Теория мышления от Петера Наура. Программирование на уровне потока сознания

Классик информатики Петер Наур ^[2] (1928 — 2016) знаком по языку программирования Алгол 60 ^[3] и синтаксису BNF ^[4], но у него есть ещё одна выдающаяся работа в смежной области — теория мышления на основе синапсов ^[5] («A Synapse-State Theory of Mental Life», 2004 г). По сути, это теория мышления ^[6] человека на аппаратном уровне.

Сегодня один из важных вопросов компьютерной науки — что такое сознание. Как его сформулировать? Индустрия ПО остро нуждается в строгом определении, чтобы программировать AGI в рамках системы безопасности и юридических норм.

Пока нет определения, мы вообще не можем сказать, у кого есть сознание, а у кого нет. Может, у некоторых людей тоже нет сознания? Как определить, что мозг ^[6] человека или софт действительно генерирует картину мира ^[7], а не цепочку слов? А если человек (или софт) не умеет говорить, а только рисует? Всё это открытые вопросы...

Теория Наура вносит свой вклад в научную дискуссию. К сожалению, что эта теория пока не принята научным сообществом, а статья Наура в 2004 году была отвергнута для публикации журналами Neuron и Nature.

Петер Наур

Датский учёный в области информатики, один из пионеров компьютерной науки. Известен как разработчик первого языка структурного программирования Алгол 60 и соавтор формы Бэкуса — Наура ^[4] (BNF), формальной структуры описания синтаксиса

Питер Наур родился 26 октября 1928 года в Дании и начал свою карьеру как учёный-астроном, но в конце 50-х увлёкся новым изобретением — компьютерами, которые только что появились в мире сначала в единичных экземплярах, а потом в десятках и сотнях. Он поступил на работу в датскую компанию по производству компьютеров, начал читать лекции в университете, а в 1969 году стал профессором Копенгагенского университета, где проработал 30 лет.

Основными областями исследований Наура были разработка, структура и эффективность компьютерных программ и алгоритмов. Он также стал пионером в инженерии ПО и исследованиях архитектуры приложений. Лауреат премии Тьюринга 2005 года ^[8] за вклад в разработку Алгола.

Но в последние годы Наур увлёкся другими направлениями науки. После десятилетий изучения работ Уильяма Джеймса по психологии он написал ряд книг, в которых подверг обсуждению ряд аксиом западной философии и разработал продвинутую теорию мышления ^[6] человека (об этом ниже).

Что такое сознание

Что такое сознание — никто не знает ^[9]. Учёные не могут сформулировать фундаментальную теорию или определение. В узком смысле это основанная на культуре «высшая, свойственная только людям и связанная со способностью интерпретировать мысли функция мозга ^[6], заключающаяся в обобщённом и целенаправленном отражении действительности, в предварительном мысленном построении действий и предвидении их результатов, в разумном регулировании и самоконтроле поведения человека за счёт рефлексии» (определение из учебника по философии ^[10], ну, одно из определений).

Кажется, классическая наука в качестве аксиом приняло два тезиса: 1) у человека сознание есть; 2) у животных (или софта) нет.

Оба этих тезиса на сегодня можно подвергнуть сомнению. На Хабре была статья о 350 разных теориях сознания ^[11]. Из последних достижений науки можно отметить электромагнитную теорию сознания ^[12] (Front Neurol., 18.10.2024. doi: 10.3389/fneur.2024.1420676) и др.

Электромагнитная теория

Электромагнитная теория предполагает, что местонахождением сознания является электромагнитное поле (ЭМП), которое интегрирует информацию от триллионов возбуждённых нейронов. При этом в мозге ^[6] два потока ^[14]. Большинство действий инициируется первым «бессознательным» потоком, состоящим из нейронов, изолированных от ЭМП. Эти бессознательные непроизвольные действия «невидимы» для мыслей, расположенных в ЭМП.

Теория мышления на основе синапсов

Синаптическая теория Наура объясняет привычные нам понятия мыслительной деятельности в физиологических терминах нейронной активности:

• Мыслительная деятельность описывается как результат непрерывной активности нейронной сети, где ключевую роль играет проводимость синапсов, открытых Шеррингтоном ^[15].

Чарльз Шеррингтон

Британский физиолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии 1932 года за открытие синапсов. Шеррингтон ввёл в нейрофизиологию представление о синаптической связи ^[16] и впервые (1897 г.) употребил сам термин «синапс». Также показал, что рефлексы, даже безусловные, регулируются нервной системой в целом

• Привычки (шаблоны поведения, зависимости) основаны на концепции потока сознания ^[17] Уильяма Джеймса. Физиологически привычки и зависимости формируются благодаря пластичности синапсов.

• Состояние сознания (бодрствование, сон, транс) объясняется как результат циркуляции нервных импульсов по замкнутым кругам нейронов и синапсов (neuron/synapse circles). Каково общее текущее состояние всей системы из 10 млрд синапсов — в таком состоянии будет пребывать сознание.

• Непрерывный поток мысли или поток сознания происходит в особой части сети — мыслительной сети (thought network). Она условно разделена на пять слоёв, каждый из которых характеризуется временем пластичности синапсов (от миллисекунд до месяцев/лет) и отвечает за конкретные аспекты мышления ^[6] (внимание, «специфическое настоящее», ассоциации, восприятие и т. д.).

  Поток сознания в художественной литературе

  Первые образцы потока сознания в художественной литературе содержатся в произведениях Льва Толстого: в «Войне и мире» (Т. 1, ч. 3, гл. 13), при описании полусонного состояния Николая Ростова накануне Аустерлицкого сражения («…Да, бишь, что я думал? — не забыть. Как с государем говорить буду? Нет, не то — это завтра. Да, да! На ташку, наступить… тупить нас — кого? Гусаров. А гусары в усы… По Тверской ехал этот гусар с усами, ещё я подумал о нём, против самого Гурьева дома… Старик Гурьев… Эх, славный малый Денисов! Да, всё это пустяки. Главное теперь — государь тут. Как он на меня смотрел, и хотелось ему что-то сказать, да он не смел… Нет, это я не смел. Да это пустяки, а главное — не забывать, что я нужное-то думал, да. На — ташку, нас — тупить, да, да, да. Это хорошо…»), а также в седьмой части романа «Анна Каренина», где с его помощью передаётся стрессовое состояние главной героини накануне самоубийства. — источник ^[18]

• Механизм ассоциаций (связывание мыслей или предметов) срабатывает, когда две части мыслительной сети возбуждаются одновременно. Это приводит к укреплению проводимости нейронно-синаптического пути между ними.

Мыслительная сеть

Мыслительная сеть — пожалуй, самая интересная часть теории мышления ^[6] Наура. Ведь изменяя настройки этой сети, проводимость и пластичность нейронов, можно настраивать работу всей системы. То есть по-настоящему программировать человека нейронную сеть.

Мыслительная сеть — это центральный механизм, через который Петер Наур объясняет динамику и характеристики процесса мышления ^[6]. Именно изменения в этой сети определяют, как человек думает, вспоминает, воспринимает и фокусирует внимание.

В рамках теории мышления ^[6] на основе синапсов, мыслительная сеть — это та часть нейронно-синаптической системы, которая оперирует огромным количеством нейронов и синапсов и делится на пять функционально специализированных слоёв.

Каждый слой отличается масштабом времени пластичности синапсов (plastic time scale) — временем, в течение которого синапс поддерживает повышенную проводимость после активации. Это позволяет системе обрабатывать информацию в разных временны́х рамках:

Примерно так работает человеческий мозг ^[6] на программно-аппаратном уровне, согласно теории Петера Наура.

Выводы

Как видим, ключевые понятия человеческого сознания — это непрерывный поток мысли. Синапсы постоянно меняют свою эффективность, отражая развитие привычек, знаний и опыта.

С точки зрения динамической настройки (программирования) системы, наиболее важны следующие механизмы:

1. Изменение проводимости синапсов. Проводимость синапсов вдоль пути увеличивается (укрепляется) при интенсивной передаче импульсов и снижается (распадается) при бездействии.

2. Формирование ассоциаций. Как сказано выше, при одновременном возбуждении двух частей слоя укрепляется проводимость нейронно-синаптического пути между ними. Механизм ассоциации, предположительно, зависит от синапсов, позволяющих двунаправленную передачу импульсов.

3. Внимание представляет собой кратковременное усиление возбуждения (highlighting) слабо возбуждённых частей, контролируемое циркуляцией нейронно-синаптических импульсов. Это усиление приводит к формированию и укреплению ассоциаций между возбуждёнными в данный момент элементами.

Регулируя пластичность нейронной сети, можно настраивать её, увеличивая или уменьшая эффективность отдельных участков. Таким образом, по Науру программирование мозга ^[6] выполняется тремя способами:

1. Интенсивная передача импульсов по определённым путям, которые мы хотим укрепить.

2. Формирование нужных ассоциаций.

3. Привлечение внимания к нужным объектам.

Официальная наука

Статья Петера Наура была отвергнута для публикации научными журналами Neuron 3 февраля 2004 года и Nature 13 февраля 2004 года.

В данный момент научный консенсус в теории поведения человека сформировался вокруг немножко другой теории Хебба ^[19] (1949). Он тоже объясняет поведение человека через общую деятельность нервной системы, в которой связи между синапсами укрепляются или слабеют со временем, смотря как часто они используются. Вот как это работает:

Эта теория и её развитие в работах последователей сейчас считается классической. Она использовалась также при проектировании и программировании искусственных нейросетей, которые копируют человеческую архитектуру.

Видимо, работу Наура отвергли по той причине, что она основана не на реальных научных экспериментах, а скорее на домыслах и фантазиях автора. Но это не значит, что великий учёный неправ. В конце концов, научную интуицию никто не отменял. Возможно, теория Наура в будущем получит экспериментальное подтверждение.

© 2026 ООО «МТ ФИНАНС»