Как известно, в области теории познания была осуществлена абстракция от конкретного рассмотрения ситуаций и установлены общие принципы организации окружающего нас мира, процесса взаимодействия человека со средой при познании им действительности. Большое значение имеет указание на то, что в основе окружающей действительности лежат сложные связи и системы отношений между объектами и что именно эти системы отношений являются наиболее важными для живых организмов. Перед учеными была поставлена задача воспроизвести в эксперименте не только простые причинно-следственные связи типа связи условного сигнала и безусловного подкрепления, но и более сложные системы отношений.
Советским исследователем в области высшей нервной деятельности членом-корреспондентом АН СССР Л. Г. Ворониным и его учениками были разработаны конкретные варианты методики. В этих экспериментах использовали специальные схемы. Пример такой схемы представлен на рисунке. При-проведении эксперимента исследователь мог включать сигнал только в том случае, если в результате каких-то поисковых действий человек или животное осуществляли предусмотренные схемой действия. Например, если были включены сигналы а1, а2, а3 (компоненты узла типа И) и испытуемый осуществлял действие б9 (нажатие на кнопку, на педаль и т. д.), то появлялся сигнал безусловного подкрепления (a15). Такая схема более полно отражала специфику внешних условий и создавала предпосылки для выявления новых правил работы мозга. Экспериментатор реализовывал модель внешней среды, но сам не мог активно вмешиваться в ход эксперимента. Напротив, испытуемому принадлежала активная роль он осуществлял предусмотренные схемой действия, мог влиять на внешний мир, вызывая соответствующие изменения. В ходе опыта перед человеком или животным ставилась определенная цель: человек включал сигнал, который был определен инструкцией, а животное получало пищу.
Такие схемы позволили отразить различные условия, в которых осуществляется формирование поведения человека и животных. Нами был приведен только наиболее простой пример их построения.
Чтобы сформулировать гипотезу, применялась следующая методика. На первом этапе использовалась статистическая обработка данных экспериментов и выявлялись некоторые зависимости между сигналами и действиями, которые описывались на языке протокола опыта, например зависимость между появлением сигнала a13 и возникновением действия (нажим на кнопку б12). Такие закономерности слу-жили ориентиром для дальнейшего исследования. Выявлялось значение данного сигнала в схеме опыта. Устанавливалось, в частности, что этот сигнал (а13) является одним из компонентов «узла типа И» (а13, а18) (отношения взаимного дополнения), что-видно на схеме (см, рис.). Далее выяснялось, какое значение на схеме имеет 612 и т. д. Этот анализ давал возможность сделать предположение о наличии правила, например правила, определяющего, что элементы рефлекса на комплексный раздражитель могут играть роль автономного подкрепления при выработке новых систем рефлексов
Гипотеза о наличии правила проверялась экспериментально. При этом общая структура схемы опыта упрощалась. В нее включалось минимальное количество компонентов, необходимое для подтверждения созданной гипотезы. Например, в том случае, если предполагалось, что компоненты рефлекса на комплексный раздражитель могут служить подкрепляющим раздражителем для выработки новой цеп» рефлексов, при проведении эксперимента вырабатывался рефлекс на комплексный раздражитель, а затем выяснялось, можно ли использовать элементы комплекса для выработки новых условнорефлекторных реакций.
После того как человек или животное осуществляли предписанные схемой опыта действия, включался элемент комплексного раздражителя. Выяснялось, фиксируется или не фиксируется данное действие в форме условного рефлекса. Если действие закреплялось, значит, гипотеза была правильной, если не закреплялось, то приходилось отказываться от этого предположения и переходить к построению новой гипотезы, которую также следовало проверить специальными экспериментами.
Б связи со спецификой описанных типов экспериментов первая их категория была определена как «ориентирующие эксперименты», а вторая — как «анализирующие эксперименты». Ориентирующие эксперименты служили для первоначального анализа процесса работы мозга и построения предположений, а анализирующие — для подтверждения созданных гипотез. Таким образом удалось реализовать ряд предпосылок, необходимых для выявления отдельных правил.
Далее возникла задача объединения правил в структуру алгоритма. Для этой цели проводились так называемые «синтезирующие эксперименты», которые доказывали, что все правила, объединенные в •определенную последовательность, действительно приводили к решению задачи, т. е. что они обладали свойством результативности. Для этого проводились также «контролирующие» эксперименты, при постановке которых перед испытуемым не ставилась цель добиться поставленного в инструкции результата. Он механически выполнял все выявленные ранее правила, не вводя в эксперимент никакого элемента творческого поиска или мышления. Ставилась задача выяснить, может ли алгоритм (последовательность формально записанных правил) привести к желаемому результату, т. е. построить правильное «отображение внешнего мира». Если в результате действия испытуемого оказывалось возможным построить отображение, значит, алгоритм обладал определенной степенью полноты и эффективности. Если же возникали ошибки, то проводился их анализ, который использовался для того, чтобы поставить новые эксперименты и выявить недостающие компоненты.
После того как был создан алгоритм, оказывалось возможным теоретически доказать, что его работа действительно приводит к реализации способностей человека и животных. Можно было поставить алгоритм на вычислительную машину и доказать эффективность полученных систем правил на основе использования метода кибернетического моделирования. Далее большое значение имел этап, на котором осуществлялось доказательство использования алгоритма на работе мозга в естественных условиях жизни человека и животных. Для этого по специальным тестам обнаруживалось присутствие данного алгоритма, а затем конкретное поведение человека интерпретировалось на языке описания алгоритма. На созданной теоретической модели можно было «проигрывать» разные ситуации и сравнивать полученные теоретически прогнозы с теми формами деятельности человека, которые проявлялись в естественных условиях. Таким образом, можно было доказывать эффективность алгоритма как основы работы мозга человека.
Следует отметить, что такая методика исследования объектов внешнего мира не является принципиально новой. Она широко используется в области физики и химии. Так, например, знание основных закономерностей превращения химических веществ становится основой развития биохимии, а системы закономерностей, описанные символически в виде специальных формул протекания химических реакций, — основой изучения биохимических систем живых организмов. При этом сначала выясняется наличие определенных веществ. Затем используются знания о целостных химических процессах и делается предположение о наличии тех или иных комплексных процессов в живых организмах. Эти предположения проверяются специальными экспериментами.
