Як виникає ієрархія - студопедія

Повернемося знову до еволюції нервової системи. Чи може ієрархія класифікаторів виникнути еволюційним шляхом? Очевидно, може, але за однієї умови: якщо створення кожного нового рівня ієрархії і його подальшого розширення корисні тварині в боротьбі за життя. З факту існування тварин з високоорганізованої нервової системою ми робимо висновок, що так воно і є насправді. Крім того, вивчаючи примітивних тварин, ми бачимо, що система понять, які здатна розпізнавати їх нервова система, також дуже примітивна. Отже, в користь найнижча рівня ієрархії класифікаторів ми переконуємося на власні очі.

Накидаємо в загальних рисах шлях розвитку нервової системи. На початкових стадіях ми знаходимо у тварини всього кілька рецепторів. Число можливих способів зв'язку між ними (з'єднань) відносно невелике і допускає прямий перебір. За методом проб і помилок знаходиться вигідне з'єднання. Те, що вигідне з'єднання може існувати навіть при дуже малій кількості нейронів, легко бачити на такому прикладі. Нехай є всього два світлочутливих рецептора. Якщо вони розташовані на різних сторонах тіла, то інформація, яку вони дають (різниця освітленостей), достатня, щоб тварина могла рухатися на світло або проти світла. Коли вигідне з'єднання знайдено і здійснено, припустимо, за допомогою одного проміжного нейрона (такі нейрони називаються асоціативними), вся група в цілому може бути розмножена. Так виникає система асоціативних нейронів, які реєструють, наприклад, різниці між освітленням рецепторів і підсумкових ці різниці (рис. 2.3).

Мал. 2.3. Найпростіші типи зв'язків між рецепторами

Може бути розмножена також будь-яка частина системи пов'язаних нейронів, наприклад, один або кілька рецепторів. Тоді виникає система зв'язків типу зображеної на рис. 2.3, б. Схеми обох типів утворюють в сукупності перший рівень ієрархії, заснований на поняттях суми і різниці освітленості. Оскільки для коригування руху тваринного дуже важливо реєструвати зміну освітленості в даній точці з часом, можна припустити, що на самих ранніх стадіях повинні з'явитися нейрони, що спрацьовують при зміні освітленості в точці. Це може бути як рецептор, так і асоціативний нейрон, пов'язаний з одним або декількома рецепторами. У загальному вигляді можна охарактеризувати класифікатори першого рівня як реєструють суми і різниці збуджень рецепторів в просторі і часі.

Довівши свою корисність для тваринного, класифікатори першого рівня міцно входять в число його коштів боротьби за існування. Тоді починається наступна серія проб і помилок: невелике число класифікаторів першого рівня (точніше, їх вихідних підсистем) зв'язується між собою в один пробний класифікатор другого рівня, поки не вийде корисне з'єднання. Потім виявляється корисним розмноження цього з'єднання. Можна припустити, що на другому рівні ієрархії - оскільки це стосується органів зору - з'являються такі поняття, як межа між світлом і тінню, середня освітленість плями, рух кордону між світлом і тінню і т. П. Таким же шляхом виникають і такі рівні ієрархії.

Накидана нами схема наводить на думку, що будь-яка складна система, що виникла в процесі еволюції за методом проб і помилок, повинна мати ієрархічну організацію. Дійсно, не маючи можливості перебрати всі мислимі з'єднання великого числа елементів, природа перебирає з'єднання з декількох елементів, а знайшовши корисну комбінацію, розмножує її і використовує як ціле як елемент, який може бути пов'язаний з невеликим числом інших таких же елементів. Так і виникає ієрархія. Це поняття грає величезну роль в кібернетиці. Фактично будь-яка складна система, як виникла природно, так і створена людиною, може вважатися організованою, тільки якщо вона заснована на деякій ієрархії або переплетенні кількох ієрархій. У всякому разі, до цих пір ми не знаємо організованих систем, влаштованих інакше.

Схожі статті