже несовершенных) об окружающем нас мире. Не следует думать, что мы сразу получим глобальную картину мира; вначале мы будем располагать эгоцентрическими полярными представлениями, основанными на связях между парами различных объектов или между объектом и каким-либо опорным направлением, скажем, направлением на солнце. На ранних этапах, по-видимому, еще не должны существовать усложненные механизмы для анализа связей типа «фигура—фон» и построения трехмерных сцен. Мне не известны какие-либо серьезные доказательства того, что живые существа, помимо человека, могут вырабатывать реальные представления о том, как устроен наш мир, и, хотя по поведению отдельных животных это можно было бы предположить, таким фактам можно дать более простое толкование.

Построение и использование глобальных представлений требуют развития тех же трансформаций движения, которые необходимы для задания соответствующим узлам различных видовых данных. Чтобы объяснить, в свою очередь, эволюцию таких механизмов, нужно попытаться представить себе возможные пути этого развития, начиная с эгоцентрического углового пространства, которое способствует реализации визуально-моторной деятельности. Построение системы фреймов на базе общих терминалов — близкая и несколько более простая задача; для ее решения могут оказаться полезными те схемы и структуры, о которых сейчас идет речь. Чтобы создавать другие варианты памяти для хранения зрительных образов, нужно разработать способы включения совокупностей заданий в элементы долговременной памяти: кто-то, например, хочет получить представление о квартире товарища, кто-то — о местах гнездования птиц или районах хорошей охоты и т. д. Было бы ценным получить нужные и интересующие вас как охотника сведения для уверенной ориентации в том районе, где намечается охота.

Потребности зрительного восприятия отчетливо указывают на необходимость проведения определенных манипуляций с символьными представлениями, основанными на теории фреймов, однако же, они в полной мере не обусловливают необходимости в механизмах воображения. Последние весьма полезны в любой деятельности, направленной на решение задач и требующей использования принципов планирования.

Нам следует разделять индивидуальное и эволюционное развитие. Текущий видовой фрейм взрослого человека обычно определяется тем, что он знает о своем местонахождении; это требует учета всех поворотов тела, поворота головы и направления взгляда. Было бы неудивительно обнаружить в лобных участках коры головного мозга «врожденные» механизмы, ответственные за зрительное восприятие, т. е. механизмы, с помощью которых параметры, характеризующие положение человека в пространстве, управляют переадресацией демонов характерных визуальных признаков. Гипотеза о врожденных механизмах подтверждается хорошей визуально-моторной координацией, наблюдаемой в раннем возрасте у многих видов позвоночных. Однако существование иных механизмов индивидуального развития человека могло бы уменьшить требования к формированию врожденных механизмов зрительного восприятия.

Такая система восприятия, характерная для взрослых людей, может рассматриваться как система Коперника, тогда как у детей следует ожидать присутствия иных схем. У ребенка развитие системы зрительного восприятия начинается, вероятно, с той схемы, в центре которой находится лицо (а не ноги) и главная функция которой состоит в том, чтобы увязать зрение с движением рук. После этого наступает очередь создания несовершенного еще образа двигательных возможностей своего тела, и лишь значительно позже появляется глобальная система с «постоянным» чувством ориентации, в пределах которой наблюдатель мысленно может свободно перемещаться. Подобная эволюция системы, в центре которой последовательно располагаются голова, тело и затем свой собственный пространственно-ориентированный образ, требует очень больших усилий, и поэтому у ребенка этот процесс значительно растянут во времени. Такой процесс, но в значительно более ограниченных масштабах, можно было бы, по всей видимости, изучить, наблюдая за тем, как люди учатся ориентироваться по карте. Вначале человеку необходимо сопоставлять карту с видимой картиной, затем это становится все менее и менее необходимым. Искусство, вероятно, заключается в том, чтобы представлять себе и картину, и карту одинаково ориентированными относительно некоторого внутреннего направления, например на север. Часть появившихся в процессе тренировки новых способностей состоит в том, что человек по мере стабилизации и уменьшения амплитуды колебаний между теми или иными возможными решениями улучшает механизм перспективных преобразований данных на основе отбора наилучших для каждой конкретной ситуации ориентиров.

В любом случае наша задача состоит не столько в том, чтобы обосновать преимущества «врожденной» или «развиваемой» модели восприятия, а, скорее, в том, чтобы построить хорошие сценарии возможных действий промежуточных систем. Относительная беспомощность младенца по отношению, скажем, к жеребенку, конечно же, не означает, что у него отсутствует врожденный пространственно-моторный механизм; это свидетельствует о том, что его проявление задерживается до тех пор, пока не появятся предпосылки для образования образов и построения на этой основе более сложной в интеллектуальном плане системы.

Оглавление книги