Использование теории алгоритмов при изучении работы мозга привело не только к определению путей развития учения И. П. Павлова, но и к формированию новых представлений о специальной категории алгоритмов — алгоритмов мыслительной деятельности.
В настоящее время понятие «алгоритм» применяется в различных областях науки и техники. При использовании вычислительных машин для повышения эффективности процесса проектирования, административной деятельности создаются алгоритмы, решающие различные конкретные задачи, например алгоритмы расчета грузоподъемности вагонов, определения прочности конструкций и др. При их построении применяются такие содержательные понятия, как «вес бетонной балки», «прочность сталелитейных конструкций» и т. д. Алгоритмы этого типа в значительной степени отличаются от алгоритмов, используемых в области математики. Они приобретают большое практическое значение. Однако эти алгоритмы не могут определять общие процессы интеллектуальной деятельности. Как известно, мышление человека является основой переработки информации в самых различных областях науки и техники. Если бы информационные механизмы мыслительной деятельности использовали какие-либо конкретные содержательные понятия, связанные, например, с проектированием промышленных сооружений, или включали компоненты абстрактного математического языка, то они потеряли бы свою универсальность.
При описании алгоритмов мыслительной деятельности использовались понятия «сигнал», «подкрепление», «рефлекс на комплексный раздражитель», «условный тормоз». При изучении систем условных рефлексов и алгоритмов арсенал понятий обогатился. Однако все более сложные понятия, например «ориентирующее подкрепление», «фиксирующее подкрепление», представлялись как композиции и как результат объединения простых систем правил преобразования определенных И. П. Павловым элементов. Такой язык позволяет исключить из рассмотрения не только содержательные понятия обычного разговорного языка,. но и принятые в области математики абстрактные понятия. Обеспечивается возможность использования алгоритмов для переработки любой конкретной информации и в том числе для развития новых отделов математики.
Можно прийти к выводу о том, что этот язык может быть выведен как следствие рассмотрения взаимодействия внешней среды и организма, процесса построения отображений действительности. Простейший вариант схемы, обеспечивающий возможность абстрактного рассмотрения, представлен на рисунке. Эта схема, как уже говорилось, в абстрактном виде отражает системы отношений между объектами внешнего мира трех основных типов: взаимоисключения, взаимодополнения и взаимозаменяемости — и процесс построения при работе мозга внутренней модели внешней среды. В частности, такие понятия, как «рефлекс на комплексный раздражитель», «условный тормоз», возникают как обозначение процессов взаимодействия, связанных с построением в головном мозгу отображений действительности в случае наличия во внешней среде отношений типа взаимного дополнения и взаимного исключения элементов.
У читателя при чтении книги, может быть, возникли вопросы о том, как же формируются те задачи, которые составляют основу работы алгоритмов мышления, как возникают алгоритмы, их основные свойства. Такие вопросы не могли не заинтересовать и ученых, изучающих работу мозга.
Известно, что в процессе мышления человек может не только находить способы решения поставленных перед ним задач, но и самостоятельно ставить новые задачи и приводить их к такому виду, который •облегчает поиск уже известных и создание новых алгоритмов. В связи с этим оказалось важным не только рассмотреть свойства алгоритмов, их представимость •на языке более высокого уровня, но и решить проблемы возникновения новых задач и обеспечивающих их решение алгоритмов.
Рассмотрим процесс взаимодействия среды и организма на абстрактной схеме. Один из вариантов таких схем представлен на рисунке. Как уже говорили, на .этой схеме не находят своего непосредственного отражения частные отношения, например отношения, актуальные при формировании поведения обезьяны при построении пирамиды из ящиков. Схема отражает наиболее общий случай, в котором возможны отношения любых перечисленных типов.
Приведем примеры взаимодействия. Допустим, организм (животное, человек) осуществит воздействия «а внешний мир, которые отражены на схеме в виде б1 62t 63. Согласно принятой схеме в среде возникнут изменения: будут появляться одни сигналы и исчезать другие. Так, если в условиях наличия сигналов a11,a27 будут осуществляться воздействия б11, 627, 6I2, то в среде появятся сигналы a13, а25. Можно перед собой доставить цель — выяснить, может ли человек (или животное) при помощи определенных воздействий на среду выявить существующие в ней закономерности и построить таким образом правильное • отображение действительности.
Поиск путей, решения такой задачи на абстрактных схемах похож на некоторую игру. Однако такая игра может иметь немаловажное значение. Ведь схема в абстрактном виде отражает целый класс конкретных ситуаций внешнего мира и на основе ее рассмотрения можно получить такие выводы, которые затем окажутся применимы для объяснения ситуаций, возникающих в конкретных условиях исследовательской деятельности человека.
