От фундаментальных наук морфологии, физиологии, физики, эволюционного учения к экологии интеллектуальных систем, медицине, общественному здоровью
Скачать 4.9 Mb.
|
2.1.4. Информационные операции и информационная логистика В интеллектуальных системах размерность неопределенности производства-получения информации связана с количеством «n» «свободных— занятых» для этой информации интеллектуальных компонентов. В живой природе информационные операции производства—передачи-восприятия сложны и многоплановы, так как осуществляются различными носителями (квантами света, электронами и ионами, волнами, молекулами и пр.) с разными градиентами параметров (температуры, электричества, давления, концентрации и пр.), соответственно, с разными коэффициентами переноса, в разнообразном множестве структур (рецепторы, синапсы, нейроны) с их биохимическими и электрофизиологическими механизмами. Открытые в нейрофизиологии феномены возникновения потенциала действия и нервного импульса за счет ионных потоков через мембрану нервных клеток (Д.Эклс, АХоджкин, А Хаксли, 1963), преобразования сигналов в нервной системе (А. Карлсона, П. Грингард, Э. Кандел, 2000) и др. сложнопе-реводимы на применяемый в технике язык, связанный с «системами передачи информации», «теорией связи», «теорией передачи информации». В информатике ЭВМ мерой количества информации служит число операций, необходимых для выбора сообщения, передаваемого двоичным кодом. Преобразование сигналов-команд на понятный для машины язык производится с помощью операционных систем (DOS, 1981; Windows, 1995,1998,2000, ХР и др.). Выделение понятия «информационных операций» для объединения всего разнообразия их видов может создавать метрологические сложности при измерениях и нормировании. Между тем, наука благополучно преодолевала аналогичные прецеденты, например, энергию различных видов материи измеряют в системе СГС — в эргах (эрг = 1дин • 1см); в СИ — в 57 А.Л. Еремин. НООГЕНЕЗ И ТЕОРИЯ ИНТЕЛЛЕКТА джоулях (Дж = 1Н • 1см = кг•м2/с2); кроме того, в атомной и ядерной физике и физике элементарных частиц — электрон-вольтах (эВ), а также — в кгс • м; Вт-ч = Дж/с•3600 с; калориях; граммах нефтяного эквивалента (г н. э.); граммах условного топлива (г у. т.) и пр. Информационная операция — минимальное количество (квант) информационного события (любого сообщения, сведения о чем-либо, осведомления, познания), хранимое на всевозможных материальных носителях, воспринимаемое, производимое и передаваемое с помощью различных специальных средств связи и сигналов (знаков, кодов, алгоритмов, символов, образов), несущих смысловую нагрузку и обозначающих содержания, полученные в процессе приспособления интеллектуальной системы к внешнему миру. Логистика взаимодействия. В статье Клода Шеннона «Математическая теория коммуникаций» в 1948 году впервые было сформулировано положение о том, что энтропия любого блока информации равна вероятности его появления во всем массиве данных. Общая формула Шеннона выглядит так: Н = P1•log2(l/P1) + P2•log2(l/P2) + ... + Pn•log2(1/Pn), где Н — количество бит информации в одном символе сообщения; Р1 Рn — вероятности появления символов X1, ..., Хn в тексте сообщения. Форму- ла позволяла найти количество информации в случайном сообщении фиксиро- ванного алфавитного текста передаваемого по телеграфу (С. Е. Shannon, 1948). Шенноновское определение информации связано с мерой неопределенности (степени незнания того, что подлежит передаче). Соответственно, цель передачи информации — это снятие данной неопределенности. В соответствии с данным подходом по мере получения информации снимается неопределенность, при этом, чем больше информации получено, тем меньше степень неопределенности получателя. Исходя из всего вышеизложенного в главе предлагается определение понятия «информационная логистика». Это процесс планирования, управления и контроля потока сообщений, данных, знаний, сведений, передаваемых с помощью специальных средств связи от места возникновения этого потока до места его потребления с целью снятия незнания, неопределенности, удовлетворения запросов интеллектуальных компонентов, обеспечения интегративной, аналитико-синтетической, последовательной и творческой мыслительной деятельности интел- 58 Теория интеллекта лектуалъной системы. Информационная логистика может быть феноменом в нейрофизиологии и концепцией в человеческой деятельности, базирующейся на вовлечении отдельных взаимосвязанных элементов в общий процесс с целью предотвращения нерационального расходования ресурсов, оптимизации процессов информирования, минимизации общих затрат. 2.2. ФОРМУЛА ИНТЕЛЛЕКТА Наступало третье тысячелетие, а ученые так и не сформулировали хотя бы примерные правила, раскрывающие качественно-количественный состав и взаимоотношение характеристик, определяющих интеллектуальную деятельность. 400-летняя история определения формул деятельности, взаимодействия (греч. — энергии) такова:
К XXI веку в теории интеллекта не спешил раскрыть своим обладателям формулу природы собственной деятельности «черный ящик», данный человеку и человечеству и называемый по разному — ум, разум (греч. — ноо; лат. — интеллект), мышление, идеальное, сознание, душа (греч. — психика). Важность решения проблемы «формулы интеллекта» обусловлена, в том числе, актуальностью понимания интеллектуальной функции и самопознания человека, сравнительного анализа современных взаимодействий в интеллектуальной сфере, повышения эффективности интеллектуальной деятельности человека и прогноза развития интеллектуальной энергетики человечества. 59 А.Л. Еремин. НООГЕНЕЗ И ТЕОРИЯ ИНТЕЛЛЕКТА В связи с этим была поставлена цель: определить общее понятие «интеллектуальной энергии», выраженное в краткой форме и применимое к частным случаям. Методология исследований подразумевала: а) продемонстрировать единство природы, адекватность и конструктивность аналогий морфофункционального подобия интеллектуальных систем (мозга и человечества), представляющих собой особый вид материи, носительницы интеллекта, характеризующейся движением информации; б) провести анализ характеристик интеллектуальных систем — количеств их компонентов, скорости взаимодействия межу ними, частоты быстродействия, количества связей и длин путей коммуникаций; в) провести синтез словесного определения и математического выражения интеллектуальной энергии. 2.2.1. Измерение информации Бит (binary digit — двоичное число) — минимальная единица измерения количества передаваемой или хранимой информации, обозначает один выбор, т. е. число операций, необходимых для кодирования информации передаваемой или хранимой двоичным кодом (0 и 1; • и —; + и —). Термин был введен, скорее всего, Клодом Шенноном (Claude Shannon) в 1940 г., либо Джоном Теки (John Tukey) в 1946 г. В 90-х годах XX века для измерения быстродействия в информатике стали применяться единицы flops (Floating point Operations Per Second) — число чисел-результатов вычислений с плавающей точкой в секунду, или элементарных арифметических операций над числами с плавающей точкой, выполненных в секунду (бит/с). В 1991 г. по опубликованным данным Г. Р. Иваницкого быстродействие «вычислительных функций» нервного импульса: период возбуждения (3 мс) и рефрактерный (невосприимчивый) период, со сниженной возбудимостью, (6 мс) определяют быстродействие на нейронах — 100 операций в секунду. По данным исследователей университета Беркли в 2002 году человечеством было произведено информации 18-1018 байт, при этом в четырех информационных средах сохранения сохранено 5-1018 байт информации (печать — 0,01%, видео- и кинопленка — 7%, магнитные — 92% и оптические носители — 0,01%). Эти данные можно отнести к измерениям глобальной аккумуляции информации в интеллектуальной энергетике. 60 Теория интеллекта 2.2.2. Ускорение интеллектуальное 2.2.2.1. быстродействие «вычислительных Функций» компонентов Я только с теми, кто, стеная, ищет истину... Суть человеческого естества — в движении. Влез Паскаль (1623—1662) Быстродействие интеллектуальных компонентов — можно определить как количество информации (информационных операций) обрабатываемой (производимой) в единицу времени, и передаваемой определенному количеству компонентов сети интеллектуальной системы. Быстродействие «вычислительных функций» нервного импульса: период возбуждения (3 мс) и рефрактерный (невосприимчивый) период, со сниженной возбудимостью, (6 мс) определяют быстродействие на нейронах — 102 операций в секунду (Г. Р. Иваницкий, 1991). Быстродействие мозга человека как «компонента человечества» не определено. Между тем, известно быстродействие созданных человеком средств связи и обработки информации: у микропроцессоров ЭВМ — 106—1012 операций в секунду (Г. Р. Иваницкий, 1991). Правда, количество быстродействующих ЭВМ и масштаб их использования несравнимо меньше количества нейронов в мозге или людей на Земле. Между тем, по имеющимся данным, быстродействие нейронов ниже быстродействия некоторых информационно-интеллектуальных средств человечества в 104 —1010 раз (табл. 1.4 ). Для измерения быстродействия в информатике в 90-х годах XX века стали применяться единицы MIPS (Mega Instructions Per Second) — число миллионов выполненных инструкций в секунду и FLOPS (Floating point Operations Per Second) — чисел-результатов вычислений с плавающей точкой в секунду, или элементарных арифметических операций над числами с плавающей точкой, выполненных в секунду, со всеми возможными десятичными приставками MFLOPS, GFLOPS, TFLOPS (М.Гук, 2000). К 1997 году самый быстрый суперкомпьютер выполнял 1,5 триллиона операций в секунду (1,5 Tops) (N. Bostrom, 1997) и по прогнозу, чтобы имитировать человеческий мозг (100 Tops), требуемая вычислительная мощность компьютеров будет достигнута в 2004—2008 гг. При разности величин известных данных 61 А.Л. Еремин. НООГЕНЕЗ И ТЕОРИЯ ИНТЕЛЛЕКТА и отсутствии единства в методологии на современном этапе попробуем все же провести приблизительные расчеты быстродействия интеллектуальных систем и их компонентов. Быстродействие нейрона. Предположим, что каждый сигнал содержит 1 бит, а сигналы проходят через синоптические соединения с частотой 100 в секунду (100Гц) (N.Bostrom, 1997), и количество связей каждого нейрона с другими клетками по данным различных авторов колеблется от 500 до 10000 (допустим в среднем — 1000), — тогда быстродействие нейрона будет составлять 100 тыс бит/с (0,1 Mflops). Быстродействие мозга человека как компонента интеллектуальной системы человечества. Допустим, что сигнал (слово, символ, цифра), передаваемый человеком с частотой 1 Гц (в 1 секунду) содержит 1 бит, а количество коммуникативных связей между людьми колеблется от одной при разговоре до миллионов при телевещании (допустим среднюю — 1000), в этом случае быстродействие человека как компонента интелсистемы будет составлять в среднем 1000 бит/с (0,001 Mflops). 2.2.2.2. скорость коммуникации Первое с чем мы встретились, обратившись к внутреннему механизму работы полушарий, — это было движение по массе полушарий... И. П. Павлов (1849—1936) Скорость взаимодействия — скорость прохождения импульса по нервным волокнам равна 20м/с (Л.Г.Воронин, 1979), 1—102м/с (П.Г.Ко-стюк, 1976). В среднем — 50 м/с. Скорости же взаимодействия между людьми в процессе эволюции возрастают от обусловленных физиологией человека природных скоростей зрительных, звуковых коммуникаций до скоростей с помощью специальных средств связи, и находятся в диапазоне 3•102 — 3•108 м/с (от скорости звука до скорости распространения электромагнитных волн, электротока, света). Допустим, в среднем — 10 тысяч м/с. Таким образом, скорость коммуникаций в мозге ниже скорости коммуникаций между компонентами человечества в 102 —106 раз (табл. 1.4 ). 62 Теория интеллекта 2.2.2.3. ускорение интеллектуальное Я смотрю на себя, как на ребенка, который, играя на морском берегу, нашел несколько камешков поглаже и раковин попестрее, чем удавалось другим, в то время как неизмеримый океан истины расстилался перед моим взором неисследованным... Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов. ИсаакНьютон (1643—1727) Ускорение интеллектуальное можно количественно определить, как величину прямо пропорциональную скорости передачи информации и быстродействию интеллектуальных компонентов. Ускорение интеллектуальное нейронов в отношении информационной операции в один бит может определяться их быстродействием умноженным на скорость проведения нервного импульса и составлять 5 млн м/с2. Ускорение интеллектуальное мозга человека как компонента интеллектуальной системы человечества, по аналогичной логике, может составлять 10 млн м/с2. 2.2.3. Сила человеческой мысли Знание — сила. Knowledge itself is Power. Френсис Бэкон (1561—1626) Три основных биофизических закона, применимых для интеллектуальной материи, могут быть обозначены следующим образом:
В развитии второго закона интеллектуальная сила может быть выражена формулой: F = I • а, где I — количество информации; а — ускорение интеллектуальное между компонентами. 63 А.Л. Еремин. НООГЕНЕЗ И ТЕОРИЯ ИНТЕЛЛЕКТА При этом подразумевается, что интеллектуальная сила (воля) — это способность интеллектуальных систем, производить мыслительные активные отражения объективной реальности, принимать решения — выбор альтернативы, осуществлять свои желания, поставленные перед собой цели, сознательное стремление к чему-либо, возможности распоряжаться; способность компонента интеллектуальной системы или их совокупности воздействовать друг на друга или на материальные тела в окружающей среде. Перспективность изучения скорости, быстродействия и интеллектуальной силы индивидуума обусловлена также зависимостью от них вида темперамента (по Гиппократу), общего конституционального типа нервной системы (по Павлову), скорости нервных, быстроты ассоциативных, динамики психических процессов, отличительных признаков темперамента и способностей, интенсивности (по В.С.Мерлину, 1964) волевого усилия. В 1998 году Н. Востром дал определение, что такое «суперинтеллект» — интеллект, превосходящий лучших представителей человеческого разума практически в любой области, включая научное творчество, здра- вый смысл и социальные навыки. При этом он предположил, каким об- разом суперинтеллект будет осуществлен: это может быть цифровой ком- пьютер, совокупность взаимосвязанных компьютеров, культивированная мозговая ткань, или нечто другое. В ходе наших изысканий показано, что суперинтеллект реализуется как «нечто другое», а именно, в виде Глобального Интеллекта на планете Земля. |
Похожие:
 | Российской федерации Изучение данной дисциплины базируется на знаниях физики, химии, наук о Земле, физиологии человека, биохимии, микробиологии, генетики... |  | Рабочая программа учебной полевой практики зоология позвоночных с... Рецензент: Панов В. П., д б н., профессор кафедры физиологии, морфологии и биохимии животных |
| Моделирование в экологии и медицине Пономарев Сергей Борисович доктор медицинских наук, профессор кафедры «Инженерная экология» Ижгту | | Примерное поурочное планирование курса Научные и социально-экономические предпосылки возникновения и утверждения эволюционного учения Ч. Дарвина |
| 1. конкурс рефератОВ Реферат пишется на любую тему по вопросам: медико-биологического направления, морфологии, хирургии, внутренних болезней, педиатрии,... | | Тематика контрольных работ и/или рефератов Проблема инстинкта и научения в свете философских представлений и эволюционного учения. Современное понимание проблемы |
| Тематика контрольных работ и/или рефератов Проблема инстинкта и научения в свете философских представлений и эволюционного учения. Современное понимание проблемы | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Научные и социально-экономические предпосылки возникновения эволюционного учения Ч. Дарвина |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Урок Научные и социально-экономические предпосылки возникновения и утверждения эволюционного учения Ч. Дарвина | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Развитие эволюционного учения Ч. Дарвина. Предпосылки возникновения теории эволюции биологических видов |
| Зоология с основами эволюционного учения (хордовые) В связи с этим они относятся к группе вторичноротых. Тип хордовых делится на три подтипа: бесчерепные (Acrania), оболочники (Tunicata)... | | Завкафедрой морфологии и физиологии Ключевые слова: цыплята-бройлеры, поросята, пробиотик, лактобифадол, витазар, живая масса, приросты, гематологические показатели |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «физиология центральной нервной системы» Изложение общей физиологии человека, частной физиологии систем будет способствовать развитию профессионального мышления, необходимого... | | Пояснительная записка Цели и задачи дисциплины Изучение фундаментальных... Формирование навыков проведения научных исследований, ознакомление с современной научной аппаратурой. Ознакомление с историей физики... |
| Что такое вред здоровью? Вопросы к зачету по судебной медицине для студентов стоматологического отделения лечебного факультета Сибгму | | Книга составлена на основе тематических выдержек о здоровье и медицине... |
