Игнаси Белда - Том 33. Разум, машины и математика. Искусственный интеллект и его задачи
Чтобы получить более точное представление о том, насколько правдоподобна изложенная выше газетная статья, посмотрим, каких успехов уже добились исследователи, которые занимаются искусственным интеллектом, и сильно ли отличается нынешнее положение дел от описанного сценария. Добро пожаловать в удивительный мир искусственного интеллекта, где математика, вычисления и философия идут рука об руку и уже вплотную подошли к границе, отделяющей человека от машины.
Глава 1. Что такое искусственный интеллект
Существует довольно много научно-фантастических фильмов, в которых действуют автономные машины, способные самостоятельно принимать решения. Но каково в действительности развитие искусственного интеллекта? Неужели и правда близок тот час, когда мы своими глазами сможем увидеть картины, изображенные в «Космической одиссее 2001 года» или в фильме «Я, робот»?
Прежде чем начать наш рассказ, дадим точное определение искусственному интеллекту. Трактовка слова «искусственный» разногласий не вызывает: «искусственный» означает «не природный», то есть «созданный по воле человека». А что такое «интеллект»? Согласно большинству словарей, это слово имеет множество значений, среди которых выделяются «способность понимать», «способность решать задачи», «способность учиться из опыта и адаптироваться к новым ситуациям».
И различные определения этого понятия показывают всю его сложность.
Психологи и философы пытаются определить и измерить интеллект на протяжении многих веков. Но все предложенные ими определения довольно трудно применить не к людям, а к другим объектам. К примеру, обладает ли интеллектом компьютерная программа, способная синхронизировать и координировать работу всех систем самолета, позволяющая со стопроцентной надежностью прокладывать курс в зависимости от текущих требований? Возможно, что да. Но можно ли сказать, что интеллектом обладает комар? Это насекомое ведь тоже способно синхронизировать и координировать работу всех своих органов и со стопроцентной надежностью прокладывать курс в зависимости от текущих требований.
Тест Тьюринга
Практическое решение, позволяющее определить, обладает ли машина интеллектом, первым предложил в 1950 году математик Алан Тьюринг, который считается одним из создателей искусственного интеллекта. В основе его теста лежит очень простая идея: если машина во всем ведет себя подобно мыслящему существу, то она должна обладать интеллектом.
Тест Тьюринга проводится следующим образом. Человек и машина располагаются в разных комнатах и не могут видеть друг друга. После этого человек печатает на клавиатуре ряд вопросов для машины, а та выдает на монитор ответ. Если человек считает, что беседует с человеком, то оцениваемая им машина разумна и, следовательно, обладает искусственным интеллектом.
Человек, задающий вопросы машине (X), использует систему, препятствующую визуальному контакту. Таким образом, он может определить, кто его собеседник — машина или человек — только по ответам на вопросы.
Разумеется, тест Тьюринга вызвал шквал критики со стороны некоторых теоретиков. Можно ли сказать, что машина разумна, только потому, что она способна отвечать на вопросы с помощью огромного словаря вопросов и ответов? Быть может, интеллект — это нечто большее, и он подразумевает, к примеру, наличие сознания?
* * *
АЛАН ТЬЮРИНГ (1912–1954)
Английский математик и философ Алан Тьюринг благодаря множеству фундаментальных открытий считается одним из создателей не только искусственного интеллекта, но и всей современной информатики.
Во время Второй мировой войны Тьюринг занимался криптоанализом и стал одним из главных действующих лиц в операции по взлому шифров машины «Энигма». Успешное завершение этой операции позволило союзникам узнавать обо всех перемещениях нацистских войск.
Основным теоретическим вкладом Тьюринга в вычислительные науки стала так называемая машина Тьюринга — теоретическая модель универсальной вычислительной машины, способной обрабатывать любые входные данные и получать выходное значение за конечное время. Машина Тьюринга состоит из бесконечной ленты с записанными на ней символами, а также управляющего устройства, которое может смещаться вдоль ленты вправо или влево, считывать записанные на ней символы, стирать их и записывать новые. Также машина Тьюринга содержит правила, определяющие действия управляющего устройства для любого символа, записанного на ленте. В практической информатике эти правила соответствуют компьютерной программе, а лента — системе ввода-вывода и регистру о состоянии выполнения программы.
Сегодня при создании новых языков программирования, например С, Pascal, Java и других, прежде всего нужно доказать, что они являются Тьюринг-полными, то есть эквивалентны машине Тьюринга.
Ученый покончил с собой, не выдержав преследования британских властей. На суде Тьюринг отказался от адвоката, сочтя, что ему не в чем оправдываться, и был признан виновным, что в конечном итоге привело его к самоубийству. В 2009 году Гордон Браун, который в то время занимал пост премьер-министра Великобритании, публично принес извинения от имени британского правительства за преследования, которым подвергся Алан Тьюринг в последние годы жизни.
* * *
Главным критиком теста Тьюринга стал философ Джон Сёрль, предложивший эксперимент под названием «китайская комната». Представьте себе, что человек, не знающий ни слова по-китайски, помещен в закрытую комнату в торговом центре Шанхая. Посетителей торгового центра приглашают задать этому человеку вопросы, записав их на бумаге и передав записку через специальное отверстие. Под рукой у человека в закрытой комнате находится словарь, в котором указаны все китайские иероглифы, содержащиеся во всех возможных вопросах, которые только могут задать посетители. Молодой человек снаружи пишет на листе бумаги вопрос на китайском языке: «Там внутри тепло?» и просовывает записку в комнату. Человек внутри смотрит на иероглифы, находит их в словаре и выбирает возможный ответ на вопрос. Далее он перерисовывает нужные иероглифы на новый лист и возвращает ответ автору вопроса. Ответ на китайском языке звучит так: «Нет, вообще тут очень холодно». Логично, что и задающий вопрос молодой китаец, и остальные участники эксперимента получат корректные ответы на своем родном языке и сочтут, что человек в запертой комнате прекрасно владеет китайским. Однако на самом деле все ответы были составлены на основе словаря соответствий, а запертый человек не понял ни единого иероглифа.
Может ли произойти так, что машина, которая пройдет тест Тьюринга, обманет нас, как человек, сидящий в китайской комнате? Нет, это невозможно. «Китайская комната» — некорректный эксперимент: в нем люди, сидящие в комнате, не знают китайского, но отвечают на вопросы с помощью руководства, созданного кем-то, кто знает китайский и смог составить полный перечень вопросов и ответов.
Сегодня новая технология считается интеллектуальной, если она позволяет решить задачу творчески, что всегда считалось исключительной способностью человеческого мозга. Ярким примером технологии, которая кажется интеллектуальной, но не считается таковой, являются первые экспертные системы, созданные в 1960-е годы. Экспертная система — это компьютерная программа, реализованная по определенным сложным правилам, которая может автономно осуществлять контроль над другими системами. Примером можно считать компьютерную программу с огромным списком симптомов различных заболеваний, на основе которых она может назначить нужное лечение. Тем не менее такая система неспособна вывести новое правило из уже известных или при необходимости предложить нестандартную терапию. Следовательно, эта система не обладает креативностью и ее нельзя назвать интеллектуальной.
Интеллектуальная компьютерная система удовлетворяет отчасти субъективным требованиям: так, она должна иметь возможность обучаться, уметь оптимизировать математические функции со множеством параметров (измерений) на огромном интервале (области определения) или планировать использование огромного объема ресурсов с учетом ограничений.
Подобно остальным областям науки и техники, со временем в искусственном интеллекте возникли специализированные дисциплины и были выделены пять больших разделов.
1. Поиск.
2. Обучение.
3. Планирование.
4. Автоматические рассуждения.
5. Обработка естественного языка.
В разных областях искусственного интеллекта применяются порой одни и те же технологии и алгоритмы. Расскажем о каждом из разделов подробно.
