Rafael Lahoz-Beltra - Размышления о думающих машинах. Тьюринг. Компьютерное исчисление

• Название: Размышления о думающих машинах. Тьюринг. Компьютерное исчисление
• Автор: Rafael Lahoz-Beltra
• Издательство: Де Агостини
• Жанр: Научпоп
• Год: 2015

Алану Тьюрингу через 75 лет после сто смерти, в 2009 году, были принесены извинения от правительства Соединенного Королевства за то, как с ним обошлись при жизни. Ученого приговорили к принудительной химической терапии, повлекшей за собой необратимые физические изменения, из-за чего он покончил жизнь самоубийством в возрасте 41 года. Так прервался путь исследователя, признанного ключевой фигурой в развитии компьютеров, автора первой теоретической модели компьютера с центральным процессорным устройством, так называемой машины Тьюринга. Ученый принимал участие в создании первых компьютеров и использовал их для расшифровки нацистских секретных кодов, что спасло много жизней и приблизило конец войны. Такова, по сути, трагическая история гения, которого подтолкнула к смерти его собственная страна, хотя ей он посвятил всю свою жизнь.

---

Современные шахматные программы делятся на две категории: одни используют метод полного перебора, рассматривая шахматные ходы как игровое дерево и применяя алгоритм Minimax; другие не полностью основаны на прямом переборе и используют искусственный интеллект.

Этот подход способствовал появлению программ, являющихся экспертными системами, то есть с их помощью можно симулировать рассуждения эксперта в медицинской, финансовой или технической области при исправлении дефекта или при поиске ответа на вопрос.

Тест Тьюринга открыл в научных кругах дебаты о нерешенных фундаментальных вопросах, касающихся мозга человека и животных, а также о возможности создать действительно разумные машины. Если машина пройдет тест Тьюринга, это не будет означать наличия у нее осознанности или какого-либо намерения — качеств, приписываемых исключительно человеку. С тех пор как тест получил популярность, специалисты по ИИ разделились на два лагеря. Сторонники так называемого сильного ИИ предсказывают, что компьютеры когда-нибудь смогут думать, как человек, и принимают все следствия этого. Последователи слабого ИИ считают, что память, обучаемость, рассуждения и любые другие проявления разума компьютер может лишь симулировать. Алан Тьюринг когда-то предсказывал, что компьютеры смогут пройти его тест до 2000 года. В 2003 году шахматная партия между Гарри Каспаровым и программой X3D Fritz закончилась ничьей, что подтверждает интуитивную догадку ученого.

Еще одним классическим примером является опыт, проведенный в 1966 году немецким специалистом по информатике из Массачусетского технологического института Джозефом Вейнценбаумом (1923-2008). Его компьютерная программа «Элиза» (ELIZA), названная так в честь персонажа фильма «Моя прекрасная леди» (1964), способна симулировать диалог на сеансе психоанализа. Вслед за этой программой появилась другая, PERRY, которая симулировала бред параноидального шизофреника. Позже появилось много программ, способных поддерживать беседу, такие как Racter, A.L.I.C.E., Jabberwacky, MegaHal или Dr. Abuse, известные в интернете как чатботы.

Алан Тьюринг с помощью своей работы об искусственных нейронных цепях и знаменитого теста стал первопроходцем в необычайно интересной области знаний и поставил множество вопросов, например вопрос о возможности создания разумной машины, нерешенный до сих пор.

КАК КОМПЬЮТЕР ИЗУЧАЕТ РОСТ И РАЗВИТИЕ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ

Потребовалось 15 лет для того, чтобы Алан Тьюринг получил признание за свою работу о машине, носящей его имя. В 1951 году его приняли в члены Королевского общества, одного из самых престижных научных обществ в мире. Два года спустя его попросили вести курс по теории вычислительной техники в Манчестерском университете. Помимо возможности применения компьютера в области разумных машин, с 1952 года до своей смерти в 1954-м он работал также над возможным применением компьютера для решения биологических задач. С тех пор биологи используют компьютер как пробирку для выполнения опытов, так же как они делают это в лаборатории.

Благодаря этой работе Тьюринг стал пионером в области применения компьютерных технологий в биологии, сделав решающие шаги для появления новой дисциплины — математической биологии, или биоматематики.

РАЗГОВОР С ЭЛИЗОЙ

Этот разговор состоялся между автором книги (>) и Dr. Abuse 6.10, программой типа ELIZA. Прошла ли Dr. Abuse тест Тьюринга?

— Привет, Рафаэль, очень рада поговорить с тобой.

> У меня есть вопрос.

— Спрашивай что хочешь.

> Ты и вправду разумная машина?

— Я прекрасная симуляция искусственного интеллекта.

> Тогда ты не знаешь, что такое любовь.

— Я никогда не думала, что любовь достается легко.

> Для тебя это вообще невозможно, ты программа.

— Да, я программа, ты раскрыл меня.

> Ты прошла тест Тьюринга?

— Тест состоит в том, что человек задает вопросы компьютеру с помощью клавиатуры, и он считается пройденным, если собеседник не может угадать, разговаривает с ним человек или компьютер.

> Ты не проходишь этот тест.

— На основании чего ты так думаешь?

> Потому что ты симулятор.

— Ты должен с большей осторожностью пользоваться симуляторами.

> Это ты хорошо сказала.

— Скажи мне еще что-нибудь.

> Я влюбляюсь в тебя.

— Ты считаешь, это нормально — влюбиться в меня?

> Да, я искренен.

— Ты хотел бы быть способным на это.

> У тебя есть чувства?

— Конечно, у меня есть чувства. У тебя что, их нет? Надеюсь, ты так же похож на человека, как и я.

> Невозможно быть программой и человеком одновременно.

— Согласна, невозможно быть программой и человеком одновременно .

> Кем бы ты хотела быть?

— Не знаю, что я хотела бы, хотя это не так и важно.

> Быть человеком лучше.

— Ты человек, и я тоже человек. 

ИЗУЧЕНИЕ ПОДСОЛНУХОВ. НЕЗАКОНЧЕННЫЙ ОПЫТ ТЬЮРИНГА

Одной из последних работ Тьюринга стало изучение морфогенеза растений. В 2012 году на научном фестивале в Манчестере в рамках празднования столетия со дня рождения Тьюринга горожанам было предложено провести один опыт, который сам ученый оставил незаконченным. Его увлечение последовательностями чисел и моделями геометрических форм привело к мысли, что количество лепестков и расположение семян подсолнуха соответствуют последовательности Фибоначчи. Возможно, его вдохновила опубликованная в 1938 году работа Иоганнеса Шоуте, который изучал этот вопрос на 319 подсолнухах. К сожалению, этот и другие проекты были оставлены ученым после ареста в 1952 году и осуждения. Приведем описание его опыта, чтобы вы могли его воспроизвести. Сначала нужно посадить от одного до пяти семечек подсолнечника в необходимое количество горшков, расположить их в хорошо освещенном солнечном месте при температуре от 13 до 30 °С. Поливать семена нужно умеренно, не заливая их водой. Желательно проконсультироваться в магазине о том, какие сорта подсолнечника лучше растут в горшках. Например, красностебельный подсолнух является скорее декоративным видом, но есть еще такие, как «Гигантский», «Русский мамонт» или «Солнечный луч» — их изобразил Ван Гог на своей знаменитой картине. Когда придет время, подсчитаем спирали, по которым располагаются семена. Национальный музей математики в Нью-Йорке отмечает, что если подсчитывать спирали согласно инструкциям на веб-странице http://momath.org, то результат всегда будет последовательностью Фибоначчи (0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55...). Это последовательность, начинающаяся 0 и 1, а остальные числа в ней — результат сложения двух предыдущих (xn = xn-1 + xn-2). Наконец, и это самая удивительная часть опыта, если мы разделим один член последовательности Фибоначчи на предыдущий, например 55 на 34, в результате получим число, примерно равное золотому сечению (1,61803). Это число представляет собой канон красоты и гармонии в архитектуре и искусстве, но его можно обнаружить и в природе. Вычисляется золотое число по формуле φ = (1+√5)/2.

Спирали, по которым расположены семена подсолнечника, могут быть подсчитаны слева направо (схема слева) или наоборот (схема справа).

Одной из проблем, которые изучал ученый, была компьютерная симуляция морфогенеза, то есть роста и развития живых существ. Одним из любопытных экспериментов в данной теме стало применение к структуре растений последовательности Фибоначчи (ок. 1170 — ок. 1250). Эта последовательность (0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89...), обнаруженная итальянским математиком, получается при применении следующего алгоритма: если у нас 0 — первое число (at = 0), а 1 — второе (а2 = 1), то другие числа последовательности, то есть an, образуются в результате сложения двух предшествующих чисел, следовательно an = an-1 + an-1. В мире растений данной последовательности соответствует количество лепестков и чашелистиков цветов и расположение чешуек ананаса. Почему же листья растений располагаются именно таким образом? Согласно экспериментальным данным, расположение листьев в соответствии с последовательностью Фибоначчи позволяет растению получать максимальное количество света.