Мередит Бруссард - Искусственный интеллект

• Название: Искусственный интеллект
• Автор: Мередит Бруссард
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература
• Год: 2020
• ISBN: 978-5-0013-9230-9

Книга авторитетного эксперта в области компьютерных технологий – призыв к здравомыслию. Всю свою сознательную жизнь Мередит Бруссард слышала, что технологии спасут мир, однако сегодня, продолжая восхищаться ими и участвовать в их создании, она относится к будущему не столь оптимистично. Всеобщий энтузиазм по поводу применения компьютерных технологий, по ее убеждению, уже привел к огромному количеству недоработанных решений в области проектирования цифровых систем. Выступая против техношовинизма и социальных иллюзий о спасительной роли технологий, Бруссард отправляется в путешествие по компьютерному миру: рискуя жизнью, садится за руль экспериментального автомобиля с автопилотом; задействует искусственный интеллект, чтобы выяснить, почему студенты не могут сдать стандартизованные тесты; использует машинное обучение, подсчитывая вероятность выживания пассажиров «Титаника»; как дата-журналист создает программу для поиска махинаций при финансировании кандидатов в президенты США. Только понимая пределы компьютерных технологий, утверждает Бруссард, мы сможем распорядиться ими так, чтобы сделать мир лучше.

---

Я люблю традиции, поэтому давайте поддержим одну из них и напишем «Hello, world!». Пожалуйста, возьмите листок бумаги, ручку и напишите «Hello, world!».

Мои поздравления! Это было просто.

А «за кадром» было чуть сложнее. Вы сфокусировали внимание, взяли необходимые инструменты, чтобы реализовать свое намерение, скомандовали руке писать буквы, а также использовали другую руку или иные части вашего тела, чтобы крепко зафиксировать бумагу во время письма, – так выглядела механика процесса. Вы скомандовали своему телу выполнять пошаговый алгоритм для достижения конкретной цели.

Осталось заставить компьютер сделать то же.

Откройте текстовый редактор – это может быть все что угодно: Microsoft Word, Notes, Pages или OpenOffice – и создайте новый документ. В этом документе наберите «Hello, world!». Можете распечатать, если хотите.

Опять мои поздравления! Вы использовали новый инструмент для выполнения той же задачи: намерение, механика и т. д. Вы на волне успеха.

Следующее испытание заключается в том, чтобы заставить компьютер вывести на экран фразу «Hello, world!» немного иным образом. Мы напишем программу, которая сама выведет ее. Для этого мы используем язык программирования Python, установленный на всех компьютерах Mac. (Если вы не используете Mac, то процесс может выглядеть слегка иначе, вам нужно будет найти инструкции в интернете.) Открываем «Приложения» и видим среди прочих программу «Терминал» (см. рис. 2.1). Открываем ее.

И снова примите мои поздравления! Вы только что улучшили свои навыки владения компьютером. Сейчас вы приблизились к компьютерному «железу».

Под «железом» имеется в виду аппаратное обеспечение компьютера: чипы, транзисторы, провода и т. п. Это то, что составляет физический облик компьютера. Запуская систему, вы видите приятный пользовательский интерфейс, который как раз и обеспечивает доступ к железу компьютера. Мы воспользуемся терминалом, чтобы написать программу на языке Python, которая как раз выведет надпись «Hello, world!» на экран.

В терминале вы увидите мигающий курсор. Он показывает командную строку. Компьютер интерпретирует – достаточно буквально – все, что вы в ней напишете. В общем, когда вы нажмете Enter, компьютер попытается выполнить заданную команду. Итак, попробуем написать следующее:

python

Далее вы увидите нечто подобное:

Python 3.5.0 (default, Sep 22 2015, 12:32:59)

[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 7.0.0 (clang-700.0.72)] on darwin

Type “help,” “copyright,” “credits” or “license” for more information.

>>>

Символ тройной шляпки (>>>) показывает, что вы вошли в режим интерпретации языка Python и одновременно вышли из базового интерпретатора команд. Последний использует особый тип языка программирования, язык оболочки. Соответственно, интерпретатор Python использует язык Python. В программировании, как и в естественных языках, существует множество диалектов.

Напишите следующее и нажмите Enter.

print («Hello, world!»)

Отлично! Вы только что написали компьютерную программу. И как ощущения?

Мы только что сделали одну и ту же вещь тремя разными способами. Один из них, пожалуй, был более приятным, чем прочие. Другой – быстрее и проще. Опираясь на полученный опыт, вы можете решить, какой из способов проще, а какой – быстрее. Однако принципиальный момент заключается в том, что ни один из них не лучше других. Поэтому, когда мы говорим, что делать что-либо при помощи технологий лучше, это сродни утверждению, будто написать «Hello, world!» лучше на языке Python, а не на бумаге. Не существует какой-либо принципиальной ценности в каждом из этих способов, однако их применение зависит от индивидуального опыта и последствий выбора в реальном мире. В случае с фразой «Hello, world!» ставки невысоки.

Большинство программ сложнее нашего примера, однако понимание принципа позволяет масштабировать его и применять в более комплексных случаях. Каждая программа – от сложнейших научных вычислений до новой социальной сети – пишется людьми. И каждый из них начинал программировать с «Hello, world!». Их путь к созданию сложного, изощренного программного обеспечения начинался с программ, построенных из простых блоков вроде нашего «Hello, world!». Компьютерные программы – не магия. Они созданы человеком.

Допустим, я хочу написать программу, которая бы выводила «Hello, world!» на экран десять раз. В этом случае я могу 10 раз написать команду:

print (“Hello, world!”)

print (“Hello, world!”)

Ой, нет. Я уже устала, забудем об этом. Нажимать Ctrl + P на клавиатуре еще восемь раз – слишком много нажатий кнопок. (Чтобы думать, как программист, нужно научиться быть ленивым.) Большинство программистов уверены, что печатать на клавиатуре скучно и утомительно, поэтому они стараются делать это как можно реже. Вместо перепечатывания, копирования и вставки единственной строки кода я введу оператор цикла, чтобы компьютер повторил команду 10 раз.

x=1

while x<=10:

print (“Hello, world! \ n”)

x+=1

Что ж, это было весело! Теперь компьютер будет делать всю работу за меня. Подождите! А что сейчас произошло?

Я задала значение х, равное 1, и добавила оператора цикла WHILE, который и будет повторять программу до тех пор, пока она не достигнет значения х > 10. В первом цикле х = 1. Программы выводит текст, затем следует разрыв строки или знак конца строки, обозначенный \n (обратный слеш n). Обратный слеш – важный знак в языке Python. Интерпретатор языка «знает», что, как только в коде появляется этот знак, после него должно произойти что-то особенное. В нашем случае я прошу компьютер начать с новой строки. Это было бы мукой – начинать каждый раз с нуля и программировать каждый тупой кусок металла для выполнения одних и тех же базовых функций, таких как чтение текста и преобразование его в двоичную форму или выполнение определенных задач в соответствии с соглашениями синтаксиса выбранного нами языка программирования. Мы ничего и никогда не закончили бы такими темпами! Более того, в каждом компьютере присутствуют как изначально встроенные функции, так и возможность добавлять новые. Я использую слово «знает», потому что оно удобное, но, пожалуйста, не забывайте, что компьютеры не «знают» подобно тому, как «знают» сознательные существа. Внутри компьютера нет никакого сознания, есть только задачи, выполняемые бесшумно, быстро и хорошо.

В следующей строке кода, х+=1, я увеличиваю значение х на единицу. Подобное синтаксическое решение мне кажется весьма изящным. В программировании приходится писать х=х+1 при каждом увеличении значения переменной на единицу для выполнения следующего шага цикла. Разработчики Python решили, что писать так каждый раз слишком утомительно, и придумали более короткий путь. Поэтому x+=1 аналогично x=x+1. Это решение было позаимствовано из языка C, где значение переменной может быть увеличено на единицу еще и при помощи конструкций х++ или ++х. Подобные быстрые команды существуют почти в каждом языке программирования, поскольку разработчикам действительно постоянно приходится сталкиваться с увеличением значения переменной на единицу.

Итак, после первого прибавления мы получаем х=2, и компьютер добирается до последних строчек кода. Отступы строки под командой while как раз обозначают элемент цикла. И каждый раз достигая конца цикла в коде, компьютер возвращается к его началу – строке while – и вновь сверяется с условием: х<=10? Да. Следовательно, компьютер снова и снова повторяет инструкции, выводя «Hello, world! \ n», что отображается на экране как:

Hello, world!

Затем он снова увеличивает на единицу значение х. Теперь x=3. Компьютер возвращается в начало цикла снова и снова до тех пор, пока значение не достигнет х=11. При значении х=11 срабатывает условие остановки, и цикл заканчивается. На это можно посмотреть иначе:

ЕСЛИ: x<=10

ТОГДА: ВЫПОЛНЯЙ_ИНСТРУКЦИИ_ВНУТРИ_ЦИКЛА

ИНАЧЕ: ПЕРЕЙДИ_К_СЛЕДУЮЩЕМУ_ШАГУ.

Каждая функция (или подпрограмма) – это маленькое действие. И, собирая множество таких функций воедино, можно свершать великие дела. Программисты прекрасно научились разбивать крупные задачи на маленькие и программировать компьютер на выполнение каждой из них. Затем вы собираете все части воедино, немного колдуете над ними, чтобы они заработали вместе, и вскоре видите работающую компьютерную программу. Современные программы – модульные. Это значит, что при работе над программой один программист может отвечать за первый модуль, другой – за второй и оба модуля впоследствии смогут работать вместе, если их правильно соединить.

Сейчас, когда мы написали программу, стоит поговорить о данных. Данные могут быть как на входе, так и на выходе программы. Мы производим данные (то есть информационные точки или единицы информации) о мире различными способами. Национальная служба погоды собирает данные о высоких и низких температурах в тысячах мест Америки каждый день. Шагомер считает количество шагов, пройденных вами за день, собирая результаты по пройденным шагам за день, за неделю или за год. Мой знакомый воспитатель детского сада просит детей по понедельникам считать общее количество карманов у присутствующих в классе. Данные могут рассказать, сколько людей купили определенную шляпу, сколько белых носорогов осталось в дикой природе, какова скорость таяния полярных льдов. Данные увлекают, они помогают осознать мир и выявляют нечто, что пока находится за пределами нашего понимания. (Хотя, если вы достаточно взрослые, чтобы читать эту книгу, надеюсь, вы уже поняли идею о карманах других людей.)