Читаем Искусственный разум онлайн бесплатно

Алексей Григорьевич Чачко - Искусственный разум

А. ЧАЧКО

ИСКУССТВЕННЫЙ РАЗУМ

МОСКВА "МОЛОДАЯ ГВАРДИЯ" 1978

Ч

70302-185

051-78

078(02)-78

Издательство "Молодая гвардия", 1978 г.

Чачко А. Г.

4-28 Искусственный разум. М., "Мол. гвардия", 1978. - 224 с. с ил. - (Эврика).

32.816

6Ф0.1

ИБ № 11БЗ

Редактор В. Федченко

Художники Г. Бойко, И. Шалито

Художественный редактор А. Косаргин

Технический редактор Ю. Шабынина

Корректоры В. Авдеева, Е. Самолетова

Слано в набор 24/1 1978 г. Подписано к печати 30/VI 1978 г. А06178. Формат 84Xl08 1/32. Бумага № 1. Печ. л. 7 (усл. 11,76). Уч. -изд. л. 12,0 Тираж 100 000 экз. Цена 55 коп. Т. П. 1978 г. № 51. Заказ 212.

Типография ордена Трудового Красного Знамени издательства ЦК ВЛКСМ "Молодая гвардия". Адрес издательства и типографии: 103030, Москва, К-30, Сущевская, 21.

Алексей Григорьевич Чачко

Алексей Григорьевич Чачко

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник Киевского института автоматики, начал свою научную карьеру у пульта управления электростанцией дежурным инженером. Трансформаторы электростанций явились для него исходным пунктом, после которого он прошел немалый путь к трансформационным грамматикам. Сохраняя верность электростанциям (трансформаторы), он все больше внимания уделяет интеллектуальному диалогу человека и компьютера и его языку (трансформационные грамматики).

Опубликовав две монографии и более сотни специальных статей, А. Чачко решился испытать свои силы в жанре научной популяризации. Первая такая его книга "Человек за пультом" увидела свет в 1974 году. Вторая попытка - перед вами, читатель.

В этой книге рассказывается об искусственном интеллекте, научном направлении, появившемся в последние десятилетия и тесно связанном с электронными вычислительными машинами.

Научно-техническая революция отводит человеку новое место и новую роль в производственном процессе. Он все больше освобождается от подчинения технике, выходит из технологического цикла, сосредоточивая свои усилия на управлении системами сложных машин.

Современное производство характеризуется уменьшением доли физического труда и увеличением умственного. В настоящее время около 36 миллионов человек в нашей стране заняты преимущественно трудом умственным, да и многие профессии, где физический труд играет значительную роль, все более насыщаются творческим содержанием.

Научно-технический прогресс не ограничивается, однако, освобождением человека от тяжелого мускульного труда. Умственный труд, как и труд физический, должен быть автоматизирован - таково объективное требование времени. Дело в том, что трудовые ресурсы страны ограничены, а в 80-е годы проблема эта станет особенно острой... "Нам надо будет, - говорил Л. И. Брежнев на XXV съезде КПСС, - полагаться не на привлечение дополнительной рабочей силы, а только на повышение производительности труда".

Производительность умственного труда, его эффективность может быть повышена с помощью ЭВМ. Но для этого необходимо поднять интеллектуальный уровень машины, научить ее пониманию событий, происходящих во внешнем мире, умению действовать целенаправленно и выбирать правильные решения.

Нужно, чтобы между человеком и компьютером установилось достаточное взаимопонимание, значит, машина должна овладеть естественным человеческим языком. Иными словами, ученые должны создать искусственный интеллект.

Он, этот искусственный интеллект, обязан удовлетворять требованиям не только эффективности, но и качества. Партия, провозглашая десятую пятилетку пятилеткой эффективности и качества, широко трактует в своих решениях понятие "качество". Речь идет как о качествё продукции, так и о качестве проектов, планов, прогнозов, диагнозов, обучения, управления, организации людей и техники в производственные комплексы, то есть о качестве наиболее трудных решений. И чем ближе эти решения к наилучшим (оптимальным), тем весомее оказывается вклад искусственного интеллекта в дела страны.

За два десятилетия развития искусственного интеллекта достигнуты большие успехи. Машину удалось научить решать проблемы, которые всегда считались исключительно человеческими. И можно рассчитывать на дальнейший быстрый прогресс искусственного интеллекта.

Не приведет ли такая нарастающая автоматизация умственного труда к исключению людей из сферы производства?

Ответ на этот вопрос глубоко диалектичен. По мере развития искусственного интеллекта человек будет подниматься на все новые и новые ступени свободы по отношению к средствам труда и силам природы. Он станет освобождаться от рутинных мыслительных операций, чтобы выполнять подлинно творческую работу. Граница между рутинным и творческим будет непрерывно сдвигаться: то, что вчера считалось творческим, обратится завтра в рутинное и станет доступным искусственному интеллекту. А человек перейдет к неизведанным творческим задачам, к творчеству более высокого уровня.

К. Маркс прозорливо назвал науку "духовным производством". Если в сферу производства включить и духовное производство, то человек всегда останется центром этой расширяющейся сферы.

Исследователи искусственного интеллекта ведут, казалось бы, чисто теоретическую работу. Но каждая их удача расширяет интеллектуальные возможности ЭВМ и немедленно обогащает практику. Вот почему в "Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-1980 годы" задача совершенствования и эффективного применения электронной вычислительной техники названа среди важнейших, "открывающих принципиально новые пути и возможности для преобразования производительных сил страны, создания техники и технологии будущего".

Попытки создания практического искусственного интеллекта - один из самых дерзких замыслов человечества. Огороженные частоколом математических формул, технических деталей, профессиональных недомолвок, эти попытки являются достоянием узкого круга специалистов. Остальным людям достаются мифы о думающих машинах - всевидящих и всезнающих.

Подобные мифы - стопроцентная ложь, ибо машины видят (распознают образы) с трудом, а знают далеко не все, как далеко не всегда в силах распорядиться своими знаниями. Довольно мы слышали легковесных восклицаний о вычислительных машинах как о гигантских мозгах и супермыслителях. Пора внимательно приглядеться к тому, что действительно умеет искусственный интеллект, пора понять, как достигаются его умения.

Мы рассмотрим новую область изнутри, с позиций конструктора искусственного интеллекта, и не станем избегать животрепещущих, спорных, не решенных до конца проблем машинного разума, наоборот, сосредоточим на них все свое внимание.

Как достигли ЭВМ своих реальных умений? Будет ли продолжаться их интеллектуальный рост, или он остановится на определенном рубеже? Ответы на вопросы мы получим от психологов, математиков, лингвистов, кибернетиков, которые изобретают искусственный интеллект, снаряжают его в путь, посылают в реальный мир, в самостоятельную жизнь. Всегда, когда удастся, автор будет уступать слово этим специалистам, чтобы вы, читатели, судили об их работе из первых рук, из первых уст, чтобы вы почувствовали дух молодой науки.

Итак, в путь за искусственным интеллектом! Вот только само словосочетание вызывает сомнения. Оно выглядит громоздко и многозначительно, оно представляет собой метафору, то есть перенос значения.

Подобные переносы - обычное явление в языке. Например, выражение "дверная ручка" тоже метафора, но никому в голову не приходит представить себе это простое орудие равным по возможностям человеческой руке. Каждый твердо знает, что такое дверная ручка; метафора стерлась и окаменела.

Не то искусственный интеллект. Здесь мы встречаемся с метафорой новой, полной противоречивых смыслов и оттенков. Неясно, имеются ли в виду машинные программы, которые не уступают человеку, или гораздо более скромные и определенные вещи. Неясно также, совпадает ли "ход мысли" программ с человеческим, или они близки только по результатам. Неясно и многое другое.

Но пройдет время, и все станет на свои места. Определится реальная степень интеллектуальности машин по сравнению с интеллектом людей. Понятие "искусственный интеллект" станет таким же четким, как понятие "дверная ручка".

Сегодня, однако, до четкости далеко. Сегодня в сложном термине "искусственный интеллект" куда ни кинь, всюду сомнения. Здесь, быть может, полезно сокращение: под его прессом отпадут ненужные смысловые оттенки, останется лишь существо дела. Давайте впредь пользоваться словом "Искинт", понимая под Искинтом уровень развития дела.

Книга, которая предлагается вашему вниманию, - повесть об Искинте. Рассказывая о сегодняшнем дне, нельзя упускать из виду дальнюю перспективу, которую очень четко определил академик В. Глушков: "Конечная цель... - создание искусственного интеллекта, не только не уступающего, но и намного превосходящего по своим возможностям естественный человеческий интеллект. Хотя эта цель пока еще достаточно далека, работа по ее достижению уже идет полным ходом. При этом ставятся вполне конкретные практические задачи повышения производительности и уровня интеллектуальности компьютеров для быстрого повышения производительности труда человека на многих участках интеллектуальной деятельности".

Так робок первый интерес.

Б. Пастернак

Способности электронных вычислительных машин известны нам лишь в небольшой степени. Быть может, такое утверждение покажется читателю странным. Раз машина существует, значит, можно ее испытать, выяснить и время разгона, и максимальную скорость, и тормозной путь, и многое другое. Это справедливо для разных машин, но, увы, не для ЭВМ.

Поведение и результаты действия компьютера определяются введенной в него программой; они меняются неузнаваемо вместе со сменой программы. А разнообразие программ для ЭВМ поразительно. Существуют, однако, границы программной многоликости: ЭВМ решает только те проблемы, которые могут быть описаны посредством алгоритмов.

Итак, познать возможности ЭВМ - это познать возможности алгоритмов. Если с помощью алгоритмов удастся описать разумные решения, то Искинт - реальное дело, а если алгоритмы имеют внутренние пороки, то Искинт останется лишь благим пожеланием.

Передо мной небольшая глиняная табличка, найденная при раскопках Древнего Вавилона. На табличке текст: древний писец выдавил эти знаки 3700 лет назад. Касаясь острым стилом сырой глины, писец решал задачу о разделе наследства: вычислял доли каждого из шести сыновей, положенные им по законам божественной династии Хаммурапи. Писец занимался конкретным случаем: и сумма наследства точно обозначена - вот оно, число, представленное в привычной для тогдашних жителей Вавилона шестидесятеричной системе счисления, - и ход расчета указан, и промежуточные результаты выписаны столбиком, и конечный результат обведен рамочкой. Писец решил задачу для одной семьи; по заказу ли мудрого отца семейства, или по желанию нетерпеливых сыновей, но только для этой семьи.

Тогда почему в тексте он не называет отца и сыновей по имени, а говорит о "начальном сокровище", "доле 1-го", "доле 2-го" и "прочих долях"? Отчего рядом с ясными числами приводит туманные для практического взгляда пояснения: "3 и 5, сумма накопленных денег и процента стоимости земли"? Кому советует: "составь число", "вычти", "прибавь", "не забудь"? Кого предупреждает в конце таблички: "Таков ход дела"?

Похоже, шесть бравых сыновей и их пожилой отец здесь ни при чем. Писец преодолевал не их домашние трудности. Он замахнулся на большее: он объяснял, как решать задачи о разделе наследства вообще, любые задачи, весь класс таких задач.

Отец и сыновья понадобились писцу лишь для примера. В табличке есть явное доказательство этого. Семья, о которой сообщает писец, имеет только сыновей. Тем не менее древний математик требует: "Найди долю дочери", и вычисляет дочернюю часть наследства: "0". Писец велит далее: "Умножь долю дочери на число дочерей", и аккуратно выдавливает "0X0=0".

Табличка окончена... Писец посылает ее на обжиг, а потом горячую, прямо с пылу с жару, просматривает - нет ли ошибок. Он озабочен лишь ходом дела, порядком решения. И порядок указан четко, детально, без упущений. А числа? Числа не так важны! Он отдает табличку ученику, не заметив ошибки в счете. Ученик берет глиняный алгоритм, указатель хода решения задачи.

Ученики древневавилонской школы, "Дома табличек", уже давно прорабатывают алгоритмы решения разных задач. Они изучали и про плотину, и про урожай пшеницы, и про овец. Теперешнее задание - алгоритм наследства...

Спустя почти 4 тысячи лет, когда мне пришлось учиться математике в школе и вузе, слово "алгоритм", не было модным. Модным было слово "формула". Вывести формулу, выучить формулу наизусть, забыть формулу, перепутать формулу - вот наши любимые занятия.

Сомневаюсь, знал ли я, что такое алгоритм, в середине 50-х годов, оканчивая политехнический институт. Но прошло 2-3 года, и слово это стало изредка появляться в наших инженерских разговорах. Оно никогда не являлось одно - всегда в паре с электронной вычислительной машиной. Алгоритм помещают в ЭВМ, называя его почему-то уже не алгоритмом, а программой, и там, в недрах машины, среди электронных ламп, происходит чудо мгновенного решения задач.

Я помню весенний Киев 1957 года и встречу со своим соучеником Валерием Куликом на бульваре Шевченко. Рассказывая о новой своей работе, он пылко призывал меня:

- Алгоритмировать надо, Алексей!

- Что алгоритмировать?

- Все, буквально все! - сопровождал он широким жестом свое утверждение.

Выходило, что надо алгоритмировать и манизеровский памятник поэту, и университет, и дом, в котором я жил; нужно алгоритмировать и строительство, и производство сахара, и движение облаков в весеннем небе.

- А как это делать? - рискнул спросить я у товарища.

В ответ понеслись непонятные слова: команда, цикл, счетчик, ветвление... Даже знакомое слово - результат - выглядело в этом перечне устрашающе. Не по-няч, как алгоритмировать, я решил зайти с другого фланга.

- А зачем все это делать?

Тут мой собеседник взорвался.

- Зачем - спрашиваешь? Чтобы одолеть незнание! ЭВМ считает со скоростью три тысячи сложений в секунду. Три тысячи, понимаешь? Ты и одного сложения не сделаешь, а она уже три тысячи. Все, все, все теперь можно сосчитать: и рост деревьев, и развитие животных, и наилучшие планы для заводов. Кончается работа на глазок, кончается на авось. Все будем теперь считать на машине, понимаешь?

- Вроде понимаю. Только как машина станет считать? Формула ей нужна? Или она сама, без формулы?

- Формулы забудь! Вместо них теперь алгоритмы. Алгоритмировать надо! - категорически заявил друг.

Первую часть его предложения выполнить было легко - большинство школьно-институтских формул я к тому времени прочно не помнил. А вот вторая часть, все эти команды, циклы, ветвления...