Гибкие концепции и творческие аналогии - Fluid Concepts and Creative Analogies

Гибкие концепции и творческие аналогии

Автор	Дуглас Хофштадтер
Опубликовано	1995 (комбайн Wheatsheaf)
Страницы	250
ISBN	978-0-7450-1065-6
OCLC	24742774

Гибкие концепции и творческие аналогии: компьютерные модели фундаментальных механизмов мышления это книга 1995 года автора Дуглас Хофштадтер и другие члены Исследовательской группы по аналогиям жидкостей, изучающие механизмы интеллект через компьютерное моделирование. Он утверждает, что понятия аналогия и текучесть имеют фундаментальное значение для объяснения того, как разум решает проблемы и создает компьютерные программы, демонстрирующие разумное поведение. Он анализирует несколько компьютерных программ, которые члены группы создали за годы для решения проблем, требующих интеллекта.

Это была первая книга, проданная Amazon.com.^[1]

Происхождение книги

Книга представляет собой сборник отредактированных статей, вышедших в порядке очереди, каждой из которых предшествует вступление Хофштадтера. Они описывают научную работу его и его сотрудников в 1980-х и 1990-х годах. Проект начался в конце 1970-х годов в Университете Индианы. он взял академический год в Массачусетском технологическом институте, работая в Марвин Мински Лаборатории искусственного интеллекта, где он познакомился и сотрудничал с Мелани Митчелл, который затем стал его докторантом. Впоследствии Хофштадтер переехал в Мичиганский университет, где была основана FARG (Fluid Analogies Research Group). В конце концов он вернулся в Университет Индианы в 1988 году, продолжив там исследования FARG. академический год в Istituto per la Ricerca Scientifica e Tecnologica в Тренто, Италия.

Публикация

После публикации Джон Уделл, а БАЙТ Главный технический редактор по большому счету сказал:^[2]

Пятнадцать лет назад Гедель, Эшер, Бах: вечная золотая коса взорвался на литературной сцене, заработав своему автору Пулитцеровская премия и ежемесячный столбец в Scientific American. Обильный синтез математики, музыки и искусства Дугласом Хофштадтером и его вдохновляющие мыслительные эксперименты с «запутанной иерархией», рекурсией, распознаванием образов, обращением фигуры и фона и самоотнесением восхищали кабинетных философов и теоретиков ИИ. Но в конце концов многие люди считали, что эти интеллектуальные игры не дают полезной модели познания, на которой можно было бы основывать будущие исследования ИИ. Сейчас же Гибкие концепции и творческие аналогии представляет эту модель вместе с компьютерными программами, которые Хофштадтер и его сотрудники разработали для ее проверки. Эти программы работают в урезанных, но удивительно богатых микродоменах.

3 апреля 1995 г. Гибкие концепции и творческие аналогии стала первой книгой, заказанной онлайн клиентом Amazon.com.^[3]

Главы и авторы

• Чтобы узнать, откуда идет последовательность (D.H.)
• Архитектура Джамбо (D.H.)
• Numbo: Исследование познания и узнавания (Дэниел Дефайс )
• Высокоуровневое восприятие, репрезентация и аналогия: критика методологии искусственного интеллекта (Дэвид Чалмерс, Роберт Френч и Д.Х.)
• Проект подражателя: модель психической текучести и создания аналогий (Д. Х. и Мелани Митчелл)
• Перспективы подражателя: сравнение с недавними работами (Мелани Митчелл и Д.Х.)
• Пролегомены к любому будущему Metacat (D.H.)
• Tabletop, BattleOp, Ob-Platte, Potelbat, Belpatto, Platobet (D.H. и Роберт Френч)
• Эмерджентная личность стола, основанная на восприятии модель создания аналогий (Д. Х. и Роберт Френч)
• Дух письма: эстетическое восприятие и творческая игра в богатом микрокосме римского алфавита (D.H. и Гэри МакГроу )

Резюме глав

Глава 1: Искать, откуда идет последовательность

Первый AI проект Хофштадтера возник из его подросткового увлечения числовые последовательности Когда ему было 17 лет, он изучал то, как треугольный и квадратные числа чередовать, и в итоге нашел рекурсивное отношение В своем первом курсе по ИИ он поставил перед студентами и себе задачу написать программу, которая могла бы экстраполировать правило, по которому генерируется числовая последовательность. в ширину и в глубину техники, но в конечном итоге приходит к выводу, что результаты представляют экспертные системы которые воплощают в себе множество технических знаний, но не проливают много света на умственные процессы, которые люди используют для решения таких головоломок.

Вместо этого он разработал упрощенную версию задачи под названием SeekWhence, где последовательности основаны на очень простых базовых правилах, не требующих высоких математических знаний. Он утверждает, что распознавание образов, аналогии и подвижные рабочие гипотезы имеют фундаментальное значение для понимания того, как люди решают такие проблемы.

Глава 2: Архитектура Джамбо

Jumbo - это программа для решения беспорядок, словесные головоломки, состоящие из пяти или шести зашифрованных букв, которые необходимо анаграммированный Чтобы образовать английское слово. Полученное слово не обязательно должно быть настоящим, а должно быть правдоподобным, то есть состоять из последовательности букв, которая является нормальной для английского языка.

Составными элементами Jumbo являются следующие:

• «Chunkabet»: база данных фрагментов, небольших последовательностей букв, с числовым значением, определяющим их силу как возможные компоненты слова.
• "цитоплазма ": свободная структура данных, содержащая частичные ассоциации букв, моделирующая форму рабочая память. Название навеяно местом в клетке, где молекулярные фрагменты собираются в белки.
• «Кодовая дорожка»: структура, содержащая «кодлеты», небольшие фрагменты программ, которые ожидают своего исполнения в цитоплазме; кодлет, который выполняется следующим, выбирается недетерминированно на основе связанных с ними срочностей; кодлет может образовывать новые ассоциации, разрушать старые или генерировать новые кодлеты.

«Температура» связана с текущим состоянием цитоплазмы; он определяет, насколько вероятно выполнение деструктивного кодлета. Существует температура «замерзания», при которой разрушение больше не может происходить: решение было найдено.

Глава 3: Numbo: Исследование познания и узнавания

Numbo - это программа, созданная Дэниел Дефайс который пытается решить числовые задачи, подобные тем, которые используются во французской игре "Le compte est bon". Игра состоит в объединении некоторых чисел, называемых «кубиками», с использованием операций умножения, сложения и вычитания для получения заданного результата.

Программа создана по образцу Jumbo и Подражатель и использует постоянную сеть известных математических фактов, рабочую память в форме цитоплазмы и кодовую дорожку, содержащую кодлеты, для создания свободных ассоциаций кирпичиков с целью получения результата.

Глава 4: Высокоуровневое восприятие, репрезентация и аналогия

Подзаголовок главы Критика методологии искусственного интеллекта указывает на то, что это полемическая статья, в которой Дэвид Чалмерс, Роберт Френч, и Hofstadter критикуют большинство исследований, проводившихся в то время (начало 80-х), как преувеличивающие результаты и упускающие из виду основные черты человеческого интеллекта.

Некоторые из этих проектов AI, например механизм отображения структуры (SME), утверждал, что моделирует высокие способности человеческого разума и способен понимать литературные аналогии и заново открывать важные научные открытия. Во введении Хофштадтер предупреждает о Эффект Элизы это приводит к тому, что люди приписывают понимание компьютерной программе, которая использует только несколько стандартных фраз. Авторы утверждают, что входные данные для таких впечатляющих результатов уже хорошо структурированы в направлении предполагаемого открытия, и только простая задача сопоставления остается на усмотрение компьютер.

Их главное утверждение заключается в том, что невозможно моделировать высокоуровневое познание без одновременного моделирования низкоуровневого восприятия. Хотя познание обязательно основано на восприятии, они утверждают, что оно, в свою очередь, влияет на само восприятие. Следовательно, здоровый проект ИИ должен попробуйте смоделировать их вместе. В слогане, который повторяется несколько раз на протяжении всей книги: познание - это признание.

Поскольку человеческое восприятие слишком сложно для моделирования с помощью доступных технологий, они выступают за ограничение проектов ИИ ограниченными областями, такими как тот, который используется для проекта Copycat.

Глава 5: Проект Copycat

В этой главе представлены, как указано в полном названии, Модель умственной текучести и создания аналогий.Это описание архитектуры Подражатель программа, разработанная Hofstadter и Мелани Митчелл Область применения программы - это область коротких буквенных последовательностей. Типичная головоломка: Если abc были изменены на abd, как бы вы изменили ijk таким же образом?.Программа пытается найти ответ, используя стратегию, предположительно похожую на то, как человеческий разум решает этот вопрос.

Copycat состоит из трех основных компонентов:

• В Slipnet, модель долговременной памяти человека. Он содержит концепции различной степени абстракции, от буквенных типов до понятий противоположный. Понятия связаны ссылками, указывающими на их сходство. Активация узла может вызвать активацию соседа с вероятностью, обратной величине их ссылки. Длина этих ссылок не статична; у них есть значение в начале, но они могут упруго изменяться во время вычислений в соответствии с достигнутыми частичными результатами.
• В Рабочая среда, модель кратковременной памяти. Здесь возводятся и демонтируются частичные конструкции. Временные результаты могут вызвать активацию концепций в сети. А температура измеряет удовлетворенность программы полученной структурой в каждый момент. Высокая температура означает неудовлетворенность и ведет к принятию другой стратегии. Низкая температура означает удовлетворение и продолжение данной стратегии.
• В Coderack, собрание кодлеты, то есть небольшие фрагменты кода, ожидающие выбора и выполнения в рабочей области. У каждого есть связанный с ним вес, который определяет его вероятность быть выбранным для исполнения.

Полученное программное обеспечение демонстрирует новые свойства. Оно работает в соответствии с параллельное террасное сканирование который запускает несколько возможных процессов одновременно. Это показывает умственную текучесть в том, что концепции могут соскальзывать Он подражает человеческому поведению, стремящемуся найти наиболее очевидные решения большую часть времени, но более удовлетворен (о чем свидетельствует низкая температура) более умными и глубокими ответами, которые он находит реже.

Глава 6: Перспективы подражателя

В этой главе Copycat сравнивается с другими недавними (на тот момент) работами в искусственный интеллект. В частности, он соответствует заявленным результатам механизм отображения структуры МСП и Механизм сопоставления аналоговых ограничений (ACME). По мнению авторов, эти программы страдают двумя дефектами: их вводная информация предварительно структурирована разработчиками, чтобы подчеркнуть аналогии, которые программа должна находить; и общая архитектура программ является последовательной и детерминированной, а не параллельной и стохастической, как у Copycat, которую они считают психологически более вероятной.

Суровая критика подвергается заявлению о том, что эти инструменты могут решать «реальные» проблемы. Фактически, только термины, используемые в примере, предполагают, что ввод в программы происходит из конкретной ситуации. Логические структуры фактически не подразумевают любое значение этого термина.

Наконец, более положительно оцениваются два других проекта: модель PAN Индурхья и система AMBR Кокинова.

Глава 7: Пролегомены любого будущего метаката

В этой главе рассматриваются те аспекты человеческого творчества, которые еще не смоделированы Copycat, и излагается план исследований для будущего расширения программного обеспечения. Основным недостающим элементом является способность разума наблюдать за собой и размышлять о собственном мыслительном процессе. важно умение учиться и запоминать результаты умственной деятельности.

Креативность, проявленная в поиске аналогий, должна применяться на все более высоких уровнях: проведение аналогий между аналогиями (выражение, вдохновленное названием книги Станислав Улам ), аналогии между этими аналогиями второго порядка и т. д.

Глава 8: Tabletop, BattleOp, Ob-Platte, Potelbat, Belpatto, Platobet

Другой ученик Хофштадтера, Роберт Френч, получил задание применить архитектуру Copycat к другой области, состоящей из аналогий между объектами, лежащими на столе в кофейне. Получившаяся программа получила название Tabletop.

Авторы представляют другую и более обширную область, чтобы оправдать актуальность атаки на такой кажущийся тривиальным проект. Альтернативная область называется Ob-Platte и заключается в обнаружении аналогий между географическими точками в разных регионах или странах.

Снова предлагаются аргументы против подхода грубой силы, который работал бы в небольшом домене Tabletop, но стал бы невозможным в более крупном домене Ob-Platte. Вместо этого используется параллельная недетерминированная архитектура, подобная той, которая была принята Copycat проект.

Глава 9: Эмерджентная личность стола, основанная на восприятии модель создания аналогий

В посылке к главе название Узловатая проблема оценки исследованийХофштадтер рассматривает вопрос о том, как следует оценивать исследования в области ИИ. Он возражает против строгого соблюдения соответствия между результатами программы ИИ и средним ответом испытуемых-людей. Он приводит две причины своего отказа: программа ИИ. предполагается, что он подражает творчеству, в то время как в среднем человеческие реакции удаляют любые оригинальные идеи любого из отдельных субъектов; и архитектура программы должна быть важнее простого функционального описания.

В основной статье описывается архитектура Tabletop: она сильно вдохновлена ​​архитектурой Copycat и состоит из Slipnet, Workspace и Corerack.

Глава 10: Дух письма

Эта последняя глава посвящена более амбициозному проекту, который Хофштадтер начал со студентом Гэри МакГроу. Используемый микродомен - это сетка шрифтов: типографские алфавиты, построенные с использованием жесткой системы небольших жестких компонентов. Цель состоит в том, чтобы создать программу, которая при наличии только несколько или только одна буква из шрифта сетки, может генерировать весь алфавит в том же стилеСложность заключается в двусмысленности и неопределенности стильСпроектированная программа будет иметь структуру, очень похожую на Jumble, Numble, Copycat и Tabletop.

Эпилог

В заключительной части книги Хофштадтер критически анализирует некоторые проекты искусственного интеллекта и обнаруживает, что сегодняшний искусственный интеллект упускает суть человеческого творчества и делает преувеличенные заявления. Проекты, находящиеся под пристальным вниманием, состоят в следующем.

ААРОН, компьютерный художник, который может рисовать изображения людей на открытом воздухе в отличительном стиле, напоминающем стиль художника-человека; Критика: программа не имеет никакого представления об объектах, которые она рисует, она просто использует некоторые графические алгоритмы с добавлением некоторой случайности для генерации различных сцен при каждом запуске и для придания стилю более естественного ощущения.

Racter, компьютерный автор, написавший книгу под названием Борода полицейского наполовину построена.Хотя часть прозы, созданной программой, впечатляет, отчасти из-за Эффект Элизы, компьютер не имеет никакого представления о сюжете или значении используемых слов. Кроме того, книга состоит из избранных текстов из тысяч текстов, созданных компьютером за несколько лет.

ЯВЛЯЮСЬ, компьютерный математик, который генерирует новые математические концепции. Ему удалось создать само понятие простое число и Гипотеза Гольдбаха. Как и в случае с Racter, вопрос в том, насколько программист отфильтровал вывод программы, сохраняя лишь редкие интересные результаты. Кроме того, математика является очень специализированной областью, поэтому сомнительно, что используемые методы можно абстрагировать для общего познания.

Другая математическая программа, названная Geometry, прославилась тем, что сделала проницательное открытие оригинального доказательства того, что равнобедренный треугольник имеет равные углы основания. Доказательство основано на рассмотрении треугольника двумя разными способами. Однако программа генерирует все возможные способы увидеть треугольник, даже не зная, что это тот же треугольник.

Хофштадтер завершает некоторые методологические замечания по поводу Тест Тьюринга По его мнению, это по-прежнему хорошее определение, и он утверждает, что, взаимодействуя с программой, человек может получить представление не только о ее поведении, но и о ее структуре. Однако он критикует то, как она используется. в настоящее время: это способствует развитию фантазии^{[термин павлин ]} интерфейсы на естественном языке вместо исследования глубоких когнитивных способностей.

Редакции

• Хофштадтер, Дуглас Р. (2008) [1995], Гибкие концепции и творческие аналогии: компьютерные модели фундаментальных механизмов мышления, Базовые книги, ISBN  0786723319

Рекомендации