Юрчишин В.М., Випасняк Л.І., Цимбрикевич Й.С.
ФІЛОСОФСЬКІ АСПЕКТИ ПРОБЛЕМ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
2006
Міністерство освіти і науки України
Івано-Франківський національний технічний
університет нафти і газу
Юрчишин В.М., Випасняк Л.І., Цимбрикевич Й.С.
ФІЛОСОФСЬКІ АСПЕКТИ ПРОБЛЕМ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
Рекомендовано Вченою Радою Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу
для студентів спеціальностей
“Програмне забезпечення автоматизованих систем” та “Комп’ютерні системи та мережі”
Івано-Франківськ
2006
МВ 02070855-1794-2006
Юрчишин В.М., Випасняк Л.І., Цимбрикевич Й.С.Філософські аспекти проблем штучного інтелекту: Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: Факел, 2006. – 130 с.
Конспект лекцій містить основний теоретичний матеріал з філософських проблем, які виникли при розробці та застосуванні засобів штучного інтелекту.
В кінці кожного розділу є контрольні запитання для закріплення вивченого матеріалу.
Адресовано студентам вузів, які навчаються за спеціальностями “Програмне забезпечення автоматизованих систем” та “Комп’ютерні системи та мережі”
Рецензент д-р техн. наук, завідувач кафедри
Комп’ютерних систем та мереж ІФНТУНГ Горбійчук М.І.
Голова навчально-методичного об’єднання
спеціальності “Програмного забезпечення
автоматизованих систем” В.М. Юрчишин
Завідувач кафедри програмного забезпечення
автоматизованих систем В.М. Юрчишин
Член експертно-рецензійної
комісії університету Я. Р. Когуч
Нормоконтролер О. Г. Гургула
Коректор Н. Ф. Будуйкевич
Заступник директора НТБ
з комп’ютеризації В.В. Бабійчук
Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражування та розповсюдження.
МВ 02070855-1794-2006
Юрчишин В.М., Випасняк Л.І., Цимбрикевич Й.С.Філософські аспекти проблем штучного інтелекту: Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: Факел, 2006. – 130 с.
Конспект лекцій містить основний теоретичний матеріал з філософських проблем, які виникли при розробці та застосуванні засобів штучного інтелекту.
В кінці кожного розділу є контрольні запитання для закріплення вивченого матеріалу.
Адресовано студентам вузів, які навчаються за спеціальностями “Програмне забезпечення автоматизованих систем” та “Комп’ютерні системи та мережі”
Рецензент д-р техн. наук, завідувач кафедри
Комп’ютерних систем та мереж ІФНТУНГ Горбійчук М.І.
Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражування та розповсюдження.
ЗМІСТ
Розділ 1 Вступ. Базові поняття 5
1.1 Мета викладання дисципліни. Термінологія 5
1.2 Філософські аспекти проблеми систем ШІ (можливість існування, безпека, корисність). 9
1.3 Історія розвитку систем ШІ. 16
1.4 Запитання до розділу 1: 24
Розділ 2 Психологічні аспекти інтелекту 25
2.1 Свідомість як вищі форми психічної діяльності: мислення, пам'ять, воля 25
2.2 Свідомість і розум. Розвиток інтелекту як сукупності розумових здібностей 41
2.3 Біологічні передумови свідомості 48
2.4 Запитання до розділу 2 53
Розділ 3 Від знань про природній інтелект до створення штучного інтелекту 54
3.1 Наукова творчість 54
Процес розвитку знань 57
3.3 Скриті передумови розвитку теоретичної діяльності. Самоорганізація пізнавального процесу 60
3.3 Соціокультурна природа наукового пізнання 61
3.5 Запитання до розділу 3 66
Розділ 4 Проблеми створення штучного інтелекту 67
4.1 Штучне і природнє 67
4.2 Проблема штучного і природного в діяльнісній концепції знання. 72
4.3 Філософське поняття інтелекту. 74
4.4 Інтелектуальна активність у творчості. 75
4.5 Запитання до розділу 4 77
Розділ 5 Проблеми функціонування штучного інтелекту 79
5.1 Проблеми створення штучного інтелекту, людино-машинних систем 79
5.2 Нові проблеми пізнання у зв'язку із застосуванням комп'ютерів 91
5.3 Практична діяльність - основа творчої суспільної життєдіяльності людини 94
5.4 Цінності та оцінки 97
5.5 Запитання до розділу 5 99
Список використаних джерел: 100
Додаток. Короткий словник понять і термінів 101
Розділ 1 Вступ. Базові поняття
1.1 Мета викладання дисципліни. Термінологія
У сучасному світі прогрес продуктивності програміста практично досягається тільки в тих випадках, коли частина інтелектуального навантаження беруть на себе комп'ютери. Одним із способів досягти максимального прогресу в цій області, є "штучний інтелект", коли комп'ютер бере на себе не тільки однотипні, багаторазово повторювані операції, але і сам може навчатися. Крім того, створення повноцінного "штучного інтелекту" відкриває перед людством нові обрії розвитку.
Метою вивчення дисципліни є підготовка фахівців в області автоматизації задач, які складно формалізувати, що дотепер вважаються прерогативою людини. Задачею вивчення дисципліни є придбання знань про способи мислення людини, а так само про методи їхньої реалізації на комп'ютері.
Основним предметом вивчення дисципліни є розумові здібності людини й способи їхньої реалізації технічними засобами.
Термін інтелект (intelligence) походить від латинського intellectus — що означає розум, свідомість; розумові здібності людини. Відповідно штучний інтелект (artificial intelligence) — ШІ (AI) звичайно тлумачиться як властивість автоматичних систем брати на себе окремі функції інтелекту людини, наприклад, вибирати і приймати оптимальні рішення на основі раніше отриманого досвіду і раціонального аналізу зовнішніх впливів.
У нашому курсі, інтелектом будемо називати здатність мозку вирішувати (інтелектуальні) задачі шляхом придбання, запам'ятовування і цілеспрямованого перетворення знань у процесі навчання на досвіді й адаптації до різноманітних обставин.
У цьому визначенні під терміном "знання" мається на увазі не тільки та інформація, що надходить у мозок через органи чуттів. Такого типу знання надзвичайно важливі, але недостатні для інтелектуальної діяльності. Справа в тому, що об'єкти навколишнього середовища мають властивість не тільки впливати на органи чуттів, але і знаходитися один з одним у визначених відносинах. Ясно, що для того, щоб здійснювати в навколишньому середовищі інтелектуальну діяльність (чи хоча б просто існувати), необхідно мати в системі знань модель цього світу. У цій інформаційній моделі навколишнього середовища реальні об'єкти, їхні властивості і відносини між ними не тільки відображаються і запам'ятовуються, але і, як це відзначено в даному визначенні інтелекту, можуть думкою "цілеспрямовано перетворюватися". При цьому істотно те, що формування моделі зовнішнього середовища відбувається "у процесі навчання на досвіді й адаптації до різноманітних обставин".
Ми використали термін інтелектуальна задача. Для того, щоб пояснити, чим відрізняється інтелектуальна задача від просто задачі, необхідно ввести термін "алгоритм" — один із основних термінів кібернетики.
Під алгоритмом розуміють точну послідовність вказівок про виконання у визначеному порядку системи операцій для рішення будь-якої задачі з деякого даного класу задач. Термін "алгоритм" походить від імені узбецького математика Аль-Хорезми, що ще в IX столітті запропонував найпростіші арифметичні алгоритми. У математиці і кібернетиці клас задач визначеного типу вважається вирішеним, коли для її рішення встановлений алгоритм. Знаходження алгоритмів є природною метою людини при рішенні нею різноманітних класів задач. Відшукання алгоритму для задач деякого даного типу зв'язано з тонкими і складними міркуваннями, що вимагають великої винахідливості і високої кваліфікації. Прийнято вважати, що подібного роду діяльність вимагає участі інтелекту людини. Задачі, пов'язані з відшуканням алгоритму рішення класу задач визначеного типу, будемо називати інтелектуальними.
Що ж стосується задач, алгоритми рішення яких уже встановлені, то, як відзначає відомий фахівець в області ШІ М. Мінський, "зайво приписувати їм такі містичні властивості, як "інтелектуальність". Справді, після того, як такий алгоритм уже знайдений, процес рішення відповідних задач стає таким, що його можуть у точності виконати людина, обчислювальна машина (належним чином запрограмована) чи робот, що не мають ні найменшого поняття про сутність самої задачі. Потрібно тільки, щоб об‘єкт, що вирішує задачу, був здатний виконувати ті елементарні операції, з яких складається процес, і, крім того, щоб він педантично й акуратно керувався запропонованим алгоритмом. Таке обличчя, діючи, як говорять у таких випадках, чисто машинально, може успішно вирішувати будь-яку задачу розглянутого типу.
Тому представляється зовсім природним виключити з їхнього класу інтелектуальних задач такі, для яких існують стандартні методи рішення. Прикладами таких задач можуть служити чисто обчислювальні задачі: рішення системи лінійних алгебраїчних рівнянь, чисельне інтегрування диференціальних рівнянь і т.д. Для рішення подібного роду задач існують стандартні алгоритми, що представляють собою визначену послідовність елементарних операцій, що може бути легко реалізована у виді програми для обчислювальної машини. На противагу цьому для широкого класу інтелектуальних задач, таких, як розпізнавання образів, гра в шахи, доказ теорем і т.п., навпроти ця формальна розбивка процесу пошуку рішення на окремі елементарні кроки часто виявляється дуже складною, навіть якщо саме їхнє рішення нескладне.
Таким чином, ми можемо перефразувати визначення інтелекту як універсальний алгоритм, що здатний створювати алгоритми рішення конкретних задач.
Ще цікавим зауваженням тут є те, що професія програміста, виходячи з наших визначень, є однією із самих інтелектуальних, оскільки продуктом діяльності програміста є програми — алгоритми в чистому виді. Саме тому, створення навіть елементів ШІ повинне дуже сильно підвищити продуктивність його праці.
Діяльність мозку (що володіє інтелектом), спрямовану на рішення інтелектуальних задач, ми будемо називати мисленням, чи інтелектуальною діяльністю. Інтелект і мислення органічно зв'язані з рішенням таких задач, як доведення теорем, логічний аналіз, розпізнавання ситуацій, планування поводження, ігри і керування в умовах невизначеності. Характерними рисами інтелекту, що виявляються в процесі рішення задач, є здатність до навчання, узагальнення, нагромадження досвіду (знань і навичок) і адаптації до умов, що змінюються, у процесі рішення задач. Завдяки цим якостям інтелекту мозок може вирішувати різноманітні задачі, а також легко перебудовуватися з рішення однієї задачі на іншу. Таким чином, мозок, наділений інтелектом, є універсальним засобом рішення широкого кола задач (у тому числі неформалізованих) для яких немає стандартних, заздалегідь відомих методів рішення.
Варто мати на увазі, що існують і інші, чисто поведінкові (функціональні) визначення. Так, по А. Н. Колмогорову, будь-яка матеріальна система, з якою можна досить довго обговорювати проблеми науки, літератури і мистецтва, має інтелект. Іншим прикладом поведінкового трактування інтелекту може служити відоме визначення А. Тьюринга. Його зміст полягає в наступному. У різних кімнатах знаходяться люди і машина. Вони не можуть бачити один одного, але мають можливість обмінюватися інформацією (наприклад, за допомогою електронної пошти). Якщо в процесі діалогу між учасниками гри людям не вдається установити, що один з учасників — машина, то таку машину можна вважати машиною, що володіє інтелектом.
До речі цікавий план імітації мислення, запропонований А. Тьюрингом. "Намагаючись імітувати інтелект дорослої людини, — пише Тьюринг, — ми змушені багато міркувати про той процес, у результаті якого людський мозок досяг свого дійсного стану... Чому б нам замість того, щоб намагатися створити програму, що імітує інтелект дорослої людини, не спробувати створити програму, що імітувала б інтелект дитини? Адже якщо інтелект дитини одержує відповідне виховання, він стає інтелектом дорослої людини... Наш розрахунок полягає в тому, що пристрій, йому подібний, може бути легко запрограмовано... Таким чином, ми розчленуємо нашу проблему на дві частини: на задачу побудови "програми-дитини" і задачу "виховання" цієї програми".
Забігаючи вперед, можна сказати, що саме цей шлях використовують практично всі системи ШІ. Адже зрозуміло, що практично неможливо закласти всі знання в досить складну систему. Крім того, тільки на цьому шляху проявляться перераховані вище ознаки інтелектуальної діяльності (нагромадження досвіду, адаптація і т.д.).