Информация и человек

Кое-что о компьютерах и искусственном интеллекте

1

Первые достаточно совершенные компьютеры появились в 50-е – 60-е годы прошлого столетия. Слово «компьютер» тогда ещё не было распространено, чаще пользовались аббревиатурой «ЭВМ» – Электронная Вычислительная Машина. Внешне они ничем не напоминали современные компьютеры и выглядели как множество громоздких шкафов с лампочками, тумблерами, кнопками, лентопротяжными механизмами и т.д. Быстродействие, объём памяти и прочие характеристики этих машин по современным меркам были крайне низки. Да и сама их эксплуатация была делом не простым: требовались специальные машинные залы и целый штат инженеров для обслуживания. Но, тем не менее, они уже могли выполнять достаточно сложные программы, и, зачастую, просто поражали человека (тогда ещё не привыкшего к особенностям работы компьютера) своими возможностями.

В это же время возникли разговоры о скором создании искусственного разума. Причём, эти мысли высказывались вполне серьёзно, солидными учёными. И речь велась о создании не просто какого-то устройства, способного хоть как-то мыслить, а такого разума, который во много раз «мощнее» человеческого.

***

Нельзя не отметить, что эти годы были вообще временем бесконечно больших надежд на могущество техники. И на то имелись вполне веские причины: никогда ещё в истории человечества не было такого периода, чтобы на протяжении жизни одного поколения технический прогресс так радикально менял жизнь. Ещё не успели улечься восторги от ошеломляющих достижений авиации, как появились искусственные спутники Земли, а затем состоялся и триумфальный полёт человека в космос. Удалось получить управляемую ядерную реакцию и построить атомные электростанции и ледоколы. Автомобили, которые в недалёком прошлом считались экзотикой (и, кстати, были совсем примитивными), стали привычным атрибутом жизни. Бульдозеры, экскаваторы, подъёмные краны и т.д., – всё, о чём совсем недавно и мечтать не приходилось, – теперь стали чем-то обыденным. Радикально изменился и быт человека: появились радиоприёмники, телевизоры, холодильники, пылесосы и прочая техника, которая заметно облегчала и скрашивала жизнь. Сейчас всё это трудно оценить критериями того времени: множество удобств стало восприниматься так естественно, что даже как-то трудно представить всю их «степень полезности» для комфортного существования. Например, обычное электрическое освещение, в сравнении с освещением лучиной или даже керосиновой лампой, является совершенно новым уровнем комфорта, но можно ли этот комфорт реально ощутить? Не получится: это как бы и не комфорт вовсе, а что-то само собой разумеющееся. Но вот для людей поколения наших бабушек-дедушек подобный «девайс» воспринимался совершенно иначе.

Прослеживалась чёткая тенденция – различные механизмы выполняли всё более сложную работу и всё больше заменяли человека в различных областях его деятельности. Причём, все эти механизмы резко превосходили человека по силе, «выносливости», скорости передвижения. И уже на основании всего этого логично было предположить, что в скором времени должно появиться что-то такое, что резко превзойдёт умственные возможности человека и начнёт заменять его в области интеллектуальной деятельности. А появившиеся ЭВМ подтверждали эту мысль уже самим фактом своего существования.

***

Предположения о скором создании искусственного разума в те времена вовсе не выглядели фантастикой. Основанием для такого оптимизма являлись, по меньшей мере, два обстоятельства.

Во-первых, были уже достаточно хорошо разработаны теоретические основы вычислительной техники. Каждому, кто разрабатывал ЭВМ (или как-то был связан с вычислительной техникой) был ясен сам принцип работы этих, на первый взгляд, очень умных машин. И этот принцип на удивление прост, при желании и небольших усилиях его может понять каждый. Если разобраться с азами двоичной арифметики (которая, кстати, не содержит ничего сложного), а также с азами булевой алгебры логики (то есть всего-то надо знать, что такое конъюнкция, дизъюнкция и логическое отрицание) и такими понятиями как «триггер», «регистр», «счётчик», «дешифратор» (а это тоже элементарные понятия), то, в общем-то, практически всё становится ясным.

***

Разумеется, простым является лишь сам принцип работы компьютера, но это вовсе не означает, что компьютер является простым устройством. Ведь никто не говорит, например, что ракета для полётов на Луну является простым устройством, хотя принцип работы ракетного двигателя очень прост.

***

Развитие вычислительной техники сдерживалось, в основном, элементной базой: лампы слишком громоздки и ненадёжны, транзисторы были ещё не очень распространены (впрочем, они тоже не слишком миниатюрны), а микросхемы (самые примитивные) только начали появляться. Но перспективы развития микроэлектроники уже тогда были хорошо ясны и просто поражали воображение. То есть было ясно, что миниатюризация и резкое повышение надёжности элементной базы ЭВМ – это вопрос времени. И, кстати, в этом смысле сбылись все самые смелые прогнозы.

Второй причиной для предположения о скором создании искусственного интеллекта являлось то, что в области знаний о нервной системе человека тоже были значительные достижения. По крайней мере, было известно, что наша нервная система состоит из громадного количества (порядка 100 миллиардов) нервных клеток. И что именно нервная клетка (эти клетки называют нейронами или нейроцитами) является структурно-функциональной единицей нервной системы. Была изучена структура нервной клетки, многие её функции. В частности, было известно, что нейрон может находиться в одном из двух состояний – возбуждённом и невозбуждённом, то есть как бы во «включенном» и «выключенном». И что возбуждение может передаваться от одной клетки к другой. То есть получается, что функционирование нашей нервной системы представляет собой определённым образом организованную систему многочисленных переключений нервных клеток из «включенного» состояния в «выключенное» и наоборот. Но ведь и ЭВМ, по сути, работает точно так же! Элементарная составляющая любой ЭВМ – триггер – может находиться только в одном из двух состояний: «0» или «1», то есть, опять-таки, во «включенном» или «выключенном». Триггеров в ЭВМ пусть пока меньше, чем нейронов в мозгу, но тоже огромное количество – сотни тысяч и даже миллионы (в современных микропроцессорах – до нескольких миллиардов). И любой вычислительный процесс происходит посредством громадного количества включений и выключений триггеров (разумеется, не хаотично, а в определённой закономерности).

Аналогия напрашивалась сама собой. Казалось, что разгадан принцип работы человеческого мозга. Вроде бы, всего-то и осталось – память у ЭВМ сделать побольше, да программное обеспечение усовершенствовать, и искусственный интеллект готов!

К тому же, от некоторых фактов вообще захватывало дух. Так, например, было известно, что скорость распространения сигнала по нервным волокнам (то есть передача возбуждённого состояния от одной нервной клетки к другой) составляет всего порядка ста-двухсот метров в секунду. А в ЭВМ сигнал распространяется с быстротой, соизмеримой со скоростью света! То есть казалось, что уже имеющиеся ЭВМ во многом «умнее» человека. И это вроде бы подтверждалось фактами: за несколько часов ЭВМ проделывала такой объём «умственной» работы, какой человек «вручную» мог проделать лишь за много месяцев или даже лет. Да и вообще, попробуйте просто перемножить в уме два семизначных числа. Не получится. Даже если умножать на бумажке столбиком, и то повозиться придётся. А ЭВМ делает это за ничтожные доли секунды. Фантастика! А ведь эти умные машины ещё и музыку писали, и стихи. Пусть пока ещё нелепые, но лиха беда начало! Опять же, стихи и музыка выдавались машиной с такой бешеной производительностью, что реальные поэты и композиторы выглядели каким-то неуклюжим пережитком некомпьютеризированного прошлого.

Более того, была разработана программа «Элиза», которая «общалась» с человеком так ловко, что создавалась полная иллюзия общения с существом разумным. А за много лет до этого один из мировых авторитетов в области вычислительной техники – английский математик Алан Тьюринг сформулировал главный, с его точки зрения, признак наличия интеллекта машины: она должна уметь общаться с человеком так, чтобы он не мог определить, с кем общается, – с машиной или человеком. Разумеется, «Элиза» не обладала абсолютно никаким интеллектом, она просто «цеплялась» за последнее слово фразы и по заранее разработанному алгоритму составляла вариант ответа, который мог подойти к этому слову (вернее, сочетанию слов). Иначе говоря, «Элиза» всего лишь создавала иллюзию общения с существом разумным. Но ведь если верить Тьюрингу, такое положение дел всё равно свидетельствует о наличии интеллекта у машины.

Всё это казалось настолько убедительным доказательством уже свершившегося факта возникновения и стремительного развития искусственного разума, что некоторые учёные даже забили тревогу. По их утверждениям, ЭВМ, окончательно поумнев, начнут сами себя обслуживать, перестанут нуждаться в человеке и выйдут из-под контроля. Первое, что они захотят сделать – это, конечно, переделать весь мир в соответствии с их абсолютно рациональными понятиями. А человека, как существо тупое и ни к чему не пригодное, они попросту уничтожат. В общем, «страшно, аж жуть», как пел Владимир Высоцкий (правда, не по этому поводу).

Но, к счастью, подобные опасения не оправдались ни в малейшей степени. Вычислительная техника за прошедшие десятилетия сделала гигантский рывок вперёд, современные компьютеры по всем показателям стали резко превосходить своих далёких предков, но угрозы целенаправленного физического уничтожения человечества с их стороны пока не замечено.

2

Возникает естественный вопрос: а насколько далеко шагнул прогресс в области создания искусственного разума? Ответ простой, однозначный и удручающий: абсолютно никакого прогресса в этой области не наблюдается. Да, именно так. Хотя, если судить по некоторым публикациям в различных изданиях, может создаться впечатление, что искусственный разум уже как бы есть, только пока несовершенный, но вот-вот, в совсем уже обозримом будущем он предстанет перед нами во всей своей красе и мощи. На самом же деле всё это нисколько не соответствует истине. Пока ещё нет (да и в перспективе не предвидится) искусственного именно «разума», то есть устройства, хоть как-то осознающего себя, имеющего собственное «Я». Нет даже в зачаточном виде или хотя бы в проекте. И дело здесь вовсе не в том, что современные компьютеры несовершенны, а в том, что пока ещё никому не удалось вразумительно сформулировать, что же такое разум. То есть, при попытке моделирования разума главной проблемой является тот банальный факт, что попросту непонятно, что же именно надо моделировать. И даже если бы современные компьютеры вдруг сделались в тысячу раз совершеннее, это не помогло бы сдвинуть дело с мёртвой точки: сам принцип работы компьютера не позволяет ему иметь даже зачатки интеллекта. Он может делать миллиарды вычислительных операций в секунду, обыгрывать в шахматы чемпиона мира, но с точки зрения наличия разума он ничуть не отличается от такого «устройства», как (если кто ещё помнит) бухгалтерские счёты с их костяшками.

Компьютер способен лишь тупо выполнять последовательность конкретных, запрограммированных (в самом прямом смысле) действий, без малейшего намёка на какое бы то ни было творчество. Нервные клетки человека нельзя уподобить триггерам в компьютере, они вовсе не организованы в регистры, мультиплексоры, дешифраторы и т.д. И вообще взаимодействуют не по правилам булевой алгебры и двоичной арифметики, как это делает компьютер, а по каким-то своим, непонятным человеку правилам. Другими словами, принцип работы человеческого мозга не имеет ни малейших аналогий с принципом работы компьютера. И хотя компьютер в некоторых случаях может создавать впечатление умной машины, это в любом случае всего лишь иллюзия. Все его действия строго задаются последовательностью заранее составленных команд, и любая его реакция на что бы то ни было продумана и задана программистом, написавшим выполняемую в данный момент программу.

Вообще-то, если быть точным, это не совсем так. Не всегда программист заранее продумывает, по какому именно алгоритму будет выполняться обработка входных данных в тот или иной момент времени. Сейчас одним из направлений в области создания искусственного интеллекта является разработка и использование нейронных сетей, которые в последние годы бурно развиваются и вселяют новые надежды на создание в скором времени «машинного разума».

Нейронные сети – это действительно очень интересный и нужный функционал, они гораздо лучше, чем «обычные» компьютеры решают некоторые сложные задачи, требующие аналитических вычислений (распознавание изображений, речи, управление сложными роботами, прогнозирование колебаний курса валют, погоды и т.п.). И здесь, как и при появлении первых мощных компьютеров, нашлось немало энтузиастов, предрекающих, что уже в обозримом будущем на основе нейронных сетей будет создан искусственный разум. Но это, к сожалению, не так. Хотя нейронные сети по своей структуре отличаются от «стандартной» структуры компьютера (так называемой архитектуры Фон Неймана), умеют обучаться (это их главная особенность), и даже в чем-то напоминают машинную интерпретацию мозга, их функциональность обеспечивают те же компьютерные технологии. Работают они, в своей основе, тоже по алгоритму, только составляемому несколько своеобразно (с помощью тех же нейронных сетей посредством самообучения, то есть, по сути, накопления определённых данных, используемых в дальнейшем для выполнения алгоритма). Как и «обычные» компьютеры, они не способны к творческому мышлению в принципе. Совершенно не имеют собственного «Я». И говорить о каком-то прорыве в области создания искусственного разума пока не приходится. Нейронные сети – это лишь отличный дополнительный функционал для решения определённого круга задач, но никак не зачатки машинного интеллекта.

Проще говоря, суть в том, что в самом принципе действия компьютера нет места разуму. Любой компьютер, даже самый совершенный, ничуть не умнее мясорубки, скалки или молотка.

3

Но, похоже, самолюбие человека не позволяет ему смириться с мыслью, что компьютер не оправдал столь радужных надежд на создание искусственного разума. И различного рода упоминания об искусственном интеллекте в той или иной форме можно встретить довольно часто. Так, например, в «компьютерной» литературе нередко встречаются такие выражения, как «интеллектуальная шина», «интеллектуальный интерфейс», «интеллектуальная обработка данных», или даже «устройства с зачатками интеллекта». Причём, зачастую всё это преподносится в таком контексте, что возникает ощущение, как будто речь идёт именно об искусственном разуме, то есть о техническом устройстве, которое может самостоятельно мыслить. Но на самом деле ни о каких «зачатках интеллекта» здесь не может быть и речи. Само слово «интеллектуальный» в данном случае лишь подчёркивает тот факт, что данное устройство обладает большим множеством различных функций, повышающих его отказоустойчивость и способность обходиться без дополнительных настроек. Но действует оно, всё-таки, только по алгоритму.

Как это ни странно, но количество людей, рассматривающих компьютер как какое-то разумное существо, похоже, не уменьшается. Именно сейчас, во времена «всеобщей компьютеризации», когда компьютеры не встречаются, разве что, в общественных туалетах, иногда (и не так уж редко) можно встретить в периодических изданиях такое, например, «откровение»: «Современные компьютеры достигли уровня интеллекта (!) равного интеллекту 3—4 летнего ребёнка. Но они бурно развиваются, и чего ждать от них в недалёком будущем, никто предсказать не может».

Не так уж редко можно услышать мнение, что компьютер уже сейчас во многом превосходит «интеллектуальную мощь» человека и вскоре может превзойти его по всем «параметрам». После этого, как правило, следует успокаивающие человеческое самолюбие фразы типа «Но никогда компьютер не сможет любить, страдать, переживать… Это по силам только нашему пусть и несовершенному (!) мозгу».

Можно даже встретить предположения, что компьютер нам (человечеству) «подкинули» какие-то неземные существа, чтобы с его помощью проделать над нами какой-то жутко страшный опыт. Правда, следуя этой версии, логично было бы признать инопланетянами сотрудников фирм, разрабатывающих вычислительную технику, но на этом интересном нюансе обычно внимание не заостряется.

4

И ещё необходимо отметить, что времена энтузиастов, пытающихся на основе компьютера создать искусственный интеллект, вовсе не канули в Лету. Конечно же, в самом факте попытки создать искусственный разум, ничего плохого нет. Но упорное стремление делать это на основе принципов функционирования компьютера – просто абсурдно. Сколько ни совершенствуй воздушный шар, долететь на нём до Луны невозможно в принципе.

Вообще, у изобретателей искусственного интеллекта просматривается одна интересная особенность. Известно, что когда человек задумает сделать какое-то устройство, то он сначала разрабатывает принцип его действия, а уж потом пытается сделать реальное устройство, работающее по этому принципу. Даже когда пытаются создать что-то заведомо невозможное, например, вечный двигатель, то и в этом случае сначала разрабатывают принцип работы такого двигателя (и иногда в чертежах всё выглядит весьма убедительно). Но вот с изобретателями искусственного разума всё обстоит иначе. Время от времени можно встретить сообщения, что такой-то человек (или группа людей) работает над созданием искусственного разума, но никто нигде не опубликовал, а как он представляет себе принцип действия этого разума.

А в чём, собственно, состоит принципиальное отличие «мышления» ЭВМ от человеческого мышления? Таких отличий, как минимум, два. Во-первых, как мы уже отметили, ЭВМ работает только по алгоритму и никак иначе. Человеческий же мозг функционирует именно как-то иначе (хотя в некоторых случаях наблюдается нечто похожее на выполнение алгоритма), но вот как – совершенно непонятно. А во-вторых, у человеческого мозга и ЭВМ совершенно разные формы представления обрабатываемой информации. ЭВМ обрабатывает информацию, представленную формализованными единицами – битами. Человеческий мозг – смысловыми. Что такое бит – это понятно. А что такое «смысл»? Это понятие, как и понятие «информация» является неопределяемым. На интуитивном уровне примерно понятно, что это такое – выделение смысла из получаемой информации. Но точного определения дать нельзя. Некоторые аспекты этого понятия будут рассмотрены ниже.

В любом случае, при рассмотрении работы как компьютера, так и человеческого мозга никак не обойтись без определения понятия «алгоритм». Что же это такое?