Гибкие концепции и творческие аналогии
 Обложка к первому изданию | |
| Автор | Дуглас Хофштадтер |
|---|---|
| Опубликовано | 1995 (Комбайн Уитшиф) |
| Страницы | 250 |
| ISBN | 978-0-7450-1065-6 |
| ОКЛК | 24742774 |
«Жидкие концепции и творческие аналогии: компьютерные модели фундаментальных механизмов мышления» — это книга Дугласа Хофштадтера и других членов исследовательской группы «Жидкие аналогии», вышедшая в 1995 году, исследующая механизмы интеллекта посредством компьютерного моделирования . Он утверждает, что понятия аналогии и текучести имеют основополагающее значение для объяснения того, как человеческий разум решает проблемы, и для создания компьютерных программ, демонстрирующих разумное поведение. Он анализирует несколько компьютерных программ, которые члены группы создавали на протяжении многих лет для решения задач, требующих интеллекта.
Это была первая книга, когда-либо проданная на Amazon.com . [1]
Происхождение книги [ править ]
 |
Книга представляет собой сборник отредактированных статей, вышедших в порядке очереди, каждой из которых предшествует введение Хофштадтера. Они описывают научную работу его и его сотрудников в 1980-х и 1990-х годах. Проект стартовал в конце 1970-х годов в Университете Индианы. В 1983 году он взял творческий отпуск в Массачусетском технологическом институте, работая в Марвина Мински лаборатории искусственного интеллекта . Там он познакомился и сотрудничал с Мелани Митчелл , которая затем стала его докторантом. Впоследствии Хофштадтер перешел в Мичиганский университет, где была основана FARG (Исследовательская группа по аналогиям жидкостей). В конце концов он вернулся в Университет Индианы в 1988 году, продолжив там исследования FARG. Книга была написана во время творческого отпуска в Istituto per la Ricerca Scientifica e Tecnologica в Тренто, Италия.
Публикация [ править ]
После публикации Джон Уделл , BYTE , сказал: старший технический редактор [2]
Пятнадцать лет назад книга «Гедель, Эшер, Бах: Вечная золотая коса» взорвалась на литературной сцене, принеся автору Пулитцеровскую премию и ежемесячную колонку в журнале Scientific American . Яркий синтез математики, музыки и искусства Дугласа Хофштадтера, а также его вдохновенные мысленные эксперименты с «запутанной иерархией», рекурсией, распознаванием образов, перестановкой фигуры и фона и самореференцией привели в восторг кабинетных философов и теоретиков искусственного интеллекта. Но в конце концов многие люди поверили, что эти интеллектуальные игры не дают полезной модели познания, на которой можно было бы основывать будущие исследования ИИ. Теперь компания Fluid Concepts and Creative Analogies представляет эту модель вместе с компьютерными программами, которые Хофштадтер и его коллеги разработали для ее проверки. Эти программы работают в урезанных, но удивительно богатых микродоменах.
3 апреля 1995 года «Жидкие концепции и творческие аналогии» стали первой книгой, заказанной онлайн клиентом Amazon.com. [3]
Главы и авторы [ править ]
- Искать, откуда приходит последовательность (DH)
- Архитектура Джамбо (DH)
- Нумбо: исследование познания и распознавания ( Дэниел Дефейс )
- Восприятие, представление и аналогия высокого уровня: критика методологии искусственного интеллекта ( Дэвид Чалмерс , Роберт Френч и Д.Х.)
- Проект «Подражатель»: модель плавности мышления и создания аналогий (Д.Х. и Мелани Митчелл)
- Перспективы Copycat: сравнение с недавними работами (Мелани Митчелл и DH)
- Пролегомены к любому будущему Метакату (DH)
- Tabletop, BattleOp, Ob-Platte, Potelbat, Belpatto, Platobet (DH и Роберт Френч)
- Возникающая личность Tabletop, модель создания аналогий, основанная на восприятии (Д.Х. и Роберт Френч)
- Буквенный дух: эстетическое восприятие и творческая игра в богатом микрокосме римского алфавита (Д.Х. и Гэри МакГроу )
Краткое содержание глав [ править ]
|
Глава 1: Искать, откуда приходит последовательность [ править ]
Первый проект искусственного интеллекта Хофштадтера возник в результате его подросткового увлечения числовыми последовательностями . Когда ему было 17 лет, он изучал способ чередования треугольных и квадратных чисел и в конце концов нашел рекурсивное соотношение, описывающее это. На своем первом курсе по искусственному интеллекту он поставил перед студентами и перед собой задачу написать программу, которая могла бы экстраполировать правило, по которому генерируется числовая последовательность. Он обсуждает методы «сначала в ширину» и «сначала в глубину» , но в конечном итоге приходит к выводу, что результаты представляют собой экспертные системы , которые воплощают в себе множество технических знаний, но не проливают особого света на мыслительные процессы, которые люди используют для решения таких головоломок.
Вместо этого он разработал упрощенную версию проблемы под названием SeekWhence, где последовательности основаны на очень простых базовых правилах, не требующих глубоких математических знаний. Он утверждает, что распознавание образов , аналогии и гибкие рабочие гипотезы имеют основополагающее значение для понимания того, как люди решают подобные проблемы.
Глава 2: Архитектура Джамбо [ править ]
Jumbo — это программа для решения загадок , словесных головоломок, состоящих из пяти или шести зашифрованных букв, которые необходимо анаграммировать , чтобы образовать английское слово. Полученное слово не обязательно должно быть реальным, а просто правдоподобным, то есть состоять из обычной для английского языка последовательности букв.
Составными элементами Jumbo являются следующие:
- «Чункабет»: база данных фрагментов, небольших последовательностей букв с числовым значением, указывающим их силу как возможных компонентов слова.
- « Цитоплазма »: рыхлая структура данных, содержащая частичные ассоциации букв, моделирующая форму рабочей памяти . Название навеяно местом в клетке, где молекулярные фрагменты собираются в белки.
- «Кодерак»: структура, содержащая «кодлеты», небольшие фрагменты программ, ожидающие выполнения в цитоплазме; кодлет, который будет выполняться следующим, выбирается недетерминированно, на основе связанной с ним срочности; кодлет может формировать новые ассоциации, разрушать старые или генерировать новые кодлеты.
«Температура» связана с текущим состоянием цитоплазмы; он определяет, насколько вероятно выполнение деструктивного кодлета. Существует «замерзающая» температура, при которой разрушения уже не могут произойти: решение найдено.
3: Нумбо: исследование познания распознавания Глава и
Numbo — это программа Даниэля Дефе , которая пытается решать числовые задачи, аналогичные тем, которые используются во французской игре «Le compte est bon» . Игра заключается в объединении некоторых чисел, называемых «кирпичиками», с использованием операций умножения, сложения и вычитания для получения заданного результата.
Программа создана по образцу Jumbo и Copycat и использует постоянную сеть известных математических фактов, рабочую память в виде цитоплазмы и кодовую стойку, содержащую кодлеты, для создания свободных ассоциаций кубиков для достижения результата.
восприятие, представление и аналогия Глава 4: Высокоуровневое
Подзаголовок главы « Критика методологии искусственного интеллекта» указывает на то, что это полемическая статья, в которой Дэвид Чалмерс , Роберт Френч и Хофштадтер критикуют большую часть исследований, проводившихся в то время (начало 80-х годов), как преувеличение результатов и упущение из виду. Основные черты человеческого интеллекта.
Некоторые из этих проектов искусственного интеллекта, такие как механизм структурного картирования (SME), утверждали, что моделируют высшие способности человеческого разума, способны понимать литературные аналогии и заново открывать важные научные прорывы. Во введении Хофштадтер предупреждает об эффекте Элизы , который заставляет людей приписывать понимание компьютерной программе, которая использует всего несколько стандартных фраз. Авторы утверждают, что входные данные для таких впечатляющих результатов уже тщательно структурированы в направлении предполагаемого открытия, и компьютеру остается только простая задача сопоставления.
Их основное утверждение состоит в том, что невозможно смоделировать познание высокого уровня, не моделируя в то же время восприятие низкого уровня. Хотя познание обязательно основано на восприятии, они утверждают, что оно, в свою очередь, влияет на само восприятие. Поэтому хороший проект ИИ должен попытаться смоделировать их вместе. В слогане, повторяющемся несколько раз на протяжении всей книги: познание — это узнавание .
Поскольку человеческое восприятие слишком сложно, чтобы его можно было смоделировать с помощью доступных технологий, они выступают за ограничение проектов ИИ ограниченными областями, такими как та, которая используется в проекте Copycat.
Глава 5: Проект Copycat [ править ]
В этой главе представлена, как указано в полном названии, « Модель ментальной текучести и построения аналогий» . Это описание архитектуры программы Copycat , разработанной Хофштадтером и Мелани Митчелл . Область применения программы — область коротких буквенных последовательностей. Типичная загадка: если бы abc было заменено на abd , как бы вы изменили ijk таким же образом? . Программа пытается найти ответ, используя стратегию, предположительно аналогичную тому, как человеческий разум решает этот вопрос.
Copycat состоит из трех основных компонентов:
- Slipnet — модель долговременной памяти человека. В нем содержатся понятия разной степени абстракции, от типов букв до понятия противоположности . Понятия связаны связями, указывающими на их сходство. Активация узла может вызвать активацию соседа с вероятностью, пропорциональной обратной длине их ссылки. Длина этих ссылок не статична; они имеют значение в начале, но могут упруго изменяться во время вычислений в соответствии с достигнутыми частичными результатами.
- The Workspace , модель кратковременной памяти. Здесь сооружаются и демонтируются частичные конструкции. Временные результаты могут вызвать активацию понятий в сети. Температура . измеряет удовлетворенность программы полученной в каждый момент структурой Высокая температура означает неудовлетворенность и приводит к принятию иной стратегии. Низкая температура означает удовлетворение и продолжение нынешней стратегии.
- Coderack — набор кодлетов , то есть небольших фрагментов кода, ожидающих выбора и выполнения в рабочей области. С каждым из них связан вес, определяющий вероятность того, что он будет выбран для выполнения.
Полученное программное обеспечение отображает возникающие свойства. Он работает по принципу параллельного террасного сканирования , при котором одновременно выполняются несколько возможных процессов. Это показывает подвижность ума в том, что концепции могут переходить в схожие. Он имитирует человеческое поведение, стремясь большую часть времени найти наиболее очевидные решения, но больше удовлетворяется (о чем свидетельствует низкая температура) более умными и глубокими ответами, которые он находит реже.
Глава 6: Перспективы Copycat [ править ]
В этой главе Copycat сравнивается с другими недавними (на тот момент) работами в области искусственного интеллекта . В частности, он сопоставляет его с заявленными результатами механизма отображения структур SME и механизма отображения аналоговых ограничений (ACME). По мнению авторов, эти программы страдают двумя недостатками: их ввод предварительно структурирован разработчиками, чтобы выделить аналогии, которые программа должна найти; и общая архитектура программ является последовательной и детерминированной, а не параллельной и стохастической, как у Copycat, которую они считают психологически более правдоподобной.
Жесткой критике подвергается утверждение о том, что эти инструменты могут решать «реальные» проблемы. Фактически, только термины, использованные в примере, предполагают, что входные данные для программ исходят из конкретной ситуации. Логические структуры на самом деле не несут никакого значения для этого термина.
Наконец, более положительная оценка дана еще двум проектам: модели PAN Индурхьи и системе AMBR Кокинова.
7: Пролегомены к любому будущего Глава метакату
В этой главе рассматриваются те аспекты человеческого творчества, которые еще не смоделированы Copycat, и излагается план исследований для будущего расширения программного обеспечения. Главный недостающий элемент — это способность ума наблюдать за собой и размышлять над собственным мыслительным процессом. Также важна способность к обучению и запоминанию результатов умственной деятельности.
Творческий подход к поиску аналогий должен быть применим на все более высоких уровнях: проведение аналогий между аналогиями (выражение, вдохновленное названием книги Станислава Улама ), аналогий между этими аналогиями второго порядка и так далее.
Глава 8: Tabletop, BattleOp, Ob-Platte, Potelbat, Belpatto, Platobet [ править ]
Другому ученику Хофштадтера, Роберту Френчу, было поручено применить архитектуру Copycat к другой области, заключающейся в аналогиях между объектами, лежащими на столе в кофейне. Получившаяся программа получила название Tabletop.
Авторы представляют другую, более обширную область, чтобы оправдать актуальность атаки на такой, казалось бы, тривиальный проект. Альтернативная область называется Обь-Платте и заключается в обнаружении аналогий между географическими точками в разных регионах или странах.
Еще раз приводятся аргументы против подхода грубой силы, который будет работать на небольшом домене Tabletop, но станет неосуществимым на более крупном домене Ob-Platte. Вместо этого используется параллельная недетерминированная архитектура, аналогичная той, которая принята в проекте Copycat.
Глава 9: Возникающая личность Tabletop, модель построения аналогий, основанная на восприятии
В предпосылке главы, озаглавленной «Сложная проблема оценки исследований» , Хофштадтер рассматривает вопрос о том, как следует оценивать исследования в области ИИ. Он выступает против строгого соблюдения соответствия результатов программы ИИ среднему ответу испытуемых-людей. Он приводит две причины своего отказа: предполагается, что программа ИИ имитирует творчество, в то время как среднее значение человеческих реакций уничтожит любое оригинальное понимание любого из отдельных субъектов; и архитектура программы должна быть важнее, чем просто ее функциональное описание.
В основной статье описывается архитектура Tabletop: она во многом вдохновлена архитектурой Copycat и состоит из Slipnet, Workspace и Corerack.
письма : Дух Глава 10
Последняя глава посвящена более амбициозному проекту, который Хофштадтер начал со студентом Гэри МакГроу. В качестве микродомена используются сетчатые шрифты: типографские алфавиты, построенные с использованием жесткой системы небольших жестких компонентов. Цель состоит в том, чтобы создать программу, которая по нескольким или всего лишь одной букве из шрифта сетки может генерировать весь алфавит в одном стиле . Трудность заключается в двусмысленности и неопределенности стиля . Проектируемая программа будет иметь структуру, очень похожую на структуру Jumble, Numble, Copycat и Tabletop.
Эпилог [ править ]
В заключительной части книги Хофштадтер критически анализирует некоторые проекты искусственного интеллекта. Он считает, что сегодняшний ИИ упускает из виду суть человеческого творчества и делает преувеличенные заявления. На рассмотрении находятся следующие проекты.
ААРОН , компьютерный художник, который может рисовать изображения людей на открытом воздухе в характерном стиле, напоминающем стиль художника-человека; критика: программа не имеет никакого понимания объектов, которые она рисует, она просто использует некоторые графические алгоритмы с некоторой случайностью, чтобы генерировать разные сцены при каждом запуске и придавать стилю более естественный вид.
Рэктер , компьютерный автор, написавший книгу под названием « Борода полицейского наполовину построена» . Хотя часть прозы, генерируемой программой, весьма впечатляет, отчасти из-за эффекта Элизы , компьютер не имеет никакого представления о сюжете или значении слов, которые он использует. Более того, книга состоит из избранных текстов из тысяч, созданных компьютером за несколько лет.
AM , компьютерный математик, создающий новые математические концепции. Ему удалось самостоятельно создать понятие простого числа и гипотезу Гольдбаха . Как и в случае с Racter, вопрос в том, насколько сильно программист фильтрует выходные данные программы, сохраняя только случайные интересные результаты. Кроме того, поскольку математика является очень специализированной областью, сомнительно, что используемые методы могут быть абстрагированы для общего познания.
Другая математическая программа, названная «Геометрия», прославилась тем, что сделала глубокое открытие оригинального доказательства того, что равнобедренный треугольник имеет равные углы при основании. Доказательство основано на рассмотрении треугольника двумя разными способами. Однако программа генерирует все возможные способы увидеть треугольник, даже не зная, что это один и тот же треугольник.
В заключение Хофштадтер делает некоторые методологические замечания по поводу теста Тьюринга . По его мнению, это по-прежнему хорошее определение, и он утверждает, что, взаимодействуя с программой, человек может получить представление не только о ее поведении, но и о ее структуре. Однако он критикует то, как оно используется в настоящее время: оно поощряет развитие фантазии. [ павлинья проза ] интерфейсы на естественном языке вместо исследования глубоких когнитивных способностей.
Издания [ править ]
- Хофштадтер, Дуглас Р. (2008) [1995], Гибкие концепции и творческие аналогии: компьютерные модели фундаментальных механизмов мышления , Basic Books, ISBN 978-0786723317
Ссылки [ править ]
- ^ «Вот первая книга, заказанная на Amazon» . Атлантический океан . 31 октября 2012 г.
- ^ Уделл, Джон (март 1995 г.). «Модель будущих исследований искусственного интеллекта» . БАЙТ . Архивировано из оригинала 9 мая 2008 г. Проверено 22 апреля 2015 г.
- ^ «Познакомьтесь с первым покупателем Amazon — это книга, которую он купил» .
| Книги |
|  |
|---|---|---|
Концепции и проекты | ||
| Связанный | ||
| ||