Структура памяти. Теоретическое исследование.

У большинства из нас слово «ручка» может вызвать разные ассоциации, например:

шариковая или иная ручка для письма.
ручка от двери.
детская ручка.
какая-то конкретная ручка лежащая на столе.

Все это разные объекты и большинство из нас четко разделяют их для себя. Для дальнейшего анализа давайте выберем первый вариант использования слова «ручка», и в дальнейшем, если не будет специальных оговорок, будем подразумевать под «ручкой» шариковую ручку или иную ручку для письма.

Большинство из нас помнит много ситуаций, где участвует ручка, например:

Я только что поставил подпись на договоре ручкой.
Ручка, которую мне подарили на день рождения.
Сегодня мой сын забыл ручку дома.
Все ручки в нашем офисе постоянно исчезают.

Те, кто не помнил, уже в том или ином виде запомнил приведенные выше предложения. Для большей убедительности можно их выучить наизусть.

Давайте зададимся вопросом:

Как организованна запись в памяти всех этих предложений?

Мы не будем рассматривать здесь физиологические процессы в памяти, так как эти процессы, скорее всего, организуют запись на первичном уровне, ничего не зная ни о структуре, ни о значимости, ни о содержании информации.Ώ] Давайте попытаемся построить схему логической организации памяти.

Что мы имеем?

Давайте вспомним те четыре предложения, где, так или иначе, участвует слово ручка. При этом мы точно знаем, что это ручка в смысле «шариковая или иная ручка для письма», и никак не «ручка от двери». Несмотря на то, что во всех предложениях могут участвовать ручкиΐ] разного цвета, фактуры, размера мы точно знаем (при вспоминании тех предложений), что речь идет о «шариковой или иной ручки для письма». Таким образом, и здесь запись в памяти содержит информацию о том объекте, в данном случае о классе «шариковая или иная ручка для письма», к которому мы можем отнести такие частные характеристики как цвет, размер, и многое другое. Это означает, что есть некий маркер, который указывает на объект, в данном случае на «шариковую или иную ручку для письма», во всех 4 предложенияхΑ]. В дальнейшем в данной работе мы будем называть такой маркер «ссылка» или «указатель».

Кроме ссылок в памяти хранятся такие непосредственные данные, как запах, вкус, тяжесть, размер, цвет и так далее, которые в дальнейшем мы будем называть «первичная запись». Каждая первичная запись характеризуется своей непрерывностью и последующей неразделимостью, представляя собой целостный образ или ощущение. В дальнейшем «объектом» будем называть набор ссылок и первичных записей доступ до которых осуществляется последовательно, без использования переходов по ссылкам внутри данного набора, кроме того, существует или существовала хотя бы одна ссылка, указывающая на данный набор.

Таким образом, мы получили, что наша память состоит из двух разных элементарных элементов – это первичные записи и ссылки. Первичные записи и ссылки группируются в объекты.

Давайте дадим точные определения всем терминам, которые мы привели ранее.

DEF Ссылка – это такой элемент памяти, содержанием которого является уникальная характеристика какого-либо объекта, позволяющая однозначно идентифицировать данный объект и быстро получить доступ к немуΒ].

DEF Первичная запись – это такой элемент памяти, содержание которого можно охарактеризовать как целостное, далее неделимое ощущение или образΓ].

DEF Объект – это набор ссылок и первичных записей доступ до которых осуществляется последовательно, без использования переходов по ссылкам внутри данного набора, кроме того существует или существовала хотя бы одна ссылка, указывающая на данный наборΔ].

Для нашего дальнейшего анализа удобно ввести дополнительно два термина:

Локальный объект – объект, относящийся непосредственно к данной ситуации, являющийся психическим отражением данного конкретного объекта с цветом, вкусом, запахом и т.д. Пример:
В предложении «сегодня мой сын забыл ручку дома», когда мы задумываемся о том, какую ручку сын забыл дома, мы вспоминаем ту зеленую, погрызенную сыном ручку, что сейчас лежит у него на столе. Именно эта конкретная ручка есть ЛОКАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ.
Глобальный объект - объект, не относящийся непосредственно к данной ситуации, служащий наиболее часто только для классификации и отнесения других объектов между собой. Глобальный объект является сутью и идеей вещи. Пример:

В предложении «сегодня мой сын забыл ручку дома.», Мы четко ощущаем, что речь идет об объекте «шариковая или иная ручка для письма», а не об объекте «ручка от двери», при этом не важно какого цвета и где лежит та конкретная ручка. Таким образом, «шариковая или иная ручка для письма» является ГЛОБАЛЬНЫМ ОБЪЕКТОМ.

Давайте составим графическую схему, как выглядит запись предложения в памяти, в наших терминах. Например, предложение: «сегодня мой сын забыл ручку дома». Условимся считать

На данной схеме мы отразили структуру объектов только у «ручки», приведенная структура, конечно, не полна, и у каждого человека она индивидуальна и имеет свои первичные записи и глобальные объекты. Глобальные объекты так же могут быть связаны между собой с помощью ссылок, это можно видеть на данной схеме (Глобальный объект «стол» и глобальный объект «ручка»). И так вся информация в памяти представлена в виде объектов и ссылок между ними.

АКСИОМА №1: Ссылка на каждый объект уникальна, и формируется из свойств объекта. И чем ближе эти два объекта друг к другу по свойствам, тем более похожи ссылки на них.

Мы пока не можем полностью доказать это утверждение, поэтому в данной работе оно принимается как аксиома. Но мы можем привести логические обоснования данного утверждения:

Давайте рассмотрим утверждение «Ссылка на каждый объект уникальна», если бы ссылки на два разных объекта были идентичны, то эти два объекта мы постоянно путали бы между собой и при этом не могли исправиться даже при помощи обратной связи из вне. Так как данного явления не происходит, то с необходимостью следует, что ссылки на разные объекты не идентичны, т.е. ссылка на каждый объект уникальна.
Давайте рассмотрим утверждение «И чем ближе эти два объекта друг к другу по свойствам, тем более похожи ссылки на них». Рассмотрим гипотетическую ситуацию с близнецами: две девочки Маша и Даша. Незнакомые люди (люди которые знают этих девочек очень мало) часто путают, как их зовут, даже если четко разделяют их для себя по родинке на носу. Мама их путает очень редко. Так как незнакомые люди не знают хорошо Машу и Дашу, то они не сильно разделяются и по свойствам в их памяти, и сформированные ссылки на объекты соответствующие девочкам похожи. Из-за этого их имена часто путают. Мама в свою очередь знает своих дочерей очень хорошо, она видит их разные характеры, поведение и т.д. И путает имена девочек намного меньше. Таким образом, чем больше различий между объектами, тем реже мы путаем эти два объекта, и наоборот: чем меньше различий между двумя объектами, тем чаще мы их путаем. Что позволяет нам сделать вывод: «И чем ближе эти два объекта друг к другу по свойствам, тем более похожи ссылки на них».
Давайте рассмотрим оставшуюся часть: «формируется из свойств объекта». Из 2-го пункта следует, что чем ближе свойства объектов, тем ближе ссылки. Таким образом, устанавливается зависимость между свойствами объекта и ссылкой на него. Т.е. свойства объекта используются при формировании ссылки на данный объект.

Давайте рассмотрим еще одно свойство ссылок. Пусть ссылка на объект занимает какой-либо объем памяти, обозначим этот объем n. И пусть объект, на который указывает ссылка, занимает какой-либо объем памяти, обозначим этот объем z.

Лемма: z>n, т.е. объем памяти занимаемый ссылкой меньше объема памяти занимаемого объектом.

Для доказательства этого давайте сконструируем 2 объекта в памяти такие, что у первого объекта есть ссылка на второй объект и еще какая-либо информация, у второго есть ссылка на первый и еще какая-либо информация. Эти объекты аналоги «ручки» и «стержня», т.е. ручка состоит из стержня и еще чего-либо, стержень используется в ручке и еще где-либо.

У нас есть:

n1– объем памяти занимаемый ссылкой на второй объект (данная ссылка находится в первом объекте).
n2– объем памяти занимаемый ссылкой на первый объект (данная ссылка находится во втором объекте).
k1 = z1-n1, где z1 – объем памяти занимаемый первым объектом.
k2 = z2-n2, где z2 – объем памяти занимаемый вторым объектом.
k1 это объем памяти занимаемый всей оставшейся информацией в первом объекте, если из него исключить ссылку на второй объект.
k2 это объем памяти занимаемый всей оставшейся информацией во втором объекте, если из него исключить ссылку на первый объект.
k1 всегда больше 0. Или равна 0, но только в случае если второй объект это одна ссылка.
k2 всегда больше 0. Или равна 0, но только в случае если первый объект это одна ссылка.

Теперь давайте пойдем от противного и докажем, что z<=n. В наших терминах это неравенства:

n1>=n2+k2,
n2>=n1+k1

Давайте сложим эти неравенства и получим:

n1+ n2>=n2+k2+ n1+k1, перенесем все n2 и n1 влево. Получим:
n1+ n2- n1- n2 >= k2 +k1, т.е 0>= k2 +k1.

Данное условие может выполняться только в случае если и k2 и k1 равны нулю. Если в объектах содержится хоть какая-то дополнительная информация, то данное неравенство невыполнимо. Следовательно, всегда n

Свойство: Объем памяти занимаемый ссылкой на объект, меньше объема памяти занимаемого объектом, на который ссылается ссылка. (Возможно, если существуют объекты состоящие только из ссылки и, причем одной, то ссылка на этот объект может занимать столько же памяти сколько и сам объект. Хотя давайте задумаемся, в чем целесообразность таких объектов?)

Теперь мы можем заняться другими, в том числе и практическими вопросами, следующими из ранее полученных результатов.

Узнавание.

Как происходит узнаваниеΕ] Для этого мы берем непосредственно доступные для восприятия свойства неизвестного нам объекта, формируем из них ссылку. И смотрим, если такой объект существует, то узнали. Если нет, то формируется новый объект, куда заносятся полученные свойства. И сообщается, что данного объекта до текущего момента мы не знали.

Эффект «на кончике языка».

Давайте рассмотрим ситуацию, когда ссылка указывает на пустое место, либо на другой объект. Позже мы рассмотрим, почему это может случиться. Сейчас давайте рассмотрим, что происходит в таком случае. Итак, ссылка есть, объекта нет. Мы знаем, что объект где-то есть, так как есть ссылка, но найти его пока не можем. Это ощущение и есть «эффект на кончике языка» когда, например, имя «вертится на языке», но сказать мы его не можем. Зато мы можем его узнать, если нам дать список из имен, где будет это имя. Мы можем сформировать ссылку и сравнить ее с нашей первоначальной ссылкой и по сходству определить, что они указывают на один объект. Данный эффект наблюдается не только на именах, но и на любых других объектах. Например: «Зашел в комнату и забыл, что хотел сделать» - здесь мы забыли не только само название действия, но и его смысл, т.е. потеряна ссылка на объект.

Ощущение «знаю, что знаю, но не помню».

При следовании по ссылкам до этого объекта, мы останавливаемся на ссылке указывающей «в никуда». Но так как ссылка есть, то я знаю, что знаю. Но так как до объекта добраться по этой ссылке нельзя, то знать-то знаю, но не помню.

Ощущение «знаю, что не знаю».

Если мы в акте узнавания объект не узнали, то появляется ощущение «знаю, что не знаю».

«Актуальный объект».
Давайте представим себе какой-либо объект, например, «самолет» и постараемся удержать этот объект как можно дольше у себя в сознании. Что в этот момент происходит? Сознание в этот момент использует (в сознании актуально) один или несколько объектов памяти. При этом в каждый момент времени сознание должно помнить, с каким объектом работает, т.е. должно хранить в памяти информацию о текущем (актуальном) объекте (объектах). Данной информации должно быть достаточно для точного указания объекта, с которым в данный момент работает сознание. Для этого есть только два варианта:

где-то хранится полная копия объекта.
это ссылка на объект.

Т.к. ранее мы уже показали невозможность создания копии, то этой информацией является ссылка на объект. Таким образом, в памяти существует набор ссылок на актуальные в данный момент элементы памяти, т.е. ссылки на те элементы памяти, на которые в данный момент направленно сознание. В дальнейшем данный набор ссылок будем называть «Актуальный набор». Для того чтобы «Актуальный набор» можно было назвать объектом, нам необходима ссылка на него.
АКСИОМА №2: На «Актуальный набор» существует ссылка, и эта ссылка находится в данном наборе. Таким образом «Актуальный набор» является объектом памяти, и в дальнейшем мы будем называть его «Актуальный объект». В дальнейшем ссылку, которая указывает на объект, в котором данная ссылка находится (в данном объекте, возможно, кроме нее есть и другие ссылки и первичные записи) будем называть «циклическая ссылка» или «рефлексивная ссылка».
DEF Актуальный объект – это объект состоящий из циклической ссылкиΖ] и ссылок на объекты, являющиеся, в данный момент, актуальными в сознании.
Рефлексия.
Итак, что дает циклическая ссылка в Актуальном объекте? Давайте представим, что происходит, когда сознание обращается по циклической ссылке. Оно попадает на «Актуальный объект» и наблюдает изменения данного объекта и может отслеживать, как меняются актуальные объекты, что попадает под определение рефлексииΗ].
Сознание.
Что такое сознание? Мы считаем, что данный феномен можно отождествить с «Актуальным объектом». Для доказательства данного факта давайте приведем несколько определений сознания данных известными учеными:
«Сознание есть такой текст, который возникает актом чтения этого текста, который сам себя обозначает, который отсылает к самому себе» М.К. Мамардашвили
«Истина сознания есть самосознание, и это последнее есть основание сознания, так что, в сущности, всякое сознание другого предмета есть самосознание». Гегель Г.-В.-Ф.,1956 С.214
Теперь рассмотрим «Актуальный объект», в данном объекте есть рефлексивная ссылка, которая позволяет сознанию «взглянуть» на себя, «увидеть» в себе изменения, как изменяются ссылки на актуальные объекты и ощущать эти изменения, быть и «видеть» себя со стороны, рефлексировать, читать самое себя и осознавать себя.
Давайте попробуем и другим подходом показать, что сознание это какая-то область в памяти. Помнить может только память. Действительно если сознание не есть память, то оно ничего не может помнить. Но тогда откуда сознание помнит, что у него есть те, или иные функции и как ими пользоваться? Или, например, как помнит, что у него в распоряжении есть память и, что ей можно пользоваться, и как ей пользоваться? Для того чтобы помнить, надо быть памятью. Здесь можно возразить, что может у сознания есть своя собственная память. Но тогда сознание это и есть та память. Остальное – это функции, которые память помнит, как вызывать, и вычислительные мощности, которые память организует и использует. Так или иначе, мы пришли к тому, что сознание это нечто в памяти. Одним из наиболее правдоподобных кандидатов на эту роль, по нашему мнению, является Актуальный объект. Такое же указание мы можем увидеть у Агафонова А.Ю⎗], он говорит о содержании сознания: «явленное содержание сознания». Если есть содержание, то оно содержится в какой-то области памяти, т.е. это содержание памяти. Т.е. сознание это и есть область памяти. Здесь можно возразить, что сознание просто включает память, но если сознание это не память, то откуда оно знает, где во включенной в него памяти содержится его, сознания, содержание? Если сознание это не память, то оно не может обращаться к опыту, т.к. не помнит (оно не память, чтобы помнить), где вообще память, где в ней опыт, и что это такое. Глубокая взаимосвязь сознания и памяти подчеркивается А.Ю. Агафоновым в его работах. Мы думаем, что не только сознание это есть область памяти, но и такие феномены как внимание и ссылка на текущий объект актуальный в сознании, суть одно и тоже; и многие другие механизмы и функции так же представляют собой элементы и объекты памяти. Память это и есть активный и саморазвивающийся феномен, активно управляющий вычислительными возможностями психики и отражающий окружающую действительность, и активно влияющий на процессы, происходящие в этой действительности, посредством тела.
Еще некоторые ответы на вопросы:

Вопрос №1. Почему кратковременная память может удержать 7±2 объекта, вне зависимости от сложности этих объектов, ведь если задуматься, то самолет, например, состоит из сложнейших деталей и механизмов, а буква «И» для большинства из нас просто буква, без существенной дополнительной смысловой нагрузки?
Ответ: в кратковременной памяти хранятся ссылки на эти объекты, а не сами объекты. Поэтому от сложности объектов, количество занимаемой кратковременной памяти не зависит.
Вопрос №2. Как можно решить парадокс возникающий в фразе «Если в мире есть небо, и я его вижу, то в этой фразе, утверждающей существование неба, содержится картина, незаконно удваивающая мир. Значит, есть кто-то еще, какой-то наблюдатель, который видит и небо, и мое сознание, в котором есть идея неба, так вот – небо существует, оно отобразилось в твоем сознании» Мамардашвили М.К., 1993 с.267^⎘]
Ответ: рефлексивная ссылка в сознании позволяет отражать процесс отражения неба в сознании. Само сознание, с помощью рефлексивной ссылки есть и наблюдатель за процессами в сознании, и тот, кто отражает небо.
Вопрос №3 «…Память нужна, чтобы опознавать. Но что необходимо для того, чтобы опознать само опознание? И почему возможно понимание собственного непонимания?»^⎙]
Ответ: Для опознания собственного опознания, необходима рефлексивная ссылка, и когда сознание в акте узнавания, получает ссылку, то это же сознание по рефлексивной ссылке «видит», что ссылка на объект, который существует и это и будет опознание опознания. Если же ссылка будет на объект, который не существовал ранее, то это будет «понимание непонимания» или «знаю, что не знаю». Этот механизм был рассмотрен в данной работе ранее.
Вопрос №4. Как вы считаете, есть ли сознание у животных, если есть, то чем отличается от сознания человека?
Ответ: У нас сложилось мнение, что одно из основных отличий «сознания» животных от сознания человека заключается в том, что «рефлексивная ссылка» у животных более длинная, например «сознание-тело-боль-сознание». Здесь животное осознает, что больно ему и именно ему. Но ощущение себя ему дано только через тело, тогда как человеку, ощущение себя и наблюдение за собой, дано непосредственно, за счет самой короткой рефлексивной ссылки. Возможно, и у человека в онтогенезе, сознание развивается от ссылки на себя через тело, потом через общество и обратную связь от него, интенсивное общение и речь, и формируется та короткая ссылка, позволяющая самосознание и рефлексию.

Выход на практику
Давайте предположим, что память не может хранить бесконечно долго информацию без изменения. То, что это так, подтверждают многие исследования, например, можно обратиться к трудам А.Ю. Агафонова. Даже если рассмотреть такие консервативные ячейки памяти как ДНК, то и там есть влияние случайных ошибок, несмотря на то, что это наиболее стабильная и консервативная память. И именно с консервативностью данной памяти связано выживание вида. Таким образом, очевидно, что в «простой», т.е. онтологической, памяти случайные ошибки встречаются на много чаще. Нам представляется наиболее вероятным, что некоторые виды забывания, имеются в виду не связанные с механизмами психологической защиты, происходят по причине случайных ошибок и интерференции в памяти. Данные ошибки являются системными, и не могут быть исключены. Случайные ошибки возникают постоянно, и чем больше времени прошло с момента последнего доступа к данной ячейки памяти, тем больше ошибок накапливается в данной ячейке. Т.о. количество ошибок постоянно растет, и если бы не было какого либо механизма восстановления и защиты от ошибок, то о сохранности данных в памяти можно было бы забыть. Более того, наиболее опасны такие ошибки для таких элементов памяти как ссылки на объекты. Т.к. при ошибке в ссылке может привести к тому, что ссылка будет указывать на несуществующий объект, или на любой другой объект, возможно никак не связанный с первоначальным. Ошибка же в первичной записи приведет к некоторому изменению количественной информации, но не к качественному изменению как в случае со ссылками. На сегодняшний день мы видим два кандидата на роль "восстановительного процесса":
1. Реминисценция памяти. Реминисценция, наиболее ярко проявляется на осмылсленном материале, т.е. на материале где количество ссылок максимально. На сегодняшний день нет удовлетворительных объяснений феномена реминисценции. Мы предполагаем, что реминисценция это и есть один из механизмов восстановления ссылок в памяти.
2. Сон.
Таким образом, мы получили, что ссылки это наименее защищенные элементы памяти. И именно для ссылок должны существовать какие-то механизмы восстановления. Здесь мы получили проверяемые на практике выводы из теории:

Наиболее неустойчивые и уязвимые элементы памяти это ссылки
По количеству поврежденных ссылок, мы можем судить о том, сколько времени прошло с последней процедуры восстановления ссылок, например, если количество поврежденных ссылок от времени не зависит, то процедура восстановления происходит постоянно и с каждой ячейкой. Если есть зависимость от времени, то данная процедура восстановления ссылок может быть выявлена с помощью указания времени, когда она происходит.

Возврат на СОЗНАНИЕ и ПАМЯТЬ

Ώ] Компьютерный пример: есть жесткий диск, у него есть головки для записи и считывания данных, но они не имеют никакого влияния на структуру текста, который я сейчас набиваю.
ΐ] Например: Та, что мне подарили, была зеленая, а та, что сын забыл дома, белая.
Α] Здесь можно задать вопрос: «Почему маркер, а не сам объект?». Давайте предположим, что там записан сам объект во всех своих взаимосвязях, т.е. в этом объекте содержится информация и о стержнях, и где ручка применяется. Но тогда стержень это тоже объект и запись о нем в нашем объекте «ручка» также является объектом. Аналогичными рассуждениями далее можно идти до заводов, космоса, психики, в которой есть данный текст, в данном тексте ручка и так далее. Так мы получаем, как говорят математики, «дурную» бесконечность. Таким образом, нам для записи объекта во всех взаимосвязях необходима вся память, что не возможно. Таким образом, мы получаем, что каждый объект в памяти хранится в единственном экземпляре, при любом оперировании объектом, для указания на объект которым мы оперируем, мы используем маркер этого объекта.Если же предположить, что не полностью объект во всех взаимосвязях записывается, а его сокращенный вариант, при этом сам объект со всеми взаимосвязями хранится в другом месте, и при необходимости мы можем получить доступ от сокращенного варианта к самому объекту, то этот сокращенный вариант мы назовем маркером, так как он всего лишь показывает, что за объект, но при этом не является объектом со всеми своими взаимосвязями.
Β] Например, ссылкой может являться порядковый номер объекта в списке, значение хэш-функции от объекта, индекс в базе данных, ФИО ученика в классе, ИНН.
Γ] Первичной записью может являться: a) Запах маминых пирога, его вкус и цвет. б) цвет вечернего неба. в) тяжесть сапогов на ногах и другие ощущения и образы.
[6] Пример объекта: ручка, которой я сейчас пишу – синяя(первичная запись), состоит из стержня(ссылка), колпачка(ссылка) и корпуса(ссылка), ощущение шершавости(первичная запись).
[7] В терминах данной работы
[8] В дальнейшем отдельно упоминать циклическую ссылку мы не будем, т.к. циклическая ссылка всегда актуальна и, следовательно, достаточно сказать «Актуальный объект» - это объект, состоящий из ссылок на объекты, являющиеся, в данный момент, актуальными в сознании.
[9] Локк: «рефлексия, отражающая в нашем сознании его же собственную внутреннюю деятельность». Рубинштейн С.Л «Основы общей психологии» СПб Питер,2001 стр.57.
[10] А.Ю. Агафонов «Основы смысловой теории сознания»
[11] А.Ю. Агафонов «Основы смысловой теории сознания» стр.237
[12] Там же
[13] Там же
Автор - Шенцев М.В.

Instagram: @alexandr__zubarev