Об ИИ без мифов. Путеводитель по истории Искусственного Интеллекта
Шрифт:
В Америке первой игровой была шашечная программа для первого серийного мэйнфрейма IBM 701, ее написал сотрудник IBM Артур Самуэль (Arthur Samuel, 1901–1990), опираясь на результаты, опубликованные Стречи. По примеру Самуэля и в ряде университетов вскоре были созданы шашечные программы, на соревновании между ними в 1962 году победило детище Самуэля.
В СССР первая шахматная программа была создана 1963 году в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) под руководством Александра Семеновича Кронрода (1921–1986), опрометчиво определявшего роль компьютерных шахмат так: «шахматы – это дрозофила искусственного интеллекта». Специалисты из Института Проблем Управления (ИПУ) занялись шахматами, когда в их распоряжении оказались купленные в Великобритании мэйнфреймы ICL, содержательных приложений для них не было, оставались шахматы, таковы гримасы плановой экономики. В 1972 году состоялся матч с участием написанной ими «Каиссы» и подписчиков «Комсомольской правды», в нем победили читатели. Больше против людей она не играла, однако
Первые попытки машинного перевода
С появлением компьютеров у нескольких ученых одновременно возникло желание применить их к автоматизированному переводу с одного естественного языка на другой (Machine Translation, MT). Но задача оказалась сложнее, чем они предполагали, только через полвека, когда MT стал одним из направлений в AI, бесплатные сервисы условно справляются с переводом текстов на уровне, достаточном для ознакомления с содержанием, но делают они это чисто формально и не имеют ничего общего с теми первыми системами.
У задачи МТ есть своя давняя предыстория. В IX веке арабский криптограф Аль-Кинди хотел упростить процесс перевода, он применил методы, которые мы сегодня отнесли бы частотному анализу, теории вероятностей и статистике. В последующем, в XVII–XIX веках предпринимались и теоретические, и даже практические попытки упростить перевод с помощью разного рода механических устройств. За редчайшим исключением все они заканчивались провалом, относительного успеха добился лишь Жорж Арцруни, француз армянского происхождения, эмигрант из России, получивший образование в Санкт-Петербургском университете. Он смог в 30–40-е годы прошлого века создать механизм помогавший переводчику. В СССР механизацией перевода занимался Петр Петрович Смирнов-Троянский (1894–1950), его машина представляла собой фотоаппарат, синхронизированный с печатной машинкой, автор получил на нее патент, но она была слишком сложной и осталась невостребованной.
Первенство в использовании электронного компьютера для MT принадлежит математику Уоррену Уиверу (Warren Weaver, 1894–1978). В 1947 году он выразил свой замысел в форме письма, адресованного Норберту Винеру, а позже в 1949 году оформил его, как тогда было приято, в виде пространного меморандума. В нем Уивер обосновал целый ряд подходов к решению задачи MT, в том числе ориентацию на нейронные сети. Идеи Уивера были приняты, он продолжил исследования в Массачусетском технологическом институте. В начале 50-х им была написана программа MT, работавшая на компьютере SWAC (Standards Western Automatic Computer), одном из двух уникальных компьютеров, разработанных в 1950 году Гарри Хаски (Harry Huskey, 1916–2017) для Национального бюро стандартов США. В 1954 году удалось перевести несколько предложений с русского на английский, но дальше дело не пошло, однако работа стимулировала исследования в области MT.
Более громкую и куда менее заслуженную известность получил другой эксперимент по МТ, известный как Джорджтаунский. Если работа Уивера была глубоким исследованием, то это начинание – ни чем иным, как типичным примером «наивного» MT. Его авторы стремились побыстрее решить актуальную на тот момент задачу – перевод технической документации с русского на английский. В эксперименте участвовали представители IBM и Джорджтаунского университета. А отличие от Уивера авторы пошли к цели в лоб – они загрузили в мэйнфрейм IBM 701 программу, оперировавшую 250 словами и 6 грамматическим правилами. Русские и английские слова и правила хранились на магнитных барабанах, переводимые предложения вводились с перфокарт, а результат выводился на принтер. Алгоритм перевода заключался в формальном подборе маски из английских слов, которая накладывалась на последовательность русских слов. Избранный метод неплохо подходил для перевода тривиальных фраз типа «качество угля определяется калорийностью» транслитерированной в «kachyestvo uglya opryedyelyayetsya kaloryiynostjyu», именно эта фраза почему-то оказалась первой из переведенных. Для более сложных фраз этот метод явно не годился. Если учесть только стоимость IBM 701, составлявшую порядка 1 миллиона долларов того времени, когда автомобиль стоил около 1000, то рациональным все, что было сделано в Джорджтаунском университете, нельзя признать никак. Тем не менее этот эксперимент, невзирая на примитивность по-своему интересен, он остался в истории как редкий для пятидесятых случай применения компьютера не по прямому назначению.
Несмотря на очевидную ограниченность решения, внимание к Джорджтаунскому эксперименту оказалось колоссальным, практически вся американская пресса писала о достигнутом успехе, используя самые восторженные эпитеты. Как только ни называли компьютер IBM: и «машиной-билингвой», и «вундеркиндом-полиглотом», и «электронным мозгом, переводящим с русского». Впрочем, можно предположить, что Джорджтаунский
Логические программы и гипотеза Ньюэлла и Саймона
Аллен Ньюэлл (Allen Newell, 1927–1992) и Герберт Саймон (Herbert Simon, 1916–2001) на несколько лет опередили Минского и Маккарти, попытавшись реализовать еще не названный так символьный подход к AI. Оба, и Ньюэлл, и Саймон именитые ученые, первый признанный авторитет в когнитивной психологии, второй экономист, удостоенный Нобелевской премии. Их объединило общее желание воспроизведение человеческую логику машинными средствами. Оно возникло в начале пятидесятых, когда оба работали в корпорации RAND (Research ANd Development), этом «мыслительном танке», находящемся с 1948 года на службе правительства США и призванном решать стратегически важные концептуальные проблемы. Например, Пол Бэран, работая там, стал автором сетей с коммутацией пакетов, ставший ключом для передачи сообщений в интернете. Под руководством Ньюэлла и Саймона были созданы две работающие программы Logic Theorist (1956) и GPS (General Problem Solver, 1957). По замыслу GPS должна была работать со знаниями, для этого она разделена на две подсистемы: одну можно считать прототипом баз знаний и онтологий, она хранит передаваемые в машину знания, а вторая реализует методы работы с ними. GPS оказалась способной решать некоторые формальные задачи, например головоломку о ханойских башнях, но она не могла справиться с реальными задачами.
О прозрении Ньюэлла, приведшем к работе со знаниями, есть байка, напоминающая легенду о Ньютоне и яблоке. Якобы мысль о возможности представить знания в виде символов пришла ему в голову в момент когда он наблюдал за работой алфавитно-цифрового печатающего устройства (АЦПУ). В АЦПУ, одном из немногих существовавших тогда периферийных устройств, главной деталью был вращающийся барабан, состоящий из одинаковых дисков. На каждом из размещались печатаемые знаки, а между барабаном и бумагой располагалась красящая лента, а под бумагой располагалась линейка, состоящая из молоточков. В тот момент, когда нужная литера на дорожке оказывалась в нужной позиции, по ленте ударял молоточек, она соприкасалась с бумагой, как в пишущей машинке, так за один оборот барабана печаталась целая строка. В 50-е годы еще не было каких-либо графических устройств, поэтому АЦПУ использовали не только для печати текстов, но и для вывода графики в виде мозаики из букв, цифр и других печатных знаков. В порядке развлечения на длинных полосах АЦПУшной бумаги печатали портреты разных персонажей, а на одну страницу прекрасно укладывалась пулька для популярного в те годы преферанса. Сугубо техническое решение, заложенное в печать на АЦПУ, в силу странной аллюзии вызвало у Ньюэлла мысль о возможности по образу и подобию таких вот тривиальных мозаичных картинок создать символьное представление знаний. И что только он мог увидеть в простой как апельсин мозаике из печатных знаков? Но Ньюэлл допустил банальную ошибку – отождествил простой код литеры с тем символом, которым оперирует мозг. Как можно было соотнести простое механическое устройство с мозгом?
В основу Logic Theorist легла иная формализованная процедура, опробованная ими в эксперименте по механизации принятия решений, где элементами модели служили дети, снабженные специальными карточками, они механически поднимали их в нужные моменты. Для переноса этой процедуры в компьютер был разработан язык программирования IPL (Information Processing Language). Кроме Logic Theorist (1956), на нем были написаны еще две программы General Problem Solver (1957) и шахматная NSS (1958). С помощью Logic Theorist удалось доказать 38 из первых 52 теорем опубликованных в трехтомнике «Принципы математики») Альфреда Уайтхеда и Бертрана Рассела, о результатах двух других неизвестно.
Эти программы следует признать первыми попытками создания еще не названного так AI. Саймон и Ньюэлл выдвинули много позже гипотезу о возможности осуществления разумных действий (general intelligent action) средствами физической символьной системы (Physical Symbol System, PSS). Под системой класса PSS они понимали набор сущностей, названных ими символами, из которых можно составлять другие сущности, названные ими символьными структурами. Согласно гипотезе, PSS может обладать необходимыми и достаточными способностями для воспроизведения интеллектуальных действий вплоть до сильного AI. В формулировке гипотезы Ньюэлла – Саймона содержится следующее утверждение: «Физическая символьная система имеет необходимые и достаточные средства для произведения основных интеллектуальных операций». Гипотеза так и осталась гипотезой, с момента публикации она подвергалась резкой критике со стороны специалистов, среди них: Нильс Нильсон, профессор Стэнфордского университета, ближайший коллега Джона Маккарти, философы Хьюберт Дрейфус и Джон Серл и основоположник современной робототехники Родни Брукс.