Попов Аркадий Константинович — доктор психологических наук, научный сотрудник ИП АН СССР

Автор излагает новую концепцию о роли ритмических процессов мозга в происхождении и организации психики. Подобие ритмических процессов в работе человеческого мозга и роботизированных аналогов психики анализируется исходя из идеи взаимодействия нейронных генераторов как основы функционирования мозга. Рассматривается возможность применения разработок этой идеи к проблемам робототехники. Предлагаются конкретные пути моделирования различных динамичных психических процессов и функций с учетом указанного подхода к созданию аналогов психики у роботов. Тенденция к тому, чтобы явление или процесс сжимались во времени, разворачиваясь в пространстве, представляется главным направлением в моделировании психики в ходе роботизации. При этом утверждается, что процесс роботизации должен контролироваться с целью сохранения и развития основных психических свойств личности.

Апрельский (1985 г.) Пленум ЦК КПСС и июньское (1985 г.) совещание в ЦК КПСС выработали программу интенсификации экономики на основе научно-технического прогресса. Задача создания современного гибкого производства путем его роботизации не может решаться без учета психологических аспектов. Настоятельность этого отмечалась газетой «Правда» от 5 сентября 1985 г. в редакционной статье «Активизируя человеческий фактор»: «Важные задачи стоят перед социально-психологическими службами в связи с ускорением научно-технического прогресса, переходом к новой технологии, роботизации производства». Необходимость проводить в более широких масштабах роботизацию производства отмечалась в проекте новой редакции Программы КПСС (Правда, 1985, 9 ноября). В проекте Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года (Правда, 1985, 26 октября) подчеркивается, что робототехнические станки, промышленные роботы и роботизированные устройства будут активно внедряться в машиностроительный комплекс. Эти положения утверждены XXVII съездом КПСС.

Робототехнические устройства призваны освободить человека от выполнения множества производственных операций рутинного характера [14].

Все это ставит задачу научного, и в частности психологического, рассмотрения теоретических проблем роботизации. Особый интерес представляет анализ процесса роботизации в его сопоставлении с психологическими и ритмологическими процессами.

Психологические аспекты роботизации имеют свою историю. В XVII в. доминировали механические представления о психике, появившиеся под влиянием успехов механики. Эти представления воплотились в создание похожих внешне на человека устройств, пишущих на бумаге и играющих на музыкальных инструментах. Затем появились биологизаторские представления о человеке. С ними связано и широкое использование чешского слова «робот», означающего «работающий». Это Слово приобрело всемирную известность после 1920 г., когда К. Чапек описал в своей пьесе бунт искусственных «рабочих», которые имели плоть и кровь, но отличались от человека отсутствием эмоций и способности к размножению. Биологизаторские взгляды нашли отражение не только у фантастов, но и у ученых. Так, у академика А.Н. Колмогорова в докладе «Автоматы и жизнь», прочитанном в апреле 1961 г., утверждается, что «создание искусственных живых существ, наделенных разумом, способных к размножению и эволюции, обладающих волей, эмоциями, мышлением со всеми его тончайшими разновидностями, принципиально возможно, несмотря на колоссальные технические трудности» (цит. по [4]). Аналогичные мысли высказывались А. Ивахненко и др.
К этому времени словом «робот» начали также называть автоматы, которые выполняют операции, производящие впечатление осмысленных человеческих действий. Последующее развитие электронных вычислительных машин, открывших практически безграничные возможности моделирования самых различных процессов, породило мысль о возможности моделирования и психики человека, причем главное внимание было сосредоточено здесь на разуме. Создание «искусственного интеллекта», привлечение необходимых специалистов и соответствующего финансирования представлялось лишь делом времени. Однако вскоре эта позиция уступила место более реалистическим взглядам. В частности, было понятно, что существующие принципы преобразования информации, заложенные в современные ЭВМ, очень далеки от принципов работы мозга человека в его психики. В результате, несмотря на гигантский рост быстродействия и памяти, человек вынужден тратить на разработку машинных программ все больше времени [15].

Создатели будущих поколений машин видят выход из сложившегося положения в том, чтобы вместо банков необходимых данных наделить машины банками необходимых знаний. Не вдаваясь в обсуждение всех преимуществ новых поколений электронных машин с точки зрения удобства их использования, заметим, однако, что это будет развитие того направления, которое было заложено исходными принципами организации их процессоров. Это принцип «да» или «нет», и он был позаимствован из работы нейронных элементов мозга. В отличие от него предлагается новое направление в развитии машин с другими, отличными от существующих, процессорами, с ритмическими по своей природе нейроподобными элементами. Несмотря на то что развитие этого направления начинается практически почти с «нуля», оно представляется более перспективным. Здесь из стандартных по принципам своей организации нейроподобных элементов можно построить аналоги как всех психических процессов человека, так и его функций.

В этой связи выскажем несколько соображений, представляющихся важными для развития робототёхники. На что она должна ориентироваться? На какие именно возможности человека? Чтобы ответить на эти вопросы, следует подчеркнуть особую роль устной и письменной речи, которая позволила сохранить, наследовать и приумножить тот трудовой опыт, который накапливался и передавался из поколения в поколения.

Но речь оказалась связанной главным образом лишь с одной из двух хорошо известных в психологии возможностей человека. Первая — восприятие окружающего мира как целостной картины, т.е. симультанность восприятия; вторая — восприятие этой картины путем развернутого во времени перехода от одной его детали к другой, т.е. сукцессивность восприятия.

Чтобы описать какого-либо человека, мы вынуждены последовательно перечислять во времени его характеристики, к примеру: он был высокого роста, с седой головой и энергичным, бритым лицом и т.д., — тогда как все эти его признаки существуют одновременно. Точно так же читающий сейчас эти строки воспринимает во времени следующие друг за другом буквы, которые, складываясь в слова, образуют предложения с определенным смыслом. Заметим, что на бумаге при этом нет ничего, кроме букв заданного порядка, а смысл и образы возникают лишь в сознании человека. Это пример сукцессивного восприятия. Если же представить, что смысл можно связать с другой нашей возможностью воспринимать и перерабатывать большие объемы информации и сразу же реагировать на них, то результаты этого трудно будет переоценить. Например, мы могли бы воспринимать содержание текста целой страницы целиком, совсем не читая по буквам, словам и предложениям. Здесь речь может идти о симультанном восприятии.
Приведем еще один пример, характеризующий возможность симультанности. Слушая симфоническую музыку, мы не только не испытываем каких-либо неудобств, но и получаем удовольствие. Между тем в любое мгновение тембры каждого инструмента образуются десятками синусоидальных колебаний. В большом симфоническом оркестре сотня инструментов и все они имеют свой собственный тембр. Общий объем информации, если под ним подразумевать все описываемые составляющие, поэтому чрезвычайно велик. Музыка не связана со смыслом так однозначно, как Слово, но она хорошо иллюстрирует способность нашего мозга перерабатывать сразу целые массивы информации. Возможно, что накопленный в музыке опыт будет полезен для раскрытия принципов организации больших объемов информации. Вероятно, для этих целей когда-нибудь будут сделаны и специальные робототехнические устройства. Однако уже сейчас возрастающий объем информации приучает людей воспринимать ее все более крупными объемами. Важную роль в этом играют современные средства индикации.
Многое из того, что сейчас воспринимается развернутым во времени, вероятно, уже в ближайшем будущем станет восприниматься одномоментно, будет развернуто только в пространстве поля зрения и слуха.

Вместе с тем вопрос об одномоментно разыгрывающихся, т.е. симультанных, процессах не может быть решен вне плана развернутых во времени, т.е. сукцессивных, процессов. Во всякой симультанности всегда есть сукцессивность, и первая часть возникает на основе второй. Например, уже упомянутый тембр только тогда воспринимается как тембр, когда в течение времени звучания самой низкой его составляющей все время звучат и более высокие составляющие. Чтобы аккорд был воспринят как некий музыкальный образ, пианист продлевает звучание его высоких составляющих, акцентируя их более сильным и длительным на¬жатием соответствующих клавиш.

Опытный актер строит фразу так, что она укладывается по времени в элемент сценического образа, например время жеста руки или движения всего тела и т.п. Вопросы о том, как и что должно быть развернуто в пространстве и каковы временные границы этого развертывания, отнюдь не просты и требуют специального изучения. Многое в этом плане делается в связи с проблемой построения системы отображения информации. Посредством их человек как бы разворачивает принципиально отличный от слова способ содержательного восприятия. В некотором смысле это вообще новый «язык», на котором передаются большие объемы информации. На пути к раскрытию такой возможности человека надо решить вопрос о таких принципах организации большого объема информации, которые бы позволили естественным образом использовать природные возможности человека. Действительно, тысячи звуков окружающей природы и симфонической музыки мы способны слушать и в то же время с трудом терпим сигнал, состоящий из двух различных по частоте звуков, но на¬ходящихся в соотношениях негармонических.

Как происходила эволюция человека, его мозга и как возникла психика человека — вопросы, ответы на которые позволят более полно представить заложенные природой возможности человека. Речь идет прежде всего о том, что сейчас человека учат читать сначала буквы, затем слова, а потом предложения. Но ведь не обязательно на этом заканчивать процесс обучения. Можно продолжить его с тем, чтобы научить человека читать страницами, в которых абзацы будут своего рода нынешними словами в предложениях.

Надо отметить, что в литературе зарегистрированы случаи таких и многих других феноменальных возможностей человека, когда, например, не последовательно во времени, а одномоментно включаются элементарные мышечные волоконца, и в результате человек проявляет невероятную силу. Однако, так же как и скорочтение, описываемая возможность реагирования наших мышц происходит одномоментно благодаря своего рода запараллеливанию процессов. Мысль об увеличении таким путем эффективности техники не нова, тем не менее вопросы, что же представляют собой описываемые возможности человека и как можно было бы их использовать при создании робототехнических устройств, представляются важными.
Начнем с рассмотрения некоторых принципов организации процессов, одинаково наблюдаемых и у животного, и у человека. Эти одинаковые по принципам своей организации процессы, пользуясь терминологией А.Н. Северцова, можно отнести, в частности, к «ароморфозам», т.е. к образованиям, которые, раз возникнув, наследовались потом всеми дивергентно развивающимися формами животного царства [12]. Понятно, что такие образования являются очень древними в эволюционном плане. Здесь имеется в виду одинаковый для животных и человека принцип организации колебательных процессов в их центральной нервной системе [9—11]. Этот принцип состоит в строгой последовательности смены типов парных взаимодействий. Такими структурами являются, например, дендриты и вставочные нейроны и тому подобные клеточные образования. Благодаря описанной последовательности происходят колебания параметров этих структур.

Возникает вопрос: что же именно отразили собственные ритмические механизмы живых образований из ритмических воздействий окружающей среды? В связи с этим совместно с А.А. Сергеевым нами были рассмотрены взаимосвязи между такими параметрами внешних колебательных процессов, как их отклонения, скорости и ускорения.

Проведенный анализ показал, что описываемые собственные ритмические механизмы появились в результате отражения скоростей и ускорений колеблющейся среды при перемещении живого и в условиях действия соответствующего силового поля.

Таким образом, живые образования, например находясь в гравитационном поле Земли и водной колеблющейся среде, преодолевая сопротивление этой водной среды при перемещении в ней, сформировали собственные ритмические механизмы, приспособившие их к этой колеблющейся среде. Эти ритмические механизмы обеспечивали приспособление к колебаниям среды благодаря отражению упреждающих ее отклонения параметров в виде ускорений и скоростей. Аналогичным образом сформировались собственные ритмические механизмы приспособления живых образований и к электромагнитным колебаниям окружающей среды в условиях геоэлектромагнитного поля. Именно на этой стадии эволюции жизни только и могла возникнуть наблюдаемая в современных живых формах смена типов парных взаимодействий вышеуказанного вида.

В процессе эволюции это было чрезвычайное событие потому, что протекающие в живом организме по принципу последовательной смены типов парных взаимодействий процессы могут воспроизводить и значительно более высокую частоту, чем собственная. Это свойство аналогично тому, что происходит и в физической системе, и оно легко может быть понято, если представить себе маятник, которому навязываются вынужденные колебания с частотой более высокой, чем собственная. Однако появившаяся таким образом возможность реагирования на более высокочастотные внешние воздействия, т.е. отражения более полной картины окружающей среды, имела принципиальное отличие от ранее описанных способов отражения ритмических воздействий. Новый способ отражения уже не содержал в себе упреждения изменений в высокочастотной картине внешнего мира.

Как же могло приспособиться к этой более полной картине живое образование, если переделать сам этот мир адекватным образом оно еще не может?

Единственная возможность заключалась здесь в том, чтобы переделать не сам реальный мир, а только картину этого мира. Речь идет о такого рода преобразовании, которое, являясь совершенным, «идеально» могло бы упредить во времени будущее изменение этой высокочастотной картины внешнего мира.

Была ли такая возможность у живых образований с уже возникшими описываемыми собственными ритмическими механизмами?

Модели принципа смены типов парных взаимодействий показали, что в зависимости от своих параметров они могут выполнять, кроме указанной функции колебательного звена и воспроизведения более высокочастотных колебаний, также функции пропорциональных интегрирующих и дифференцирующих звеньев [11]. К этому перечню функций надо добавить функцию памяти, реализуемую сохранением следов внешних воздействий благодаря амплитудно-фазовым сдвигам в своих процессах. Наконец, встроенные друг в друга, они выполняют логические функции конъюнкции, дизъюнкции, двойной дизъюнкции, а также операции реципрокности, коррелятивности, отрицания и тождества. Таким образом, перед нами имеется как бы тот «элемент» природы, из которого она строила нервную систему живых образований. Модели этих нейроподобных «элементов» собственно и предлагаются нами для использования при построении «нервной системы» роботов.

Действительно, с появлением собственных ритмических механизмов, разыгрывающихся по принципу смены типов парных взаимодействий, живые образования получили как бы некоторые одинаковые по своей структуре, но многофункциональные элементы. Следует специально подчеркнуть, что открытие в живых образованиях различных типов является заслугой отечественной науки и связано с именами русского врача Н.А. Белова [3], М.М. Завадовского [5], видного теоретика биологии А.А. Малиновского [8] и др. Этим мы хотим подчеркнуть, что предлагаемый подход для создания принципиально новых процессоров у электронных машин уже имеет свою давнюю историю в отечественной науке и не является случайным.

Благодаря описываемым ритмическим процессам [9—11] живые существа получили возможность не только воспроизводить, но и сохранять картину высокочастотных, а следовательно, и дистантных воздействий окружающей среды. Говоря иначе, перед нами как бы в зачатке такие психические процессы, как восприятие и память. Так, у форм, возникших в результате приспособления к низкогерцовым электромагнитным колебаниям в соответствующих геополях, появилась возможность воспроизведения более высокочастотных, например тепловой и видимой части спектра, электромагнитных колебаний.

Важно подчеркнуть, что на основе функции интегрирования возникла, например, такая оптическая часть зрительного восприятия, как хрусталик глаза.

Посредством хрусталика фронты волн высокочастотных воздействий света от источников небесных светил и отраженных от окружающей среды превращаются в оптическую проекцию. Без этого преобразования мир представал бы в виде муаровых разводов. Оптическая же проекция — основа сохранения образов мира в их реальной геометрии. Форма поверхности, которая для живого была при непосредственном контакте, например, плоскостью, воспринимается как плоскость и при отдалении от нее. Благодаря хрусталику глаза само живое как бы увеличивалось в своих размерах до границ всей пространственной геометрии окружающей среды. Благодаря же функции дифференцирования всякие движения в этом мире могли быть уже упреждены во времени. Упреждение во времени — непременное условие приспособления живого к изменениям окружающей среды [6]. Надо подчеркнуть, что здесь намечается и связь этих упреждений с движением. Без последнего нельзя было бы избегнуть опасных для жизни изменений в окружающей среде. Таким образом, сенсорика исходно уже была связана с моторикой.

Вместе с тем это начало анализа картины окружающего мира посредством выделения отдельных составляющих этой картины. Развитие этой возможности в плане разложения запечатленной картины на элементы, а затем объединение их в новую картину, т.е. осуществление анализа и синтеза, образуют истоки образного мышления.

Необходимость определения меры соответствия картины будущего состояния окружающей среды реальным изменениям в ней указывает на истоки механизма эмоций. Таким образом, в зачатке намечается все то, что в современной психологии получило название психических процессов, а именно восприятия памяти, мышления, эмоций. Все эти процессы обеспечивали возникновение важнейшей функции психики — предвидения, или, говоря принятым в психологии термином, функцию антиципации [6].

Существует много экспериментальных доказательств, что все психические процессы всегда более эффективны, если используются для предвидения. Так, у человека память, в частности, становится почти безотказной, когда воспринимаемое содержание понадобится через некоторое время для жизненно важного дела.
Благодаря возникновению функции антиципации живые образования смогли более полно приспособиться к окружающей среде. Вполне понятно, что получаемая таким «идеальным» образом картина возможного будущего состояния окружающей среды необходима для обеспечения адекватного этим условиям поведения, т.е. обозначается в зачатке и еще одна психическая функция регулятивная.
Если же представить себе, что на определенном этапе эволюции становится возможным объединить таким «идеальным» образом, например, острый камень, палку и кусок лианы, то понятно, что это составит уже программу не только поведения, но и деятельности.
Программирование, собственно, и есть та идеальная реальность, которая легла в основу регуляции деятельности и поведения.
Соответственно, все возможности по преобразованию картины мира — это та реальность, на которой возникла образность нашей психики. Заметим, что в основе всех описанных процессов лежат исходно системы с обратными связями, в которых процесс не может происходить, если навстречу новым не поступают содержания результатов предшествующих воздействий. Это также своеобразная форма упреждения. Органы нашего уха, дифференцируя звуки речи, тем самым и упреждают их так, что они как бы начинают совпадать с реально слышимыми. Механизмы упреждения более сложных, чем звуки, элементов речи обеспечивают идентификацию слогов и слов. Наконец, есть еще механизмы, которые упреждают фразы и тексты [13]. К этому надо добавить, что мера этого упреждения определяет эмоциональную окраску воспринимаемой речи.
Если угадывается все, нам становится скучно; если же ничего не угадывается и все, что нам сообщается, является абсолютно новым — возникает чувство раздражения, возмущения и т.п. Оптимальное соотношение между угаданным и неугаданным (в некотором роде старым и новым) делает сообщение интересным. Определенное их соотношение делает текст эмоционально индифферентным. Отход от этой зоны в одну или другую сторону порождает эмоции. Это общий механизм эмоций, связанный с основной функцией психики — упреждением во времени. Если же человек лишается этой возможности, то он оказывается в стрессовой ситуации. Такую ситуацию можно создать искусственно, например, если лишить человека возможности предугадывать действия робота-автопилота или еще какого-либо автомата по управлению движущимся объектом.
Когда у человека нет возможности предугадать, он не может приспособляться к меняющейся обстановке и оказывается в состоянии стресса. Человек идет по дороге спокойно, зная, что она и дальше останется такой же широкой, хотя вдали виднеется лишь тонкой нитью. Художник в отличие от фотоаппарата изобразит половицы параллельными линиями, а в состоянии гипноза, когда эта способность мозга прогнозировать усилена, даже может нарисовать их и в обратной проекции. Это различие между оптикой и видением человека должно учитываться при создании роботов — партнеров человека.

Приведем некоторые экспериментальные результаты. Описываемые ритмические механизмы обладают рядом свойств [11]. Одним из них является устойчивость процесса, если частота воздействий в целое число раз выше собственной частоты, т.е. образует гармонический ряд. Когда такого совпадения нет, то возникают биения, что энергетически не оправдано. Аналогично, когда воздействия последовательно проходят через ряд ритмических механизмов, то процесс без биений идет в случае, когда частота воздействий в целое число раз ниже собственной частоты, т.е. образует субгармонический ряд. Отсюда следует, что оптимальными должны являться сигналы, подчиненные закону организации как субгармонических, так и гармонических рядов (назовем подобные ряды условно энграммой).

Интересно, что организованные таким образом сигналы обладают рядом свойств. Так, выбранные по этому принципу и одновременно нажатые клавиши рояля издают звуки, которые, будучи предъявлены в магнитофонной записи, воспринимаются как, например, звук колокола. Меняя гармонический состав, мы получали следующие ответы на вопрос, что это такое: «Это звонит железный колокол»; «Это — треснутый колокол»; «Это на полевом стане бьют по куску рельса или по буферу от старого вагона».

Когда аналогично подобные ряды более высокой частоты были набраны со звуковых генераторов, то у слушателей возникали слуховые образы звуков, сходных с теми, что слышишь в знойный полдень в поле, когда стрекочут кузнечики, шелестит трава и т.п.

Добавим к этому еще одно важное свойство, связанное с энграммами. Рассмотрим случай, когда гармонические и субгармонические ряды оказываются смещенными относительно друг друга так, что в двух рядах некоторые частоты гармонического и субгармонического ряда совпадут, а некоторые не совпадут между собой. Важно, что таким образом выделенные из этих рядов совпадающие звуковые частоты всегда образуют свои тембры в зависимости от значения коэффициента, т.е. номера последней совпадающей гармоники. Однако, как уже отмечалось, развернутость во времени или длительность звучания самой высокой гармоники должна при этом равняться как минимум периоду самой низкой частоты. Этот принцип может быть положен в основу взаимосвязи симультанности и сукцессивности при организации больших объемов информации и организации функциональной памяти.

Таким образом, можно предположить, что наши слуховые (и, вероятно, зрительные) образы кодируются в подобного рода энграммы. В чисто теоретическом плане очевидно, что из энграмм можно набрать звуки языка, а затем и слова. Это обстоятельство нам представляется важным для создателей робототехники. Слуховой контроль речи также должен быть подчинен описываемым закономерностям. Интересно, что спектры громкой речи тяготеют к субгармоническим, а тихой — к гармоническим организациям. При вариации состава и числа описываемых энграмм получаются тембры различных музыкальных инструментов. В рамках же одного вида инструментов, например скрипок, были получены варианты тембра.

Из описываемых закономерностей вытекают, в частности, те, которые в теории музыки известны как консонансы и диссонансы.

Были проведены эксперименты, в которых следящая деятельность оператора выполнялась в условиях изменения цветов в периферическом поле зрения. Когда оператор работал в консонансном соотношении цветов 2/3 и 3/4 по их длинам волн, то он улучшал свою работу по сравнению с черно-белым фоном. Когда же брались диссонансные соотношения, например, 7/9, то оператор работал значительно хуже. Его ошибки в этом случае по своей абсолютной величине совпадали с ошибками, которые начинал делать оператор, выполняя компенсаторное слежение в условиях черно-белых цветов, но при отклонении его тела от вертикального положения на 120°, т.е. он работал свесившись почти вниз головой. Такова цена цветовых условий деятельности. Но важно здесь совсем другое: ни один из испытуемых при этом не мог ответить на вопрос, какие были цвета и менялись ли они вообще. Это доказывает, что влияние цветового окружения происходило помимо сознания человека. Консонансные и диссонансные соотношения двух различных по частоте синусоид использовались для образования самого отслеживаемого сигнала. В этом случае оператор также делал меньше ошибок при слежении за консонансным сигналом. Следовательно, подсознательная переработка информации происходит при этом по тем же законам, что и сознательная. Отсюда можно заключить, что, если мы осложняем работу, которая выполняется мозгом вне сферы сознания, это сказывается на другой части его работы, которая осознается, это, с нашей точки зрения, также надо учитывать при моделировании психики.

Однако вернемся к эволюционным аспектам психики, которую мы понимаем как «идеальную» картину окружающего мира, создаваемую в мозгу и преобразуемую в нем. Согласно К. Марксу, «идеальное есть не что иное, как материальное, пересаженное в человеческую голову и преобразованное в ней» [1].

Эволюция психики представляется нам источником данных и для «эволюции» робототехники.

В развитии человека есть момент, о котором говорят как о времени, когда наши предки спустились с деревьев на землю. Заметим, что все хорошо видное сверху и потому понятное в своем расположении на поверхности земли, после того как наши пращуры спустились вниз, оказалось как бы «закодированным». На плоскости они могли «раскодировать», т.е. восстановить, привычные картины расположения предметов только путем собственного перемещения относительно этих предметов. Потребность восстановить привычный ракурс видения мира, вероятно, и подняла предка человека на задние конечности, сделала его прямоходящим. Так, белка, перебегая от дерева к дереву по поляне, время от времени привстает на задние лапки. Жизнь на плоскости стала для нас привычной. Акванавты на дне моря часто по этой причине перемещаются вбок на метр и больше, чтобы увидеть из-за рядом стоящего человека нужный им предмет, а между тем достаточно было бы всплыть вверх, всего на 10—15 см, чтобы достигнуть того же результата. Но в те далекие времена, когда предок человека поднялся на ноги, все-таки он не мог тем самым восполнить видение с высоты деревьев. Только путем собственного перемещения на плоскости и заключений типа: этот движется относительно другого в этом направлении, а тот предмет в противоположном и т.д. — он мог представить их реальное пространственное положение.

Несомненно, такая работа в уме способствовала развитию логиче¬ского мышления, что послужило толчком дальнейшего развития мозга. Отметим и другой мощный стимул этого развития — возникновение речи. Существует множество теорий по этому вопросу. Для большинства из них очевидно то, что возглас, изданный, например, при виде ручья, легко дополнял его шум. Однако в другой раз, если тот же возглас издавался в момент, когда за кустами еще не было видно ручья, он служил сигналом именно о ручье. С самого начала все звуковые обозначения вплетались в реальное окружение.

Но тем самым мир для наших далеких предков стал удваиваться. Это способствовало дальнейшему увеличению объема мозга, так как нужны были новые его пространства для этой, говоря языком И.П. Павлова, второй сигнальной системы, или речи.

Вместе с тем возможности порождения разных звуков органами, которые ранее сформировались для поедания пищи, были уже подготовлены. Но обозначить весь окружающий мир с его тысячами предметов и явлений оказалось возможным только путем комбинации сравнительно небольшого числа уже имеющихся движений и соответствующих звуков Необходимое для этого последующее развитие комбинаторных возможностей послужило мощным стимулом дальнейшего формирования логического мышления.

В свою очередь это вело к увеличению объема мозга.

Биологическое развитие мозга при жизни каждого индивида зависит не только от генотипа, но и от меры его функционирования при жизни. Мутации могли закреплять достижения, превращая их в наследуемые. Вот почему теперь у каждого человека от рождения есть отделы мозга, предназначенные для хранения и переработки словесной информации. Однако, если они не начинают функционировать своевременно, а именно приблизительно до 10—15 лет, то позже их развитие вообще не происходит и человек уже, как известно, не в состоянии овладеть членораздельной речью.

С помощью слов человек обозначает не только предметы и явления, но и связи и отношения между ними и их признаками. Однако создаваемый таким образом смысл речи реализуется прежде всего теми программами, по которым происходит организация как каждого звука, так и нужных последовательностей звуков в слова, предложения и т.д. Организация подобного рода программ имеет место и в любой другой деятельности человека.

Поскольку этот вопрос представляется крайне важным, остановимся на нем. Чем причинно обусловливается содержание программ?

Ответ на этот вопрос можно проиллюстрировать следящей деятельностью человека в замкнутом контуре управления. Так, если в контуре есть интегратор, то человек дифференцирует сигнал рассогласования, если два интегратора — дифференцирует дважды. Здесь причинная обусловленность того, что дифференцирование сигнала зависит от интеграторов в контуре управления, совершенно очевидна. И если своим управляющим движением руки человек не будет, образно говоря, рисовать дифференциальные кривые, то это просто значит, что он не выполняет требуемой работы.

Совершенно аналогично дело обстоит и с речью. Если человек не будет должным образом совершать артикуляционные движения, он не будет понят своим партнером. Здесь, как и в первом случае, перед нами контур управления с прямыми и обратными связями, но только между двумя лицами. В обоих случаях управляющие движения рукой и движения артикуляционными органами реализуются по программе, сложившейся в мозгу человека, но детерминированной, т.е. причинно обусловленной, извне.

Причинная зависимость смысла как речи, так и деятельности остается изначально обусловленной внешней материальной и социальной средой. Эти положения представляются позитивными и для создателей робототехнических устройств. Действительно, мы копаем землю лопатой совсем не теми движениями, которые используем для мотыги. Здесь детерминированность движений задана самой формой предметов, материализовавших в себе социальный опыт земледельцев. Социальный опыт может передаваться как закрепленный в культурно-исторических и материальных ценностях, может усваиваться путем наглядного показа или словесного объяснения и т.п. Задаются программы звукопроизношения, слов, грамматических, синтаксических, логических норм и т.д.

Однако также человек и здесь, пользуясь словесными выражениями, по-прежнему в идеальной форме преобразовывает картину мира. Как и до обозначения этого мира в словах, так и после, с помощью слов и в мире слов разыгрываются психические процессы восприятия, памяти, мышления, эмоций, через которые реализуются когнитивные функции и функции предвосхищения, регуляции и коммуникации. Слово развило коммуникативную функцию, но ее обеспечение происходит все в тех же ранее указанных психических процессах, все в тех же программах. Что дело обстоит именно так, доказывается простым обстоятельством: само содержание программы может быть реализовано как с помощью слов, так и без них. Содержание, например, вполне конкретной одной и той же мысли может быть выражено в скульптуре, в живописи, в сценическом искусстве и т.п., а может быть выражено только словесно. Конечно, каждая конкретная реализация имеет и свою конкретную программу, но за ней стоит некая общая программа. Вот почему вопрос о том, как может быть составлена программа вообще, является, на наш взгляд, главным.

Для психолога при этом не безразлично, на основе чего будет сделана такая программа. Например, важно показать, что на ранее описанных нейроподобных ритмических системах можно смоделировать и рассматриваемые программы.

Покажем, как это можно сделать в отношении тех программ, которые объясняются в рамках условнорефлекторной теории И.П. Павлова. При теоретическом моделировании будем исходить из того, что в коре мозга разыгрываются процессы в многочисленных ритмических образованиях, которые ранее были уже описаны [9—11]. В ответ на всякое внешнее воздействие в кору мозга на ритмические образования поступают импульсации двоякого рода: специфическая и неспецифическая. Неспецифическая идет во все отделы коры мозга, а специфическая — только в корковую проекцию рабочего анализатора. Таким образом, в корковые проекции анализатора поступает суммарная частота импульсаций. Допустим, что следующее воздействие произошло на другой анализатор, и все повторилось. В итоге во все отделы коры поступила сумма неспецифических частот, а в корковые проекции анализаторов пришла сумма неспецифических и специфических частот. Очевидно, что в результате именно на корковые проекции анализаторов придется достаточно одинаковая и высокая частота. Эта частота, благодаря происходящим сложным биохимическим и биоэлектрическим явлениям, вызовет амплитуднофазовые сдвиги в ритмических процессах и тем самым синхронизует именно те из них, на которые поступила приблизительно суммарно одинаковая частота. Синхронизация корковых ритмов, согласно данным М.Н. Ливанова, является непременным условием замыкания временной нервной связи [7]. Вполне понятно, что, чем большим будет временной интервал между описываемыми двумя воздействиями, тем меньшей будет синхронизация и тем хуже будет происходить замыкание временной нервной связи. Затруднения будут вызываться и изменениями в функциональных состояниях, при которых меняется частота поступающей импульсации. Важно, что теоретически выводимые временные закономерности замыкания нервных связей хорошо совпадают с реально наблюдаемыми в опытах на животных и человеке. В литературе описан Е.А. Александровым [2] закон встречных логических возможностей, посредством которого им реализуются сложные программы поведения не только животных, но и человека, в частности игра в шахматы. Возможность реализации подобного рода программ с помощью свойств нейроподобных ритмических элементов отмечалась нами в [Ю].

Из описываемых элементов можно построить и поля, моделирующие, например, работу сетчатки глаза. К этому надо добавить, что на основе свойств ритмических процессов можно предложить устройства, пригодные не только для объяснения, но и для создания долговременной функциональной памяти.

Для лучшего понимания смысла функциональной памяти прибегнем к аналогии с очень простым механическим примером.

В скрипках старинных мастеров одинаковые по своим частотам резонансные области размещены как в верхней, так и в нижней деках инструмента. Эти совпадающие по своей частоте участки верхней и нижней деки не только звучат громче всех остальных, но и все время сохраняют друг друга благодаря взаимному резонансу. Участки же деки, в которых собственная частота не повторяется в другой деке, не сохраняются и постепенно расстраиваются. В основе тембра лежат громко звучащие составляющие, или форманты. Их и набирали старинные мастера обязательно на обеих деках. Этим и обеспечивалась сохранность тембра несмотря на то, что в течение почти трехсот лет в результате процессов окисления в деках происходили химические изменения, а при игре из-за постоянной вибрации — механический износ древесины в одних местах и уплотнение смол в других. Согласно такому представлению, и в живых системах парные органы должны быть тем здоровее и долговечнее, чем больше они одинаковы в своих функциях. Не случайно поэтому все наиболее важные органы в организме имеют парное строение. Представляется, что использование этого принципа функциональной памяти окажется целесообразным при создании роботов.

Здесь возникает еще и вопрос о согласовании робототехники с человеком. В отличие от машин работоспособность человека подвержена суточным и часовым колебаниям и зависит от мотивов деятельности [16]. Некоторые условия работы могут вызывать состояние сна, другие, напротив, чрезмерное возбуждение. Образно говоря, все мы если и «как часы», то подчас с «плохим заводом и неровным ходом». Создателям роботов — партнеров человека надо учитывать эти особенности и быть хорошими «часовщиками». А чтобы быть такими, робототехникам не обойтись без психологии.

Вместе с тем и психологам не обойтись без робототехники. Автору очевидно, что можно создать роботы, которые бы моделировали, напри¬мер, работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем. На вход подается только частота дыхания — на выходе получается частота пульса. Такой робот был бы полезен медикам для диагностики и нормализации работы сердца и т.п. Психологам он был бы полезен для оценки, в частности, функциональных состояний. Критерием служило бы рассогласование частоты реального и модельного пульса. Аналогично можно было бы создать роботы-модели человекооператорской деятельности. Их можно набрать, в частности, из описываемых ритмических образований. Они могли бы служить как для диагностики различных профессиональных заболеваний, так и для практики профессиональной подготовки. Вероятно, нужны роботы-модели образного мышления человека. Выгода их совершенно очевидна, в частности, для процессов обучения или просто выдачи большого объема информации. Образами на экране телевизора можно передать в единицу времени неизмеримо большее содержание, чем просто словом.

* В связи с этим кратко коснемся еще одного аспекта роботизации. В психологии давно сформировалось положение о том, что среди всех форм как обучения, так и деятельности наглядные и образные являются оптимальными. Действительно, все наглядные действия, как-то: надеть на ручку колпачок или переставить на столе какой-либо предмет с места на место — не составляют труда для человека. Наденем на руки человека тонкие перчатки, в которых размещены датчики. С их помощью сни¬мается вся необходимая информация.

Посредством ЭВМ она превращается в программы для соответствующих манипуляторов и устройств. С помощью этих программ можно управлять, например, гигантской «рукой», переставляющей железнодорожные вагоны или еще какие-либо грузы и предметы. Конечно, сама гигантская рука при этом не должна быть копией человеческой руки. Пока же операции по перемещению грузов требуют очень большого количества действий, например у операторов мостового крана. Случай же надевания на ручку ее колпачка может быть использован для образования программы, например, полуавтоматической стыковки космических кораблей или соединения элементов конструкций на стройках. Реализация последних также осуществляется большим количеством развернутых во времени действий с органами управления, наблюдений за приборной индикацией и процессов восприятий и обработки не только отклонений, но и скоростей, и ускорений в относительных перемещениях объектов стыковки и соединений.

Так видятся некоторые направления роботизации глазами психолога. Главная тенденция должна быть здесь все та же: развернутое во времени должно сжиматься, но разворачиваться в пространстве и «запараллеливаться», однако так, чтобы оставаться в соответствии с естественными возможностями мозга человека и его психики.

Вот почему трудно представить себе создания, хотя и призванные заменить труд человека на производстве, но пока уступающие им в своих аналогах психики и органов чувств человека. Автоматы, как правило, всегда не только заменяли людей, но и превосходили их в силе, скорости, точности и надежности. Поэтому невольно возникает представление, что и роботы должны превзойти людей по этому самому отличительному их признаку. Психологи в этом случае должны «выдать» такие положения о психике человека, которые позволили бы создать ее аналоги у роботов и робототехнических устройств.

Но будет ли человек по-прежнему учиться уметь хорошо считать, писать и вообще думать, получив в свои руки такого превосходящего его помощника, каким в перспективе видится робот, не явится ли биологическая форма жизни лишь промежуточным этапом, обеспечившим последующий прогресс природы, когда машины будут делать машины, и не окажется ли человек лишь их придатком, который и совсем потом исчезнет?

То, что человек избавился от многих видов мышечной активности, уже повлекло за собой широкое распространение заболеваний, связанных, в частности, с лишним весом. Люди меньше ходят, чем раньше. Их больше возят машины. Они меньше физически трудятся благодаря машинизации производства. Роботизация в этом плане таит в себе определенные опасности. Может случиться так, что вместо дальнейшего развития природных возможностей человека произойдет обратное явление — регресс этих возможностей.

Конечно, этого никогда не произойдет, если забота о человеке будет стоять на первом месте, если технический прогресс будет осуществляться ради прогресса человечества, что всегда представлялось как цель социализма.

ЛИТЕРАТУРА

1. Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 23, с. 21.
2. Александров Е.А. Закон встречных логических возможностей.— Сообщ. АН СССР, 1975, 77, № 3, с. 240—242.
3. Белов Н.А. Физиология типов. Орел, 1924.
4. Жуков Д.А. Переводчик, историк, поэт? М., 1965, с. 176.
5. Завадовский М.М. Противоречивое взаимодействие между органами. М., 1941.
6. Ломов Б.Ф. Методологические и теоретические проблемы психологии. М., 1984.
7. Ливанов М.Н. Пространственная организация процессов головного мозга. М., 1972.
8. Малиновский А.А. Типы управляющих биологических систем.— В сб.: Проблемы кибернетики, 1960, № 4, с. 34—38.
9. Попов А.К., Волков А.М. О возможности применения метода графов и электрофизиологии— Докл. АН СССР, 1969, т. 184, № 5, с. 1243—1246.
10. Попов А.К. Синхронизирующие совпадения, как механизм встречи предмета с потребностью.— Сообщ. АН ГССР, 1977, № 3, с. 557—560.
11. Попов А.К., Волков А.М. Общий принцип моделирования деятельности человека-оператора в режиме слежения.— Вопр. психологии, 1973, № 3, с. 144—149. 
12. Северцов А.Я. Собр. соч., т. 5, 1949.
13. Ушакова Т.Н. Проблемы внутренней речи.— Вопр. психологии, 1985, № 2, с. 39—51.
14. Ломов Б.Ф. Научно-технический прогресс и средства умственного развития человека.— Психол. ж., т. 6, № 6, 1985, с. 8—28.
15. Neuman D. Functional Envirioments for Microcomputers in education.— Quart. Newsletter Labor. Compar. Human Cognit. 1985, v. 7, N 2, p. 51—57.
16. Sarmany J. Interacting Features of Cognitive Style and Operators’ Simulated Work during a 24-hour Cycle.— Studia Psychol., 1985, v. 27, N 4, p. 283—290.