Geum.ru

В. К. Финн к структурной когнитологии: феноменология сознания с точки зрения искусственного интеллекта

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2
интегративного типа. Таким образом, интеллектуальными способностями «левого» типа являются (4), (5), (8), (9) и (11); интеллектуальными способностями «правого» типа являются (10) и (7); а интеллектуальными способностями интегративного типа являются (1), (2), (3), (6) (12) и (13).

В психологии выделяют тип ступени в развитии поведения – инстинкты, дрессуру и интеллект [28], которые относятся как к поведению животных, так и к поведению человека. При этом не имеется четко характеризуемых различий идей «сознания» и «интеллекта». В предлагаемой системе терминологии в данной статье, полученной на основе анализа теории и практики применения ИС, выделен идеальный тип ЕИ в предположении уточнения идеи субъективного мира личности (СМЛ) – восприятий, эмоций, желаний, волевых актов, установок.

В системе терминологии данной статьи предлагается говорить о сознании животных и их прединтеллекте, ибо, разумеется, бессмысленно считать, что животные обладают способностями (4), (5), (8), (9) и (11). Они обладают инстинктами, способностью к обучению и использованию памяти (дрессуре [28]), способностью к экстраполяции [29], формированию образов (но не понятий). Так как у животных отсутствует символическая система знаний и способности создания абстрактных обобщений и перебора возможностей, а их познавательный аппарат примитивен по сравнению с человеческим (Л.В.Крушинский в [29] называет его элементарной рассудочной деятельностью), то естественно говорить о наличии у них прединтеллекта, а не интеллекта в определенном выше смысле (т.е. ЕИ).

Важным следствием введенных представлений о ИС и сознании является планирование развития теории интеллектуальных роботов [30]. Робот, созданный Д.А.Добрыниным и В.Э.Карповым, в качестве Решателя задач имеет упрощенную версию ИС, реализующую ДСМ-рассуждения [30]. Эта версия ДСМ-рассуждений содержит правила для индукции и аналогии, но не имеет подсистемы абдуктивного объяснения БФ. Расширение Рассуждателя робота для реализации эвристики «индукция-аналогия-абдукция» усилит его «интеллектуальные способности» для принятия решений в целях адаптации к среде обитания.

Интеллектуальные роботы можно рассматривать как когнитивные системы, обладающие возможностью действия после принятия решения. Когнитивная же система [31] есть ИС с подсистемой получения информации в БФ посредством мониторинга окружающей среды (т.е. устройства восприятия).

Таким образом, структурой интеллектуального робота является следующая схема: ИИ-робот = подсистема восприятия + ИС + подсистема действия (движение, манипулятор и т.п.).

Развитие ИИ-роботов зависит от имитации интеллектуальных способностей (1) – (13), подсистемы восприятия и механической подсистемы действий.

Асимметрия «левополушарной» и «правополушарной» мозговой деятельности имеет значительный исследовательский материал в психолингвистике [1]. Однако, не имеется в настоящее время соответствующих исследований психологических и нейропсихологических механизмов синтеза познавательных процедур, комбинирующего порождение индуктивных обобщений, аналогий и абдуктивных объяснений при принятии гипотез, а также дедуктивных выводов из знаний, сформированных правдоподобными рассуждениями. Изучение подобных структур неэлементарных рассуждений, аналогичное исследованиям генезиса элементарных логических структур Ж.Пиаже [32] может послужить стимулом развития психологики – необходимого аспекта когнитивных исследований. Современная логика создает возможности формализаций эвристик, следовательно, порождает проблемы их психологического изучения.

Характеризация ЕИ и идеи продуктивного мышления с точки зрения ИИ, а также установление соответствия между структурой рационального сознания и строением ИС создает идейную базу для формулирования задач и принципов структурной когнитологии, включающей психологику и экспериментальные возможности ИИ. ИС – продукт ИИ – является полигоном для имитации и усиления ЕИ посредством КПЭ-рассуждений, ибо они формализуют способности (1) – (13) в соответствии с принципами I – XI построения ИС высокого уровня.

Под структурной когнитологией будем понимать направление исследований, изучающее феноменологию сознания с точки зрения ИИ, т.е. с учетом сопоставления структуры сознания (система знаний + мышление + СМЛ) и архитектуры ИС ((БФ + БЗ) + Решатель + Интерфейс). Это сопоставление становится более содержательным, если рассматривается структура рационального сознания: система знаний + продуктивное мышление + СМЛ.

Артефактами, которые являются результатом исследований структурной когнитологии, являются когнитивные системы (т.е. ИС с подсистемой получения информации в БФ посредством мониторинга окружающей среды – в том числе, ИИ-роботы).

Основным содержанием структурной когнитологии является соотношение «познающий субъект – системы знаний – результат познания», а под «познающим субъектом» имеется в виду как личность, так и компьютерная система или человеко-машинная (партнерская) система. Эпистемологическим отображением этого соотношения является дополнение схемы эволюционной эпистемологии [17] познающим субъектом: познающий субъект  Р1  ТТ  ЕЕ  Р2, а имитацией этой схемы являются когнитивные системы, включающие ИС.

Отметим, что ИС не только являются имитацией рациональных аспектов феноменологии сознания (ЕИ + СМЛ), но также и усилением интеллектуальных возможностей человека благодаря автоматизации синтеза познавательных процедур (Принцип V) [13], объему памяти и быстродействию компьютера. В силу этого возможно создать автоматизированную эвристику ИС, реализация которой неосуществима без компьютера. В этом смысле можно говорить, что ИС могут быть усилителями интеллектуальных способностей человека [33]. Последнее обстоятельство может быть реализовано и в ИИ-роботах.

Так как объектом исследований структурной когнитологии является изучение влияния СМЛ на ЕИ и имитация ЕИ в ИС, когнитивных системах и ИИ-роботах, то представляется очевидной междисциплинарность исследований в структурной когнитологии, осуществлением которых должно стать взаимодействие идей и методов логики, ИИ, психологии мышления, психологии личности, психолингвистики и нейрофизиологии. Структурной схемой этого взаимодействия, по-видимому, может быть предложенный выше «четырехугольник сознания», включающий интуицию. Разумеется, на данном этапе состояния наших знаний можно говорить лишь об имитации условий, способствующих рождению интуиции (таковыми будут имитации способностей (1) и (3) из перечня способностей (1) – (13), образующих феноменологию ЕИ). Объединяющим стержнем междисциплинарных исследований должна быть расширенная схема роста знания: познающий субъект  Р1  ТТ  ЕЕ  Р2.

Не претендуя на полноту охвата проблем структурной когнитологии, сформулируем некоторый перечень ее проблем и задач.
  1. Выяснение успешности решения поставленных задач (Р1) субъектом определенной типологии личности (тип СМЛ).
  2. Выяснение влияния СМЛ субъекта на успешность решения задачи (Р1) в условиях человеко-машинной (партнерской) ИС.
  3. Определение комфортности интерфейса ИС для различных типологий личностей (пользователей с соответствующим СМЛ).
  4. Эмпирическое исследование синтеза познавательных процедур при решении задач (например, индукции, аналогии, абдукции и дедукции) у детей и взрослых.
  5. Исследование недвузначности рассуждений в процессе принятия решений (например, с использованием трехзначных и четырехзначных логик).
  6. Исследование убедительности аргументации при условии знания и незнания средств логик аргументации.
  7. Исследование познавательного цикла роста знаний для различных типов личности (СМЛ).
  8. Эмпирическое описание «четырехугольника сознания» с психологической и логической точек зрения и сравнение его функционирования у человека и ИС при решении одной и той же проблемы Р1 (возникнут ли новые проблемы Р2 в каждом из этих случаев и совпадут ли они?).
  9. Изучение границ возможностей решения задач человеком и соответствующих их расширений в ИС для случаев, когда решении задачи человеком практически невозможно.
  10. Формулирование эвристик решения задач в ИС, которые не встречаются в исследовательской практике человека.
  11. Построение новой теории предложений о мнениях «Джон думает, что Р» [34], учитывающей устройство принятия решений Джона (система знаний, Решатель задач). Возможно ли психологическое расширение этой теории с включением описания СМЛ Джона?
  12. Как можно имитировать психологию ИИ-робота, наделить его «настроением» относительно получаемой им информации из среды обитания?
  13. Исследование возможностей имитации (и усиления) совокупности способностей (1) – (13), образующей феномен ЕИ.
  14. Каковы нейрофизиологические характеристики:

(а) хранения и использования знаний субъектом,

(b) каждой из составляющих рассуждения познавательных процедур (например, индукции, аналогии, абдукции и дедукции)?
  1. Возможна ли нейрофизиологическая обратимость рассуждения – вызов нейрофизиологического состояния мозга, порождающего рассуждение?

Без ответа на этот вопрос теория сознания Джона Серла [35] остается гипотезой без решающего аргумента.

Согласно [35] ментальные феномены причинно обусловлены нейрофизиологическими процессами в мозге и сами являются свойствами мозга. В [35] обсуждается известный тест А. Тьюринга относительно невозможности распознать отличие в поведении человека и компьютера [36]12. Тест А. Тьюринга использует неопределенность в понимании термина «мыслить» и, соответственно, сформулирован в бихевиористском стиле без спецификации способностей ЕИ, образующих его феномен. С точки зрения современного ИИ и рождающейся структурной когнитологии вместо вопроса «Может ли машина мыслить?» [36] следует задать вопрос «Какие из способностей ЕИ (1) – (13) могут имитироваться посредством ИС?». С этим вопросом связан и другой вопрос: «В какой степени могут быть аппроксимированы способности, поддающиеся имитации в ИС?». С точки зрения данной статьи способности (1), (3), (4) – (6), (8) – (10) могут имитироваться в ИС в соответствии с поставленной задачей Р1 даже в автоматическом режиме. Способности (2), (7) и (13) могут имитироваться частично в интерактивном режиме партнерства с ИС. Способности же (11) и (12), соответственно, рационализация идей, трансформируемых в понятия [2], и способность к созданию целостной картины относительно предмета мышления, объединяющая знания, релевантные цели, является сверхкреативными и в настоящее время не имеется адекватных средств их имитации в ИС.

В [35] Д. Серл ввел в рассмотрение два понимания ИИ – «сильный ИИ» и «слабый ИИ». Соответственно, «сильный ИИ» отождествляет мозг с программой, а «слабый ИИ» допускает возможность имитации ментальных процессов: восприятий, убеждений, желаний, принятий решений и т.д. Д. Серл является сторонником «слабого ИИ», но, к сожалению, не отличает рациональные ментальные явления от ментальных явлений, порожденных СМЛ. Рассмотрение же феноменологии сознания с точки зрения ИИ, использующее соответствие между структурой сознания и строением ИС, создает возможность реалистического подхода к имитации ментальных процессов, рассматриваемых как способности (1) – (13) и как проявления СМЛ, определяющие субъективность сознания. Д. Серл справедливо считает сознание эмерджентным явлением мозговой деятельности, но информативнее эту эмерджентность понимать как порождение взаимодействия системы знаний, мышления и СМЛ, ибо система знаний и синтез познавательных процедур есть исходное основание для понимания специфики «собственно человеческого сознания»13.

Концепция сознания Д. Серла рассматривает сознание как явление, аналогичное пищеварению и другим биологическим процессам. Однако, он признает социальный характер сознания [35, стр. 226], что выводит его концепцию из чисто биологического понимания ментальных процессов. Социальность сознания естественным образом объясняется использованием знаний и языка и их связями с мышлением и ментальными состояниями (в том числе, убеждениями, установками, желаниями, агрессией и т.п.). В предложенной в настоящей статье структуре сознания его социальность представима в системе знаний субъекта и его СМЛ.

Следует отметить, что важная характеристика сознания – его интенциональность, рассматриваемая в [35], в настоящей статье представлена в совокупности способностей (1) – (13): таковыми являются (2) («цель – план – действие»), (5) (аргументированное принятие решений), (6) (рефлексия), (8) (поиск объяснений), (11) (рационализация идей).

Д. Серл в [35] рассматривает один вид рассуждений – дедукцию, считая ее «основным средством слабого ИИ». Этот взгляд на ИИ является устаревшим, ибо главным продуктом ИИ являются ИС, которые реализуют посредством рассуждений синтез познавательных процедур, включающий индукцию, аналогию, абдукцию и дедукцию. Современные ИС являются партнерскими человеко-машинными системами, осуществляющими обучение и приобретение новых знаний посредством недедуктивых (амплиативных) выводов. В силу сказанного, понимание сознания на материале желаний, убеждений и восприятий без предварительного и детального описания функционирования продуктивного мышления (синтеза познавательных процедур) оказывается мало информативным (только описательным и неконструктивным). Вряд ли можно «открыть сознание заново» (“re-discovery of the mind”) [35], если при этом не использовать современные идеи и методы ИИ в рамках исследований возникающей структурной когнитологии, имеющей в качестве экспериментальной базы ИС и ИИ-роботы.


Литература

[1]. Иванов Вяч. Вс. Чет и нечет. Асимметрия мозга и знаковых систем. М., Советское радио, 1978.

[2]. Финн В.К. Интеллектуальные системы и общество: идеи и понятия. НТИ, Сер. 2, 1999, №10, с. 6-20.

[3]. Франк С.Л. Предмет знания. Душа Человека. СПб, Наука, 1995.

[4]. Поппер К.Р. Объективное знание. Эволюционный подход. М., УРСС, 2002, Глава 3. Эпистемология без субъекта знания. с 108-123.

[5]. Миллер Д., Галантер Ю., Прибрам К. Планы и структура поведения. М., Прогресс, 1965.

[6]. Практический интеллект. Под общей редакцией Р. Стернберга. СПб., Питер, 2002.

[7]. Binet A, Simon T. The development of intelligence in children. Baltimore, Williams&Wilkins, 1916.

[8]. Финн В.К. Искусственный интеллект: идейная база и основной продукт. Труды 9-й национальной конференции по искусственному интеллекту, Тверь, 28 сентября – 20 октября 2004, Т.1., М., Физматлит, 2004, с. 11-20.

[9]. Соло Р. Когнитивная психология, СПб., Питер, 2002.

[10]. Nickerson R.S., Perkins D.N., Smith E.E. The teaching of thinking. Hillsdale, NJ: Erlbaum, 1985.

[11]. Бергсон А. Творческая эволюция, М.-СПб, Русская мысль, 1914.

[12]. Финн В.К. Об интеллектуальном анализе данных. Новости искусственного интеллекта, №3, 2004, с.3-18.

[13]. Финн В.К. Синтез познавательных процедур и проблема индукции. НТИ, 1999, Сер.2, №1-2, с.8-44.

[14]. Вертгеймер М, Продуктивное мышление. М., Прогресс,1987.

[15]. Тарский А. Понятие истины в языках дедуктивных наук. В кн.: Философия и логика Львовско-Варшавской школы. М., РОССПЭН, 1999, с.19-177.

[16]. Поппер К.Р. Объективное знание. М., УРСС, 2002, глава 9. Философские комментарии к теории истины Тарского, с.301-319.

[17]. Поппер К.Р. Эволюционная эпистемология. В кн.: Эволюционная эпистемология и логика социальных наук. М., УРСС, 2000, с.57-74.

[18]. Мендельсон Э. Введение в математическую логику. М., Наука, 1978.

[19]. Гемпель К.Г. Логика объяснения. Дом интеллектуальной книги. М., 1998.

[20]. Abductive Inference: Computation, Philosophy, Technology. Eds. J. R. Josephson, S. G. Josephson. Cambridge Univ. Press, 1994.

[21]. Милль Д.С. Система логики силлогистической и индуктивной. М.: Книжное дело, 1900.

[22]. Арский Ю.М., Финн В.К. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы. Информационные технологии и вычислительные системы, 2008 (в печати).

[23]. Вебер М. «Объективность» социально-научного и социально-политического познания. В кн.: М.Вебер Избранные произведения. М., Прогресс, 1990, стр389-393.

[24]. Финн В.К. Интеллектуальные системы: проблемы их развития и социальные последствия. В кн.: Будущее искусственного интеллекта. Ред. сост. К.Е.Левитин, Д.А.Поспелов, М., Наука, 1991, с.157-177.

[25]. Спрингер С., Дейч Г. Левый мозг, правый мозг. М., Мир, 1983.

[26]. Маслов С.Ю. Асимметрия познавательных механизмов и ее следствия. Семиотика и информатика, Вып.20, 1983, с.3-31.

[27]. Хьюитт К. Открытые системы. В кн.: Реальность и прогнозы искусственного интеллекта. М., Мир, 1987 с.85-102.

[28]. Выготский Л.С., Лурия А.Р. Этюды по истории поведения. М., Педагогика-Пресс, 1993, стр.38-44.

[29]. Крушинский Л.В. Элементарная рассудочная деятельность животных и ее роль в эволюции. В кн.: Философия в современном мире: философия и теория эволюции, М., Наука, 1974, стр.156-215.

[30]. Добрынин Д.А., Карпов В.Э. Моделирование некоторых форм адаптивного поведения интеллектуальных роботов. Информационные технологии и вычислительные системы, №2, 2006, стр.45-56.

[31]. Гергей Т. Когнитивные системы – потребность информационного общества и вызов компьютерным наукам. Труды 9-й национальной конференции по искусственному интеллекту. Тверь, 28 сентября-20 октября 2004, Т.1, М., Физматлит, 2004, с.3-12.

[32]. Пиаже Ж., Инельдр Б.. Генезис элементарных логических структур. М., Издательство иностранной литературы, 1963.

[33] Эшби У. Росс. Введение в кибернетику. М., Издательство иностранной литературы, 1959.

[34] Карнап Р. Значение и необходимость. М., Издательство ЛКИ, 2007

[35] Серл Д. Открывая сознание заново. М., Идея-Пресс, 2002.

[36] Тьюринг А. Может ли машина мыслить? М., Государственное издательство физико-математической литературы, 1960, стр. 19 – 58.


1 Целеполагание, адаптация и оценка образуют ядро интеллекта согласно Альфреду Бине и Теодору Симону [7]. Эти способности соответствуют приведенными выше характеристиками феноменологии ЕИ: (2), (13) и (6), сформулированным в [8].

2 Интуиция может присутствовать и в случае функционирования рационального интеллекта, но не как средство рассуждения, а как некий стимул или догадка. В этом смысле интуиция – эмерджентное явление, присущее сознанию, но не сводимое к системе знаний и мышлению.

3 БФ в ИС для фармакологии содержит факты «химическое соединение – множество биологических активностей», БФ в ИС для медицинской диагностики содержит факты «история болезни – диагноз» и т.п.

4 Элементы БЗ соответствуют семантической и процедурной памяти и аналогичным видам сознания, которые образуют ноэтичное сознание согласно [9, стр.11[, а его содержанием является осознание отношений и взаимосвязей объектов и событий объектов и событий (ср. с [11]: врожденное качество интеллекта – установление отношений).

5 Синтез познавательных процедур является средством продуктивного мышления в смысле [14].

6 Факт называется отрицательным, если элементарное высказывание его представляющее имеет истинностное значение «фактически ложно».

7 Более простая формулировка этой мысли: текст осмыслен, если он реферируем. Его реферат – объяснение текста – есть интерпретант с точки зрения интерпретатора.

8 В [14] упоминается и математическая логика как аппарат, полезный для изучения мышления.

9 С семиотической точки зрения креативное сознание использует знаки-символы в смысле Ч.С.Пирса.

10 В ИС аналогом КАТ являются БЗ, БФ и Решатель задач с Рассуждателем, формализующие некоторую эвристику – например, ДСМ-рассуждения с индукцией, аналогией и абдукцией.

11 Этот принцип, возможно, имеет корреляцию с законом структуры Кёлера [28]: восприятие и действие (как процессы поведения) не являются суммой отдельных элементов, а представляют собой известное целое, свойствами которого определяется функция и значение каждой отдельной части, входящей в его состав.

12 В [35] Д. Серл приводит остроумное возражение А. Тьюрингу, известное как ситуация в «китайской комнате».

13 Однако понимание природы интуиции потребует изучения влияния СМЛ на используемые знания и рациональные процедуры.