Об ИИ без мифов. Путеводитель по истории Искусственного Интеллекта - Черняк Леонид
О способностях человеческого интеллекта оперировать информацией чрезвычайно интересно рассуждал венгерско-британский философ Майкл Полани (Michael Polanyi, 1891–1976). Он пришел к выводу, что есть знания и умения, которые можно описать четкими правилами и наглядно объяснить, например, как грамотно писать, но есть и такие феномены, которые люди, владеющие ими, не способны объяснить, у них нет соответствующих слов. Самый очевидный пример – езда на велосипеде, но есть и более высокоуровневые задачи, нередко мы называем эту способность интуицией. Полани образно сформулировал свое наблюдение во фразе: «Мы знаем больше, чем можем сказать», ее называют Парадоксом Полани. Есть специальный термин tacit knowledge (скрытое знание), то есть такое знание, обладая которым, человек не может его выразить или объяснить.
Взгляды Маккея на природу информации разделял британо-американский ученый Грегори Бейтсон (Gregory Bateson,1904–1980), прежде всего он психолог-кибернетик, но у него есть работы, связанные с эпистемологией, теорией информации, антропологией и другими дисциплинами. Эдвард Фредкин (Edward Fredkin, 1934) профессор нескольких крупнейших университетов входит в число пионеров цифровой физики и цифровой философии. Он дал следующее определение: «Информация обретает смысл в процессе ее интерпретации», что явно указывает на зависимость информации от принимающей стороны.
За последние 20–30 лет представления многих ученых еще дальше отошли от шенноновских канонов. Они рассматривают информацию как системообразующий фактор, например весь живой мир основан на передаче генетической информации, ее еще называют biotic information. Информация в живом организме является частью его материальной системы, в нем чрезвычайно сложно отделить информационную составляющую от материальной. Известно, что за 5–7 лет меняются все клетки человеческого организма, но при этом человек остается самим собой за счет сохранения его информационного «скелета». Сложность информационного устройства живого делает невозможным реплицирование человека, поскольку даже однояйцевые близнецы различаются между собой, даже они не взаимно тождественны друг другу. По-видимому, одна из фундаментальных ошибок сторонников Сильного AI, допускающих создание искусственного разума, превосходящего по своим возможностям человеческий, заключается в том, что они отделяют информационную составляющую от биологической.
Примерно то же самое относится к природным социальным, культурным и лингвистическим системам. Информация, содержащаяся в них, относится не к селективной по Шеннону, а к структурной по Маккею. Изучением культурных и лингвистических систем занимается медиаэкология, этот термин media ecology и основные направления для исследований в этой области предложил канадский культуролог, философ и филолог Маршалл Маклюэн (Marshall McLuhan, 1911–1980). А роль информации в таких системах наиболее глубоко изучил американец Роберт Логан (Robert Logan 1939 г.), физик, занимающийся медиаэкологией, автор книги «Что такое информация?» (What Is Information? 2014).
Взаимосвязь между данными и информацией, пирамида DIKW и ее значение для AI
Взаимосвязь между данными и информацией намного сложнее, чем может показаться. Сами по себе данные, как набор байтов, не имеют никакого смысла, но те же данные, поставленные в контекст, превращаются в информацию. Роберт Сейнер (Robert Seiner), один из ведущих специалистов по работе с данными, издатель бюллетеня The Data Administration Newsletter (TDAN.com) дал следующее определение: «Данные плюс метаданные равняется информация» (Data plus metadata equals the information). Такое упрощенное определение информации допустимо в приложении к текстам или изображениям, в том случае, если их можно снабдить метаданными. Однако есть и иные типы данных, которые необходимо превращать в информацию без привлечения специальным образом подготовленных метаданных, для этого требуется знания и интуиция человека. Такие данные-изображения, полученные в результате различного рода экспериментальных исследований, таких как медицинские обследования, съемки земной поверхности или каких-то иных опытов. В качестве примера принимающей стороны можно привести врача-диагноста, рассматривающего рентгеновские или другие снимки, или геофизика перед которым лежат результаты полевой съемки. Изображения не имеют никакого содержательного смысла для непосвященного, но чем выше уровень квалификация специалиста, анализирующего эти изображения, чем больше, условно говоря, метаданных он может извлечь из своего сознания, тем содержательнее оказываются данные. Иногда такие скрытые метаданные называют латентными или интеллектуальными (Latent metadata, Intellectual metadata). В значительной мере целью образования является обучение специалистов к работе со скрытыми метаданными. Автору пришлось стать свидетелем работы геофизиков с результатами полевых работ. Чем больше багаж знаний, профессиональная эрудиция, те больше информации человек способен извлечь из карты, он сам является носителем метаданных.
Рассел Аккофф (Russell Ackoff, 1919–2009), специалист в области исследования операций и теории систем предложил четырехуровневую иерархическую модель (четырехзвенную модель) DIKW (data, information, knowledge, wisdom), связывающую данные, информацию, знания и здравый смысл, основанный на глубоком познании.
• Данные (data) получаются из внешнего мира в результате человеческой деятельности с использованием тех или иных устройств.
• Информация (information) создается посредством анализа отношений и взаимосвязей между фрагментами данных в результате ответа на вопросы: Кто? Что? Где? Сколько? Когда? Почему? Цель анализа – помещение данных в контекст.
• Знания (information) получаются в результате синтеза полученной информации с человеческим разумом, служат для приятия решений, ведущих к достижению заданных целей.
• Глубокое понимание (wisdom) служит основой для принятия решений.
Практически все, что называют умственным трудом, укладывается в пирамиду DIKW – работающий в этой сфере получает данные из внешнего мира, извлекает из них информацию, осмысливает ее переводит в знания и выбирает те знания, которые требуются для принятия решений.
Данные и наука о данных
Интерес к данным привел к созданию того, что назвали Data Science. И с этим термином возникают сложности перевода, в данном случае это вопрос, как быть со словом science. Есть классическое русское определение науки как области человеческой деятельности, направленной на выработку и систематизацию объективных знаний, но Data Science – это не классическая наука со всеми ее необходимыми атрибутами. Однако в английском для science есть и «система получения знаний» (system of acquiring knowledge) и «знания, полученные из практики» (knowledge attained through study or practice), то есть Data Science стоило бы перевести как получение знаний из данных. Но это звучит нескладно, поэтому остановимся просто на DS.
Авторами современной концепции DS считают двух статистиков: Уильяма Клевеланда (William Cleveland,1943) и Лео Бреймана (Leo Breiman, 1928–2005). Первый в 2001 году опубликовал статью «Data science: план действий для расширения области действия статистики» (Data Science: An Action Plan for Expanding the Technical Areas of the Field of Statistics), в которой связал статистику с data mining и извлечением информации и знаний из данных. Для такой расширенной трактовки задач, отличной от традиционной статистики он предложил название Data Science, известное ранее, но в ином контексте. А второй в том же году опубликовал работу «Статистическое моделирование: две культуры» (Statistical Modeling: The Two Cultures) в которой ему удалось ликвидировать разрыв между статистикой и компьютерной наукой.
Но у DS, как у всего остального есть предыстория и она начинается с работ американского математика Джон Тьюки (John Tukey, 1915–2000), он первым задумался о данных, как самостоятельной сущности. Тьюки больше известен как изобретатель термина бит (bit от BInary digiT), в качестве минимальной единицы измерения данных, а еще в книге «Обучение конкретной математике» (The Teaching of Concrete Mathematics) он первым использовал слово software. В дополнение биту в 1956 году Вернер Бухгольц (Werner Buchholz, 1922) предложил удобную для кодировки восьмибитовую единицу меры данных и назвал ее байтом. Бухгольц эмигрировал из Германии в 1938 году, Был членом команды в IBM, которая проектировала первые мэйнфреймы IBM 701 и IBM 7030 Stretch.
