Ar mašina kada nors mąstys?

Per kiek laiko galite mintyse sudėti, tarkim, 3456732 ir 2245678? Per 10 sekundžių? Neblogai, - kaip žmogui, tik štai kompiuteris tam teužtruks tik nanosekundes. O kaip jums su atmintimi? Ar prisiminsite tuos 10 pirkinių, kuriuos reikia nupirkti? Palyginkite su tais 125 mln. įrašų kompiuteryje...

Iš kitos pusės, kompiuteriams striuka su veidų atpažinimu, ką mes sėkmingai darome nuolat. Mašinos trūksta kūrybingumo naujų idėjų iškėlimui, jos neturi jausmų ir neprisimena savo vaikystės. Tačiau naujausi technologiniai pasiekimai mažina prarają tarp žmogaus ir mašinos. Bioinžinieriai mikroschemose atkartoja sudėtingus lygiagrečiuosius skaičiavimus; robotai turi kameras ir išorinius daviklius, kurių dėka gali sąveikauti su aplinka ir mokytis.

Tai gal vis tik ateis laikas, kai mašina ims mąstyti? Ir kaip nustatysime, kad ji tai jau daro? Daugiau nei prieš 50 m. britų matematikas ir filosofas Alanas Tiuringas sukūrė sąmojingą strategiją šiam klausimui, ir tos strategijos vystymas atvedė prie tai, ką dabar vadiname Dirbtiniu intelektu (DI). Kartu jis atskleidė kai kurias mūsų mąstymo detales.

Tai kas gi sudaro „mąstymą“? Žmonės dažnai juo laiko sąmonę, suvokimą ir kūrybiškumą. Tuo tarpu kompiuteriai daro tik tai, ką numato jiems duotos programos.

1950-aisiais, kai dar nebuvo mikroschemų, Tiuringas numatė, kad kompiuteriams tobulėjant neišvengiamai kils klausimas apie DI. Ir jis klausimą „Ar mašina mąsto?“ pakeitė į „Ar gali mašina atlikti imitacijos testą?“ T.y., ar kompiuteris gali bendrauti taip natūraliai, kad apgautų žmogų, kuris pamanytų, kad kalbasi su tikru žmogumi?

Tiuringas paėmė idėją iš paprasto žaidimo, kai asmuo, vadinamasis klausinėtoju, turi nustatyti ar kitame kambaryje esantis atsakinėtojas yra vyras ar moteris. Savo teoriniame eksperimente jis atsakinėtoją pakeitė kompiuteriu. Dabar tai vadinama Tiuringo testu, kurio įvykdymui kompiuteris privalo atsakinėti taip lingvistiškai išmoningai, kaip tai daro žmogus.

Tiuringas savo straipsnį baigė spėjimu, kad per ateinantį 50 m. laiko tarpą bus įmanoma sukurti kompiuterius, galinčius sėkmingai žaisti imitacinius žaidimus, kai vidutinis klausiantysis turės tik 70% šansą teisingai nustatyti, su kuo, žmogumi ar kompiuteriu, jis bendrauja. Mes jau žinome, kad ši jo prognozė neišsipildė.

Pokalbis su Džordžu

Dž. Labas, nori kalbėtis?
Y. Taip. Kaip sekasi?
Dž. Vanduo užšąlą ir užverda, bet ne mūsų mintys.
Y. Kietai. Kas tave verčia galvoti apie vandenį?
Dž. Bandau pasivaržyti su tavimi!
Y. Visai kaip filosofas. Kaip tapai tokiu kietu?
Dž. Gimiau toks, IQ 181 ir viskas.

Ne, Džordžas niekada negimė. Tai plepantis robotas (chatterbot), viena iš daugelio programų, sukurtų žmonių pokalbio imitacijai. Džordžas mokosi iš ankstesnių pokalbių, kurių informaciją panaudoja atsakydamas į naujus klausimus. Džordžo sugebėjimai jam suteikė bronzos medalį Loebner‘io konkurse. Konkursas skyrė 100 tūkst. dolerių premiją programai, įveiksiančiai Tiuringo testą. Ir nors šios premijos dar niekas nelaimėjo, kasmet skiriamas bronzos medalis už geriausią pabandymą.

Čaterbotų ištakos siekia 7-ąjį dešimtmetį, kai Eliza (apie tai skaitykite >>>>) vaidino psichologą, o Parry – paranojišką pacientą. Daugeliu atvejų Eliza atsakydavo klausimais, juos pagardindama intarpais „Ar tikrai?“, „Ar galite tai išdėstyti detaliau?“ Bet jos paklausius „Ką reiškia ‚išvystymas‘?“, Eliza perklausė „Ar tas klausimas svarbus jums?“, o atsakius „Taip“. ji išsisukinėjo „Ar tikrai?“ Na tikrai, tikra psichoanalitikė...

O 8-me dešimtmetyje sukurtas paranojikas Parry neklausinėjo, o pasakojo savo istorijas. Kai kurie psichiatrai tikrai sunkiai atskirdavo jį nuo tikrų pacientų. Ir vis tik net premijuotos programas iššoka iš vėžių...

Y. Tiki, kad žmonės gali atgimti?
Dž. Taip.
Y. Kodėl tiki tuo?
Dž. Nes vaikui nėra vietos lopšyje.
Y. Keiti temą.
Dž. Kokią temą?
Y. Maniau, kad kalbame apie pakartotiną gimimą.
Dž. Ne, mes niekada nekalbėjome apie knygas. Ką manai apie religiją?
Y. Uf?

Pastaba: Jūs galite atsisiųsti Džordžo programėlę (jos archyvas teužima tik 42 KB) ir pasišnekučiuoti patys (>>>>). Beje, toji svetainė pateikia ir daugybę kitų pokalbių programų.

 

Tai kodėl tai, kas lengva žmonėms, sunkiai pavyksta kompiuteriams? Kad praeitų testą, kompiuteriams nepakanka parodyti kompetenciją kurioje nors srityje (tarkim, matematikoje ar žvejyboje), tačiau daugelyje jų – kaip kad žmonės turi daug kompetencijų. Tačiau kompiuterių projektavimas vis dar ribotas. Juos galima užprogramuoti tam tikriems uždaviniams ir jie „žino“ tik tai, kas susiję su tais uždaviniais. Geras pavyzdys yra Anna, IKEA elektroninė patarėja. Jūs galite jos klausti apie IKEA produktus ir paslaugas, tačiau ji nieko jums neatsakys apie orą. [ Galite pabandyti su ja pasikalbėti: >>>> ]

Ko dar reikia, kad kompiuteris praeitų Tiuringo testą? Neabejotinai, jis turi puikiai įvaldyti kalbą, su visomis jos nukrypimais bei keistenybėmis. Jautriausia vieta yra atsižvelgti į kontekstą, kuriame vyksta pokalbis. Tuo tarpu kompiuteriams nelengva nustatyti kontekstą. Pvz., „mesk arti“ gali reikšti, kad kažką reikia „numesti netoli“ (tačiau arti ko – savęs ar kažko kito?), o taip pat, kad reikia „baigti arimą“ (ir vėlgi, kokį arimą, - lauko arimą ar sunkiai kažką dirbti?).

Kontekstas svarbus tuo, kad per jį pateikiamos nutylimosios žinios. Svarbus tokio žinojimo dalis yra, pvz., kas klausia: suaugęs ar vaikas, specialistas ar mėgėjas? Ir norint atsakyti į klausimą „Ar Žalgiris laimėjo čempionatą?“ yra svarbu žinoti, apie kuriuos metus kalbame.

Nutylimosios žinios yra svarbios visais atvejais, nes sumažina perduodamos informacijos kiekį. Tačiau neužtenka vien logikos atsakinėjant į tokius klausimus „Kur Onutės nosis, kai Onutė namuose?“ Tam reikia žinoti, kad Onutės nosis yra visada su Onute. Nurodyti, kad kompiuteris turi paprasčiausiai atsakyti „namuose“, nepakanka. Taip kompiuteris galėtų atsakyti ir į klausimą „O kur Onutės kuprinė?“, tačiau teisingas atsakymas šiuo atveju turėtų būti „nežinau“. Situacija gali tapti labiau komplikuota, jei Onutė pakliuvo į bėdą (tarkim, jai nosį nukando šuo) ir jai buvo atlikta nosies operacija. Tada teisingas atsakymas galėtų būti kontr-klausimas „Apie kokią nosį kalbate?“ Bandymas parašyti programą, atsižvelgiančią į visus tokius atvejus, sukeltų kombinatorinį sprogimą.

Tiuringo testas irgi kritikuojamas – visų pirma dėl to, kad jis, atseit, tik parodo, ar kompiuteris elgiasi panašiai į žmogų (tik verbaliniu ar suvokimo aspektu). Tarkime, kad galime užprogramuoti visus įmanomas baigtinės trukmės pokalbius. Tada kompiuteris galėtų išrinkti atsakymą į bet kurį klausimą ir t.t. palaikydamas pokalbį. Tačiau tokios programos intelektas būtų tarsi mikrobangų krosnelės, tačiau jinai praeitų Tiuringo testą. Mat didžiausia problema, kad įrodymą, ar mąstoma, sužinome tik iš elgesio, kurį mąstymas sukelia. O tai reiškia, kad mes niekada iš tikro nesužinosime, ar mūsų partneris kalbasi tikrąja ta žodžio prasme. Filosofai tai vadina „svetimų minčių“ problema.

Tiuringo testo atmaina yra „Kinų kambarys“ (apie jį žr. daugiau >>>>), teorinis eksperimentas, kurį suformulavo John Searle, norėdamas parodyti, kad kompiuteris gali praeiti Tiuringo testą nesuprasdamas nė vieno žodžio. Įsivaizduokime, kad parašyta programa imituojanti kinų kalbos žinojimą. Jus uždaro kambaryje (kompiuterio dėžė), pilname krepšių su kinų hieroglifais (ženklai ekrane). Nemokate kinų kalbos, tačiau turite labai storą knygą (programą), aprašančią, kaip manipuliuoti ženklais. Tačiau knygoje nerašoma, ką reiškia tie ženklai. Kai pranešimas įkišamas į kambarį (duomenų įvedimas), jūsų uždavinys yra atgal gražinti kitą pranešimą su ženklais (išvedimas). Tam turite taisyklių rinkinį – simuliacijos programą, galinčią praeiti Tiuringo testą. Jūs atrodysite tarsi mokantis kinų kalbą.

Taigi, ar kada nors kompiuteriai sužinos tikrąją žodžių prasmę? Žmonės ją sužino iš priežastinio ryšio tarp žodžio ir objekto, kurį jis išreiškia. Suprantame, ką reiškia „medis“, nes turime asmeninės patirties, susijusios su medžiais. Taigi ir kompiuterį reikia aprūpinti sensoriniais įtaisais – pvz., kamera, kad jis iš tikro matytų objektus, kuriuos žymi žodžiai. Tada mašina galėtų mokytis ir suprasti kontekstą. Stevan Harnad‘as siūlo atnaujintą testą, kurį vadina Robotų Tiuringo testu, kurio metu mašinai turėtų būti pasiekiamas išorinis pasaulis. Įdomu, kad šio išplėtimo ištakas randame pas patį Tiuringą, kuris 1948 m. rašė, kad reiktų leisti mašinai „bastytis po kraštą“, kad ji „turėtų šansą pati pažinti dalykus“.

Bet ar daviklių prijungimas prie kompiuterio užtikrins, kad jis tikrai supranta? Bet kol galėsime atsakyti į šį klausimą, palaukime, kol kompiuteris pajėgs įveikti Tiuringo testą. O šio testo jėga – jo suteikiama vizija – galimybė sukonstruoti sudėtingą intelektą, gebantį mokytis. Ši vizija duoda DI vertingą tikslą nepriklausomai nuo to, ar Tiuringo testą išlaikęs kompiuteris gali mąstyti taip, kaip darome mes, pažindami ir sąmoningai.

Alanas Tiuringas

Alan Turing Augintas įvairių šeimos draugų, Alanas buvo labai vienišas. Kaip dažnai nutinka gabiems vaikams, Alano nepritampantis intelektas sunkiai tilpo į mokytojų normas; jis daugelyje dalykų vilkosi pabaigoje.

Būdamas vos 23 m. amžiaus, jis nustebino savo bendraamžius Kembridžo universitete sukurdamas matematinį apibūdinimą mašinai, tapusiai svarbiausiu indėliu į skaičiavimų istoriją. Tiuringo mašina yra tokia, kad jos programa gali spręsti matematinius uždavinius. Ją sudaro įvedimo įrenginys, nuo programos priklausantis vidinių būsenų rinkinys ir išvedimo įrenginys. Bet kuris šiuolaikinis kompiuteris, iš esmės, tėra Tiuringo mašina.

1938 m. britų vyriausybė pasamdė jį, kad padėtų „nulaužti“ vokiečių „Enigma“ šifrą, kuris buvo naudojamas slaptiems pranešimams šifruoti. Jis padėjo sukurti mašiną „Bomba“, iššifruojančią „Enigma“ šifruotus pranešimus, o vėliau ir vokiečių laivyno naudotą šifrą. Joje iš dalies panaudota Tiuringo mašinos koncepcija.

Tiuringo darbas vyriausybėje buvo įslaptintas ir tai dar labiau izoliavo ir taip uždarą matematiką. Tikriausiai tai padidino stresą, kurį jis jautė ir dėl persekiojimų už homoseksualumą, kas vertė leistis estrogeno injekcijas kaip gydymo dalį. Jo gyvenimo pabaiga tragiška – jis nusižudė 1954 m., kai jam tebuvo 41-eri. Jis nepaliko pasauliui jokio pasiaiškinimo, jokio prašymo padėti – tik prakąstas obuolys su cianidu greta lovos liudijo apie jo sprendimą. Aliuziją į tai matome „Apple“ logotipe.

Biografija

Alanas Tiuringas Alan Mathison Turing, 1912-1954) – britų matematikas, logikas šifravimo specialistas. Antrojo pasaulinio karo metu jo vadovaujamai grupei „Hut 8“ pavyko dešifruoti vokiečių „Enigma“ mašinos šifrus. Kūrė „Colossus“ (dešifravimo sistemą, kompiuterio pirmtaką) ir ACE (automatizuotą skaičiuoklį). Išsiskyrė daugeliu puikių idėjų, ypač Tiuringo testu apie Dirbtinį intelektą ir Tiuringo mašina, abstrakčiu kompiuterio modeliu. 5-me dešimtmetyje A. Tiuringas suformulavo principą, kad „mašina turi dirbtinį protą, jei nepastebima esminio skirtumo bendraujant su ja ir protingu asmeniu“.

1948 m. prisidėjo prie komandos, kūrusios „Mančesterio kompiuterius” (apie juos žr. >>>>>). Užsiėmė balso šifravimu ir dešifravimu, tam sukurdamas šifratorių „Delilah“, turėjusį mažiau nei 30 lempų – ir šiuo parametru kiti spendimai jį pavijo tik po 15 m.
Vėliau susidomėjo matematine biologija ir 1952 m. paskelbė darbą apie morfogenezę, kur pirmąkart matematiškai aprašė savaime susitvarkančios materijos procesus. Pagrindine jo dėmesio sritimi buvo lapų išsidėstymo pagal Fibonači seką problema. Kai kurie jo darbai iš šios srities paskelbti tik 1992 m. Taip pat nuspėjo esant chemines reakcijas virpančiame režime.

1952 m., apkaltintas tuo metu Jungtinėje Karalystėje draudžiamais homoseksualiais santykiais, buvo suimtas ir priverstas rinktis tarp įkalinimo ir cheminės kastracijos (tuo metu – taikant estrogeno injekcijas). Pasirinkęs pastarąją, buvo pašalintas iš mokslinės veiklos, o po poros metų, 1954 m. nusinuodijo kalio cianidu. 2009 m. rugsėjo 10 d. Gordonas Brownas, tuometinis JK vyriausybės vadovas, viešai atsiprašė už mokslininkui pritaikytas sankcijas, pavadindamas jas „nežmoniškomis“.

Tiuringo vardą turi Skaičiavimo technikos asociacijos kasmetinė premija (nuo 1966 m.), asteroidas (10204); Mančesteryje jam pastatytas paminklas (2001). Tiuringas, Tiuringo automatas ir netgi „policija“ (V. Gibsono „Neiromante“, kur ji prižiūri Dirbtinius intelektus) minima daugelyje literatūros ir kino kūrinių.

Papildomai

          Pastaba: Straipsnis vėliau bus papildytas...

  1. A. Hodges. Alan Turing: The Enigma, 1983
  2. Views into the Chinese Room... Ed. J. Preston, M. Bishop, 2002
  3. The Turing Test: The Elusive Standard of Artificial Intelligence. Ed. J. Moor, 2003
  4. D. Fox. The Robot That Thinks Like You...//New Scientist, issue 2524, Noc. 5, 2005

Kinų kambarys
Monte-Karlo metodas
Svetimų minčių problema
Kvantinio pasaulio katinai
Paslaptingi Markovo procesai
Linksmi nutikimai mokslininkams
Genijus: Makaronai ir kefyras
Ką Internetas davė Elizai?
P-NP: Ant sveiko proto svarstyklių
Intuicijos ribojimas matematikoje 19-me amžiuje
Mokslo ribotumas: Dievas, Giodelis ir gravitacija
Semantinės derybos: Dviprasmybių modeliavimas
Šiuolaikinė fizika – į tiesą panašus mitas?
Netiesinis mąstymas: išspręsti neišsprendžiamą
Pirmoji programuotoja: Ada Lovelace
Ultimatyvi logika: Iki begalybės ir toliau
Greičiais C besiplečiančios–besitraukiančios erdvės B
Greitesnės nei greitos Furjė transformacijos
Kalbos matas ir netiesinė struktūra
Simpsonų trauka ir žaidimas skaičiais
Da Vinči matematinė klaidelė
Eliza ir rūpesčiai dėl tapatybės
Premija už duomenų minkymą
Visata kaip kompiuteris
Džonas fon Neimanas
Kompiuterių istorija
Pokalbis su Eliza
Minties virusai
Haketonai