Мы продолжаем рассматривать парадигмы и подходы в Искусственном Интеллекте, и вслед за интуитивным подходом, который мы изучили в прошлый раз, сегодня мы рассмотрим два близкородственных подхода нисходящей парадигмы — символьный и логический. Это позволит нам моделировать высшие психологические функции человека.
Мы уже несколько раз упоминали о том, что человек оперирует символами. Об этом же говорит упомянутая ранее гипотеза Ньюэлла — Саймона о том, что любая система, показывающая интеллектуальное поведение, должна с необходимостью оперировать символьной информацией.
Теперь вообразите себя в качестве такого маленького гомункулуса, который забрался к человеку в голову и наблюдает там внутри у него психологические процессы. Я заостряю внимание — именно психологические, то есть мы рассматриваем сейчас логический уровень представления, а не биохимический. Вы увидите, что в голове копошатся символы. Это те самые мысли, которые вьются внутри вашего сознания, иногда сталкиваясь друг с другом, иногда подавляясь.
В общем, там внутри головы происходит какой-то психологический процесс, и он связан с постоянной активацией символов. Почему я говорю слово «символ», а не, скажем, «слово»? Ну так потому что мысль может представлять не только словесную информацию, но и визуальную, звуковую, обонятельную и вообще всех тех модальностей и их совмещений, ощущения которых нам даны.
Однако, именно словесная информация стоит во главе угла, и символы представляет в большей мере она. Давайте вспомним, что на эту тему говорил знаменитый русский физиолог Иван Петрович Павлов, про собаку имени которого вы все прекрасно знаете. Он ввёл понятие так называемой второй сигнальной системы, которая преобразует ощущения, получаемые от органов чувств, в некоторые символы.
Эти символы — просто некоторая система обозначений, которая используется при мышлении человеком в отрыве от непосредственных ощущений. Ну то есть вы будете продолжать размышлять, даже если вас погрузить в депривационную камеру, отключив все внешние стимулы и практически полностью подавив все внутренние. Так вот именно наличие второй сигнальный системы, по мнению некоторых исследователей, отличает разумное существо от неразумного.
В математике рассмотренному наиболее близко соответствует понятие формальной системы. Если говорить неформально, то формальная система — это набор базовых символов, набор аксиом, набор правил вывода и множество правильно построенных формул. Фактически, из начальных наборов символов и аксиом при помощи синтаксического применения правил вывода строится конечное или бесконечное множество правильно построенных формул, каждая из которой является новым символом или теоремой.
Наиболее простым примером формальной системой, с которой знакомы буквально все с малолетнего возраста, является арифметика. Для представления арифметики в качестве формальной системы вводится аксиоматика Пеано, в которой есть символ для первого числа, правило вывода следующего числа, несколько базовых свойств и шаблон доказательства по индукции. Всего в ней пять аксиом, и именно этот набор полностью определяет всю арифметику.
В качестве других примеров можно привести формальную логику, исчисление высказываний, исчисление предикатов первого порядка, комбинаторную логику, лямбда-исчисление и многие, многие иные исчисления в рамках математики.
Вы уже должны были понять, что символьный подход является базовым для нисходящей парадигмы. Действительно, обработка символов в Искусственном Интеллекте построена на выполнении правил различного вида для манипулировании символами как синтаксическими конструкциями.
Однако тут возникает такая же возможность для критики, как и в случае интуитивного подхода — где возникает сознание, в какой момент интеллектуальная система начинает осознавать себя. И как бы хорошо она не манипулировала бы символами, какой бы сложной она ни была, ответить на этот вопрос на сегодняшний день возможным не представляется.
Курт Гёдель сформулировал теоремы о неполноте, которые доказывают, что любая формальная система, содержащая символы и правила для представления арифметики, является либо неполной, либо противоречивой.
Из-за теорем о неполноте и их следствий некоторые исследователи утверждают, что создать настоящий Искусственный Интеллект невозможно. Но факт в том, что люди со своим естественным интеллектом как-то справляются с неполнотой формальных систем и умеют выходить вовне системы, высказывая мета-утверждения о ней. И как минимум один интеллект нам известен, так что никаких фундаментальных препятствий для того, чтобы создать ещё один, нет.
Теперь перейдём к следующему подходу, который называется «логическим». Он недалеко отстоит от символьного, и именно поэтому мы рассматриваем их сегодня вместе. Логический подход, как следует из его названия, основан на формальной логике.
Сейчас вспомните, пожалуйста, древнегреческого мыслителя Аристотеля. Этот могучий философ заложил основы всей математической науки, сделав попытку формального описания законов человеческого мышления, и сегодня мы иногда называем логику аристотелевой в его честь.
Сложно сказать, насколько эти законы универсальны, ведь кроме человеческого мышления у нас нет никаких иных примеров, но общее осмысление подсказывает, что формальная логика относится к чистому математическому знанию, то есть находится в мире чистых идей, а потому может быть общеприменимой. Другими словами, мышление, основанное на формальной логике Аристотеля, может быть универсальным, а потому реализация логических правил в искусственной системе может сделать её интеллектуальной.
Но вы, конечно же, уже должны были понять сами, что следование законам логики является необходимым условием, но никак не достаточным. Система, обладающая разумом, будет показывать поведение, подчиняющееся законам формальной логики. Но если какая-либо система действует по этим законам, это совсем не значит, что она интеллектуальна.
В рамках математики разработано большое количество формализмов, описывающих логику. Двоичная логика Аристотеля является базовой, над которой надстроены такие варианты, как многозначная логика Лукасевича, нечёткая логика Заде, бесконечнозначная логика антиномий, интуиционистская логика и некоторые другие.
Каждый новый формализм был разработан для того, чтобы учесть какие-либо нюансы человеческого мышления и способа принятия решений человеком. Ведь в процессе исследований в направлении логического подхода становилось понятным, что двоичная логика, хотя и является универсальным инструментом размышления и вывода знаний, плохо справляется с такими простейшими аспектами человеческого поведения, как принятие решений в условиях неопределённости, неполноты знания, неточности измерений и так далее.
Однако логический подход сталкивается с серьёзными трудностями, когда возникает необходимость описания неформальных знаний, которые плохо формализуются. Более того, из-за неполноты нашего понимания природы человеческого мышления логический подход всё так же страдает от невозможности полностью описать процесс мышления и принятия решений.
Такие феномены, как озарение, интуитивный поиск решения или эмоциональные влияния на принятие решений не могут быть описаны в рамках логического подхода, хотя они, вне всяких сомнений, являются одним из компонентов человеческого разума. Тем не менее, вновь упомяну, что логический и символьный подходы составляют основу упомянутого ранее нисходящего искусственного интеллекта.