Вычислительная техника и интеллект - Computing Machinery and Intelligence

"Вычислительная техника и интеллект"является основополагающей статьей, написанной Алан Тьюринг по теме искусственный интеллект. Статья, опубликованная в 1950 г. Разум, был первым, кто представил свою концепцию того, что сейчас известно как Тест Тьюринга для широкой публики.

В статье Тьюринга рассматривается вопрос «Могут ли машины думать?» Поскольку слова «думать» и «машина» не могут быть определены однозначно, чтобы удовлетворить всех, Тьюринг предлагает нам «заменить вопрос другим, который тесно связан с ним и выражается относительно недвусмысленно».[1] Для этого он должен сначала найти простую и недвусмысленную идею для замены слова «думать», во-вторых, он должен точно объяснить, какие «машины» он рассматривает, и, наконец, вооружившись этими инструментами, он сформулирует новый вопрос, связанный с первое, что он считает, что может ответить утвердительно.

Тест Тьюринга

«Стандартная интерпретация» теста Тьюринга, в которой дознавателю поручено определить, кто из игроков является компьютером, а кто - человеком.
Основная статья: Тест Тьюринга

Вместо того, чтобы пытаться определить, думает ли машина, Тьюринг предлагает нам спросить, может ли машина выиграть игру, называемую "Имитационная игра ". Первоначальная игра в имитацию, которую описал Тьюринг, представляет собой простую групповую игру с участием трех игроков. Игрок A - мужчина, игрок B - женщина, а игрок C (который играет роль дознавателя) может быть любого пола. Игра, игрок C не может видеть ни игрока A, ни игрока B (и знает их только как X и Y) и может общаться с ними только посредством письменных заметок или любой другой формы, которая не раскрывает никаких подробностей об их поле. задавая вопросы игроку A и игроку B, игрок C пытается определить, кто из двух является мужчиной, а кто женщиной. Роль игрока A состоит в том, чтобы обмануть следователя, чтобы он принял неправильное решение, в то время как игрок B пытается помочь следователю в сделать правильный.

Тьюринг предлагает вариант этой игры с участием компьютера: '«Что произойдет, когда машина возьмет на себя роль А в этой игре?» Будет ли допрашивающий принимать неправильные решения, когда игра ведется подобным образом, так же часто, как когда она ведется между мужчиной и женщиной? Эти вопросы заменяют наш исходный вопрос: «Могут ли машины думать?"'[2] Таким образом, модифицированная игра превращается в игру, в которой участвуют три участника в изолированных комнатах: компьютер (который тестируется), человек и (человек) судья. Судья-человек может общаться как с человеком, так и с компьютером, набирая текст в терминале. И компьютер, и человек пытаются убедить судью в том, что они люди. Если судья не может однозначно сказать, что есть что, компьютер выигрывает игру.[3]

В качестве Стеван Харнад Примечания,[4] встал вопрос: «Могут ли машины делать то, что можем делать мы (как мыслящие сущности)?» Другими словами, Тьюринг больше не спрашивает, может ли машина «думать»; он спрашивает, может ли машина действовать неотличимо[5] от того, как действует мыслитель. Этот вопрос позволяет избежать сложной философской проблемы, связанной с определением глагола «думать», и вместо этого сосредотачивается на рабочих способностях, которые делает возможными способность мыслить, и на том, как причинная система может их порождать.

Некоторые восприняли вопрос Тьюринга так: «Может ли компьютер, обменивающийся данными через телетайп, заставить человека поверить в то, что он человек?»[6] но кажется очевидным, что Тьюринг говорил не об одурачении людей, а о создании когнитивных способностей человека.[7]

Цифровые машины

Смотрите также: Машина Тьюринга и Тезис Черча – Тьюринга

Тьюринг также отмечает, что нам необходимо определить, какие «машины» мы хотим рассмотреть. Он указывает, что человек клон, хотя они и созданы руками человека, это не очень интересный пример. Тьюринг предположил, что мы должны сосредоточиться на возможностях цифровых машин - машин, которые манипулируют двоичными цифрами 1 и 0, перезаписывая их в памяти, используя простые правила. Он привел две причины.

Во-первых, нет оснований предполагать, могут ли они существовать. Они уже сделали это в 1950 году.

Во-вторых, цифровая техника «универсальна». Исследование Тьюринга основы вычислений доказали, что цифровой компьютер теоретически может моделировать поведение любой другой цифровой машины при наличии достаточного количества памяти и времени. (Это основная идея Тезис Черча – Тьюринга и универсальная машина Тьюринга.) Следовательно, если любой цифровая машина может "действовать так, как будто она думает", тогда, каждый достаточно мощная цифровая машина может. Тьюринг пишет: «Все цифровые компьютеры в некотором смысле эквивалентны».[8]

Это позволяет сделать исходный вопрос еще более конкретным. Теперь Тьюринг формулирует исходный вопрос так: «Давайте сосредоточим наше внимание на одном конкретном цифровом компьютере C. Верно ли, что, модифицируя этот компьютер, чтобы он имел адекватное хранилище, соответствующим образом увеличивая его скорость работы и предоставляя ему соответствующую программу, C можно ли заставить удовлетворительно сыграть роль А в имитационной игре, а роль В играет мужчина? "[8]

Следовательно, Тьюринг заявляет, что основное внимание уделяется не «все ли цифровые компьютеры хорошо проявят себя в игре и будут ли хорошо работать компьютеры, доступные в настоящее время, а есть ли вообразимые компьютеры, которые преуспеют».[9] Что более важно, так это рассмотреть возможные улучшения в состоянии наших машин сегодня, независимо от того, есть ли у нас доступные ресурсы для их создания или нет.

Девять распространенных возражений

Смотрите также: Философия искусственного интеллекта

Уточнив вопрос, Тьюринг перешел к ответу на него: он рассмотрел следующие девять распространенных возражений, которые включают все основные аргументы против искусственного интеллекта, выдвинутые за годы, прошедшие с момента первой публикации его статьи.[10]

  1. Религиозный Возражение: Это говорит о том, что мышление - это функция человеческого бессмертный душа; следовательно, машина не может думать. «Пытаясь сконструировать такие машины, - писал Тьюринг, - мы не должны непочтительно узурпировать Его силу созидания душ, не больше, чем мы в воспроизводстве детей: скорее, мы в любом случае являемся инструментами Его воли, обеспечивающими особняки. для душ, которые Он создает ".
  2. Возражение "головы в песке": «Последствия машинного мышления были бы слишком ужасными. Будем надеяться и верить, что они не могут этого сделать». Это мышление популярно среди интеллектуалов, поскольку они считают, что превосходство проистекает из более высокого интеллекта и возможность быть настигнутым - угроза (поскольку машины обладают эффективным объемом памяти и скоростью обработки, весьма вероятно, что машины превышают возможности обучения и знаний). Это возражение ошибочно обращение к последствиям, путая то, что не должно быть, с тем, что может или не может быть (Wardrip-Fruin, 56).
  3. Математическая Возражения: Это возражение использует математические теоремы, такие как Теорема Гёделя о неполноте, чтобы показать, что существуют пределы того, какие вопросы компьютерная система логика могу ответить. Тьюринг предполагает, что люди слишком часто сами ошибаются и довольны ошибками машины. (Этот аргумент будет снова выдвинут философом Джон Лукас в 1961 г. и физик Роджер Пенроуз в 1989 г.)[11]
  4. Аргумент от Сознание: Этот аргумент, предложенный профессором Джеффри Джефферсон в своем «Листере Орейшн» 1949 года говорится, что «мы не сможем согласиться с тем, что машина равняется мозгу, пока машина не сможет написать сонет или сочинить концерт из-за мыслей и эмоций, а не из-за случайного выпадения символов».[12] Тьюринг отвечает, говоря, что у нас нет возможности узнать, что любой человек, кроме нас самих, испытывает эмоции, и поэтому мы должны принять тест. Он добавляет: «Я не хочу создавать впечатление, будто я думаю, что в сознании нет никакой тайны ... [b] но я не думаю, что эти загадки обязательно нужно разгадывать, прежде чем мы сможем ответить на вопрос [могут ли машины считать]." (Этот аргумент, что компьютер не может сознательный опыт или же понимание, будет сделан в 1980 году философом Джон Сирл в его Китайская комната аргумент. Ответ Тьюринга теперь известен как "другие умы ответить ". См. также Может ли машина иметь разум? в философия искусственного интеллекта.)[13]
  5. Аргументы от разных недугов. Все эти аргументы имеют форму "компьютер никогда не сделает Икс". Тьюринг предлагает выбор:

    Будьте добры, находчивы, красивы, дружелюбны, проявляйте инициативу, обладайте чувством юмора, отличите хорошее от плохого, совершайте ошибки, влюбляйтесь, наслаждайтесь клубникой и сливками, заставляйте кого-то влюбиться в них, учитесь на опыте, правильно используйте слова , быть предметом собственной мысли, иметь такое же разнообразие поведения, как мужчина, делать что-то действительно новое.

    Тьюринг отмечает, что «эти утверждения обычно не поддерживаются» и что они зависят от наивных предположений о том, насколько универсальными могут быть машины в будущем, или что они являются «замаскированными формами аргументации от сознания». Он хочет ответить на несколько из них:
    1. Машины не могут ошибаться. Он отмечает, что легко запрограммировать машину так, чтобы она казалась ошибочной.
    2. Машина не может быть предметом собственной мысли (или не может быть осознающий себя ). Программа, которая может сообщать о своих внутренних состояниях и процессах в простом смысле отладчик программа, конечно, может быть написана. Тьюринг утверждает, что «машина, несомненно, может быть самим собой».
    3. У машины не может быть большого разнообразия поведения. Он отмечает, что при достаточном объеме памяти компьютер может вести себя астрономическим числом различных способов.
  6. Леди Лавлейс возражение: Одно из самых известных возражений гласит, что компьютеры не способны к оригинальности. Во многом это потому, что, по мнению Ада Лавлейс, машины не способны к самостоятельному обучению.

    Аналитическая машина не имеет никаких претензий создавать что-либо. Он может делать все, что мы знаем, как ему приказать. Он может следовать за анализом; но он не способен предвосхищать аналитические отношения или истины.

    Тьюринг предполагает, что возражение Лавлейс можно свести к утверждению, что компьютеры «никогда не могут застать нас врасплох», и утверждает, что, наоборот, компьютеры все еще могут удивлять людей, в частности, когда последствия различных фактов не сразу распознаются. Тьюринг также утверждает, что леди Лавлейс была затруднена из-за контекста, из которого она писала, и что если бы ее познакомили с более современными научными знаниями, стало бы очевидно, что память мозга очень похожа на память компьютера.
  7. Аргумент от непрерывности нервной системы: Современное неврологический исследования показали, что мозг не является цифровым. Хотя нейроны срабатывает в импульсе «все или ничего», и точная синхронизация импульса и вероятность возникновения импульса имеют аналоговые компоненты. Тьюринг признает это, но утверждает, что любую аналоговую систему можно смоделировать с разумной степенью точности при наличии достаточной вычислительной мощности. (Философ Хуберт Дрейфус выдвинул бы этот аргумент против «биологического предположения» в 1972 г.)[14]
  8. Аргумент из неформальности поведения: Этот аргумент утверждает, что любая система, управляемая законами, будет предсказуемой и, следовательно, не будет по-настоящему разумной. Тьюринг отвечает, заявляя, что это путает законы поведения с общими правилами поведения и что, если в достаточно широком масштабе (например, очевидном для человека) поведение машины станет все труднее предсказать. Он утверждает, что то, что мы не можем сразу увидеть, каковы законы, не означает, что таких законов не существует. Он пишет: «Мы определенно не знаем обстоятельств, при которых мы могли бы сказать:« Мы достаточно искали. Таких законов нет »». (Хуберт Дрейфус В 1972 году он утверждал, что человеческий разум и решение проблем не основываются на формальных правилах, а вместо этого полагаются на инстинкты и осведомленность, которые никогда не были бы зафиксированы в правилах. Более свежие исследования ИИ в робототехника и вычислительный интеллект пытается найти сложные правила, которые управляют нашими «неформальными» и бессознательными навыками восприятия, мобильности и сопоставления с образцом. Видеть Критика ИИ Дрейфусом ).[15] Это возражение также включает Ставка Тьюринга аргумент.
  9. Экстрасенсорное восприятие: В 1950 году экстрасенсорное восприятие было активной областью исследований, и Тьюринг решил дать экстрасенсорному восприятию преимущество сомнения, утверждая, что могут быть созданы условия, при которых чтение мыслей не повлияет на тест.

Обучающие машины

Смотрите также: Машинное обучение

В последнем разделе статьи Тьюринг подробно описывает свои мысли об обучающей машине, которая могла бы успешно играть в имитационную игру.

Здесь Тьюринг сначала возвращается к возражению леди Лавлейс о том, что машина может делать только то, что мы ей говорим, и сравнивает это с ситуацией, когда человек «внедряет» идею в машину, на которую машина реагирует, а затем впадает в состояние покоя. Он развивает эту мысль по аналогии с атомной грудой меньше критического размера, которую следует рассматривать как машину, а выдвинутая идея должна соответствовать нейтрон вход в сваю снаружи сваи; нейтрон вызовет определенное возмущение, которое в конце концов исчезнет. Затем Тьюринг опирается на эту аналогию и упоминает, что если размер Если котел должен быть достаточно большим, то нейтрон, попавший в котел, вызовет возмущение, которое будет продолжать увеличиваться до тех пор, пока не будет разрушен весь котел, котел будет сверхкритическим. Затем Тьюринг задается вопросом, можно ли распространить эту аналогию суперкритической груды на человеческий разум, а затем на машину. Он заключает, что такая аналогия действительно была бы подходящей для человеческого разума со словами: «Кажется, что для человеческого разума существует такая аналогия. Большинство из них кажутся« подкритическими », т. Е. Соответствующими в этой аналогии куче субкритических размер. Идея, представленная такому разуму, в среднем дает менее одной идеи в ответ. Небольшая часть является сверхкритической. Идея, представленная такому разуму, может дать начало целой «теории», состоящей из вторичных, третичных и более отдаленные идеи ». Наконец он спрашивает, можно ли сделать машину сверхкритической.

Затем Тьюринг упоминает, что задача создания машины, которая могла бы играть в имитационную игру, - это задача программирования, и он постулирует, что к концу века действительно будет технологически возможно запрограммировать машину для игры в эту игру. Затем он упоминает, что в процессе попытки подражать сознанию взрослого человека становится важным рассмотреть процессы, которые приводят к тому, что взрослый разум находится в его нынешнем состоянии; который он резюмирует как:

1. Исходное состояние ума, скажем, при рождении,
2. Образование, которому он подвергся,
3. Другой опыт, не описываемый как образование, которому он был подвергнут.

Принимая во внимание этот процесс, он спрашивает, не было бы более подходящим запрограммировать ум ребенка, а не взрослого, а затем подвергнуть детский разум определенному периоду обучения. Он сравнивает ребенка с недавно купленным блокнотом и предполагает, что из-за его простоты его будет легче запрограммировать. Тогда проблема разбивается на две части: программирование ума ребенка и процесс его обучения. Он упоминает, что детский ум не ожидался от экспериментатора (программиста) с первой попытки. Должен существовать процесс обучения, который включает в себя метод вознаграждения и наказания, который выберет желаемые модели в уме. Весь этот процесс, как отмечает Тьюринг, в значительной степени аналогичен процессу эволюции путем естественного отбора, где сходства следующие:

Структура детской машины = наследственный материал
Изменения дочерней машины = мутации
Естественный отбор = суждение экспериментатора

После этого обсуждения Тьюринг обращается к некоторым конкретным аспектам обучающейся машины:

  • Природа присущей сложности: дочерняя машина может быть либо настолько простой, насколько это возможно, просто поддерживая согласованность с общими принципами, либо машина может быть такой, в которой запрограммирована полная система логического вывода. Эта более сложная система объясняется Тьюрингом как «... была бы такой, что машинный склад был бы в основном занят определениями и предложения. Утверждения будут иметь различные виды статуса, например, хорошо установленные факты, предположения, математически доказанные теоремы, утверждения, данные авторитетными источниками, выражения, имеющие логическую форму предложения, но не имеющую ценности убеждений. Некоторые предложения можно назвать «императивами». Машина должна быть сконструирована так, чтобы, как только императив был классифицирован как «хорошо установленный», соответствующее действие имело место автоматически ». Несмотря на эту встроенную логическую систему, запрограммированный логический вывод не был бы формальным, а скорее был бы более прагматичным.Кроме того, машина будет строить на своей встроенной логической системе методом "научной индукции".
  • Незнание экспериментатора: важной особенностью обучающей машины, на которую указывает Тьюринг, является незнание учителем внутреннего состояния машин в процессе обучения. Это контрастирует с обычным автоматом с дискретными состояниями, цель которого состоит в том, чтобы иметь четкое понимание внутреннего состояния машины в каждый момент во время вычислений. Будет замечено, что машина делает то, что мы часто не можем понять, или что-то, что мы считаем совершенно случайным. Тьюринг упоминает, что этот конкретный персонаж наделяет машину определенной степенью того, что мы считаем интеллектом, поскольку разумное поведение состоит из отклонения от полного детерминизма традиционных вычислений, но только до тех пор, пока отклонение не вызывает бессмысленных циклов. или случайное поведение.
  • Важность случайного поведения: хотя Тьюринг предостерегает нас от случайного поведения, он упоминает, что привнесение элемента случайности в обучающуюся машину будет иметь ценность в системе. Он упоминает, что это может быть полезно там, где может быть несколько правильных ответов, или там, где системный подход может привести к исследованию нескольких неудовлетворительных решений проблемы, прежде чем найти оптимальное решение, которое повлечет за собой неэффективность систематического процесса. Тьюринг также упоминает, что процесс эволюции идет по пути случайных мутаций, чтобы найти решения, которые приносят пользу организму, но он также признает, что в случае эволюции систематический метод поиска решения был бы невозможен.

В заключение Тьюринг размышляет о том времени, когда машины будут соревноваться с людьми в многочисленных интеллектуальных задачах, и предлагает задачи, которые можно было бы использовать для этого. Затем Тьюринг предполагает, что абстрактные задачи, такие как игра в шахматы, могут быть хорошим местом для начала другого метода, который он называет: «... лучше всего снабдить машину лучшими органами чувств, которые можно купить за деньги, а затем научить ее понимать и говорить на английском.".

Исследование развития в искусственный интеллект последующее показывает, что обучающаяся машина действительно пошла по абстрактному пути, предложенному Тьюрингом, как и в случае Темно-синий, шахматный компьютер, разработанный IBM и тот, который победил чемпиона мира Гарри Каспаров (Хотя, это тоже спорно) и многочисленные компьютерные шахматные партии, которые могут переигрывать большинство любителей.[16] Что касается второго предложения Тьюринга, то некоторые авторы сравнивают его с призывом к поиску симулякр когнитивного развития человека.[16] И такие попытки найти лежащие в основе алгоритмы, с помощью которых дети узнают особенности окружающего мира, только начинают делаться.[16][17][18]

Примечания

  1. ^ Тьюринг 1950, п. 433
  2. ^ Тьюринг 1950, п. 434
  3. ^ Это описывает простейший вариант теста. Для более подробного обсуждения см. Версии теста Тьюринга.
  4. ^ Харнад, Стеван (2008), "Игра с аннотациями: о Тьюринге (1950) о вычислениях, машинах и интеллекте", в Эпштейне, Роберт; Питерс, Грейс (ред.), Справочник по тесту Тьюринга: философские и методологические вопросы в поисках мыслящего компьютера, Kluwer
  5. ^ Харнад, Стеван (2001), «Умы, машины и Тьюринг: неотличимость неотличимых», Журнал логики, языка и информации, 9 (4): 425–445, Дои:10.1023 / А: 1008315308862, S2CID  1911720.
  6. ^ Уордрип-Фруин, Ноа и Ник Монфор, изд (2003). Читатель Новых СМИ. MIT Press. ISBN  0-262-23227-8.
  7. ^ Харнад, Стеван (1992), «Тест Тьюринга - это не уловка: неразличимость Тьюринга - научный критерий», Бюллетень SIGART, 3 (4): 9–10, Дои:10.1145/141420.141422, S2CID  36356326.
  8. ^ а б Тьюринг 1950, п. 442
  9. ^ Тьюринг 1950, п. 436
  10. ^ Тьюринг 1950 и увидеть Рассел и Норвиг, 2003 г., п. 948 где комментарий «Тьюринг исследовал широкий спектр возможных возражений против возможности создания интеллектуальных машин, включая практически все возражения, выдвинутые за полвека с момента появления его статьи».
  11. ^ Лукас 1961, Пенроуз 1989, Хофштадтер 1979, стр. 471–473, 476–477 и Рассел и Норвиг, 2003 г., стр. 949–950. Рассел и Норвиг идентифицируют аргументы Лукаса и Пенроуза как те, на которые ответил Тьюринг.
  12. ^ "Разум механического человека"
  13. ^ Сирл 1980 и Рассел и Норвиг, 2003 г., стр. 958–960, которые отождествляют аргумент Сирла с ответом Тьюринга.
  14. ^ Дрейфус 1979, п. 156
  15. ^ Дрейфус 1972, Дрейфус и Дрейфус 1986, Моравец 1988 и Рассел и Норвиг, 2003 г., стр. 51–52, которые отождествляют аргумент Дрейфуса с ответом Тьюринга.
  16. ^ а б c Эпштейн, Роберт; Робертс, Гэри; Бебер, Грейс (2008). Разбор теста Тьюринга: философские и методологические вопросы в поисках мыслящего компьютера. Springer. п. 65. ISBN  978-1-4020-6710-5.
  17. ^ Гопник, Элисон; Meltzoff., Эндрю Н. (1997). Слова, мысли и теории. MIT Press.
  18. ^ Мельцов, Эндрю Н. (1999). «Истоки теории разума, познания и общения» (PDF). Журнал коммуникативных расстройств. 32 (4): 251–269. Дои:10.1016 / S0021-9924 (99) 00009-X. ЧВК  3629913. PMID  10466097.

Рекомендации

внешняя ссылка