Следует иметь в виду, что перестраиваемость структуры управляющего устройства не может не быть не контролируемой, в противном случае непредсказуемые влияния внешней среды, а также мутации могут привести, скажем, к сверхпластичности модели, что может оказаться невыгодным для сохранения признаков моделируемого организма.
Процесс контроля, естественно. Должен идти по каналам обратной связи, которые мы уже наблюдали в информационной модели на рис.5. Как данный контроль может быть реализован в тьюринговой модели? Для этого необходим механизм считывания информации, описывающей структуру управляющего устройства, и устройства для подачи этого собственного описания на ленту машины, после чего оно может быть, например, сравнено с записью некоторого эталона, хранящегося на ленте. В результате сравнения может вырабатываться серия признаков, сигнализирующих о допустимости или недопустимости границ перестраиваемости модели. Однако в подобном варианте использования тьюринговой модели, вообще говоря, нет необходимости вводить некоторый эталон и проводить с ним сравнение.
В теории машин Тьюринга известны понятия самоприменимости и, соответственно, несамоприменимости машины. Говорят. Что, машина Тьюринга применима к своей записи (самоприменима), если она перерабатывает запись таблицы собственного управляющего устройства (собственное описание) в некоторое слово и останавливается. Если остановка не наступает или если результирующее слово читается в нестандартном положении головки, то машина Тьюринга несамоприменима.
Обычно под терминами самоприменимость, несамоприменимость понимается свойство машины быть самоприменимой или несамоприменимой. В нашей работе термину самоприменимость дается более широкое толкование. Самоприменимость - это процесс, в результате выполнения которого машина оказывается применимой к собственному описанию. Аналогично может быть расширено понятие несамоприменимости. Таким образом, когда речь идет о самоприменимости или несамоприменимости машины Тьюринга, предполагается, что в такую машину встроены дополнительные механизмы перекодирования двумерной таблицы ее управляющего устройства в линейную запись и подачи этой записи на ленту. Если подобного механизма нет, то такой случай можно обозначить термином машина Тьюринга без самоприменимости.
Свойству самоприменимости модели можно поставить в соответствие такую ее способность, как узнавание себя. Будем считать. Что любая нормально функционирующая модель самоприменима. Если модель самоприменима - значит, она идентифицирует себя, несамоприменима - следовательно. В модели произошли изменения, не позволяющие говорить о том, что это - та модель, какой она была раньше, будучи самоприменимой.
Таким образом, самоприменимую перестраиваемую модель можно рассматривать как модель обработки информации в организме с достаточно пластичным самоконтролируемым мозгом. Границы пластичности такой модели детерминированы зоной самоприменимости, имеющей определенный диапазон для каждой специализированной модели. Между структурой устройства управления специализированной модели и границами ее самоприменимости наверняка существует жесткая связь: одни структуры допускают большую перестраиваемость, другие - меньшую. Этот момент можно соотнести, например. Со способностью разных животных к разной степени обучения и дрессировки. В дальнейшем будем называть такую модель - пластичная специализированная модель с самоприменимостью.
Примем следующую аналогию (она кажется нам вполне допустимой). Информация на ленте - это все или почти все, что накапливается как опыт модели в онтогенезе (в реальной жизни - рефлексы, выработанные животным, или социальный и личный опыт человека). Исключение из почти всего, возможно, составляет собственное описание: оно должно появляться при создании модели. Можно, правда, предложить механизм считывания информации из управляющего устройства в зону собственного описания в процессе работы модели, но это будет уже не вполне машина Тьюринга, а нечто большее, что и было отмечено выше. Информацию, составляющую описание структуры управляющего устройства, можно отождествить с той частью информации, которая у животных (и, в частности, у человека) передается генетически. Подобное разделение на информацию, накопленную в онтогенезе и филогенезе, мы будем считать достаточно условным: вполне возможно, что какие-то виды данных, записанных на ленте, могут передаваться генетически, и, наоборот, определенные изменения структуры управляющего устройства возникать в онтогенезе.
Поэтому в качестве некоторого промежуточного итога отметим следующее. Информацию, накопленную на ленте в течение жизни отдельного экземпляра модели будем считать индивидуальным опытом модели; эта информация при гибели экземпляра модели теряется и при размножении моделей потомству не передается. Информация, образующая запись алгоритма функционирования управляющего устройства, также теряется при гибели отдельного экземпляра, но так как она, по нашим предположениям. Имеет генетический характер, то такая информация может передаваться потомству. Эволюцию подобной модели можно представить себе как медленное, от поколения к поколению, изменение записи алгоритма функционирования управляющего устройства. Здесь можно предположить два механизма реализации этого изменения.
Первый механизм. Какая-то часть информации, записанной на ленте, перекодируется и малыми порциями передается в запись алгоритма функционирования управляющего устройства. Правда, из этого следует, во-первых, что личный опыт тоже как бы передается генетически. Однако порции информации, передаваемые от одной популяции к другой, могут быть так малы, что даже при длительном наблюдении будут оставаться незаметными. Во-вторых, это соответствует своеобразному представлению о машине Тьюринга, работающей совместно с автоматом фон Неймана. О подобном тандеме мы уже упоминали выше. Следует сказать, что теории этих двух совместно работающих моделей пока нет.
Второй механизм. Малые изменения непосредственно в записи алгоритма функционирования управляющего устройства, то есть в таблице машины Тьюринга, возникают спонтанно. Положительные мутации закрепляются, отрицательные - теряются. Этот второй механизм эволюции специализированной тьюринговой модели соответствует традиционному представлению об эволюции живых организмов.
Рассмотренная модель, хотя обладает способностью обучения и контролирующим свойством самоприменимости, имеет существенный недостаток, проявляющийся как раз в ограниченности свойства обучаемости.
Напомним, что структура управляющего устройства в специализированной модели фактически фиксирована, и при рождении каждого нового экземпляра модели ему передается исходный, необученный вариант структуры (мы не говорим о тех навыках, которые передаются по наследству и которые уже зафиксированы в устройстве управления). Таким образом, обучение каждого нового варианта модели помимо появления новых записей на ленте должно сопровождаться каким-то изменением структуры модели.
Можно предполагать, что если машина Тьюринга с подобной простой таблицей обладает свойством самоприменимости, то достаточно внести в эту таблицу небольшое изменение, как машина перестает быть таковой, и, следовательно, исчезает способность контролировать границы допустимой пластичности. Конечно, несамоприменимая машина также реализует какой-то алгоритм. Но что допустимо в модели, может оказаться гибельным для организма. Наверное, таблицы машины Тьюринга, описывающей реальные процессы переработки информации в реальном мозге, если бы такие таблицы удалось создать, оказались бы не столь критичными к небольшим изменениям. Однако существование границ этих изменений в специализированной модели легко угадывается. Это обстоятельство устанавливает для каждой пластичной специализированной модели с самоприменимостью жесткий предел - потолок ее возможностей, следовательно, у каждой такой модели, можно сказать, фатальная предопределенность.
Когда мы рассматривали работу машины Тьюринга, то вне поля нашего зрения остался вопрос, каким образом информация, считающаяся для машины входной. Попадает на ленту в зону входной информации. Действительно, когда речь идет только о входной информации, вопрос этот не представляется существенным: на то она и входная, что откуда-то поступает, и, следовательно, механизм записи ее во входную зону не касается принципов работы модели.
Вопрос ставится по-другому, если какая-то часть информации с выхода модели поступает на ее вход (каналы 4 и 5 на рис.5). Что это за информация? Если оставаться в рамках тьюринговой модели, то следует отметить, что это или информация, переписываемая во входную зону ленты из других ее зон, или информация, поступающая во входную зону из управляющего устройства. Что касается первого случая (то есть переписывания данных во входную зону из других зон), то этот процесс описывается стандартно, как определено в тьюринговой модели, т.е. введением допо
лнительных команд в таблицу описания функционирования управляющего устройства.
