W jakim sensie umysł jest algorytmiczny?

Niniejszym wpisem chciałbym zachęcić studentów wydziału Fizyki PW (ale także: inne osoby) do rozmowy na temat algorytmiczności ludzkiego umysłu. Hasło wywoławcze dyskusji – W jakim sensie umysł jest algorytmiczny? – sugeruje, że pod pewnymi przynajmniej względami ludzkie czynności poznawcze (a szerzej: psychiczne) mają charakter algorytmiczny.
Wydaje się to oczywiste. Zarówno w życiu codziennym, jak i w nauce, aż roi się od przepisów, schematów, instrukcji, precyzyjnych wzorów etc… Ponadto, za pomocą programów komputerowych udaje się realizować sztucznie coraz więcej czynności, które wymagają od człowieka wysiłku umysłowego: począwszy od czynności percepcyjnych (rozpoznawanie obiektów), a skończywszy na dowodzeniu matematycznych twierdzeń. Naukową podstawę dla tak pojętej algorytmizacji zapewniają wielokrotnie już omawiane w tym blogu badania nad sztuczną inteligencją (zob. np. wpis pt. Sztuczna inteligencja. Wyzwanie czy zagrożenie?).

Czy mimo tego wszystkiego umysł jest algorytmiczny w najszerszym możliwym sensie? Czy za pomocą algorytmów i programów komputerowych można opisać (w celu sztucznej realizacji) każdy typ umysłowej aktywności: wolicjonalnej, emocjonalnej, świadomej, twórczej? Jakie algorytmy są do tego niezbędne? Czy tylko takie, które dają się sformalizować jako programy dla uniwersalnej maszyny Turinga? Czy może potrzeba czegoś więcej?

W naszej rozmowie – oprócz rozważania powyższych pytań – możemy zastanawiać się także nad sensem dwóch kluczowych dla niej słów: umysłu i algorytmu.
Co oznaczają?
Czy pewne ich sposoby rozumienia (np. „umysł jako system świadomy”, „algorytm jako schemat procedury możliwej do wykonania przez maszynę Turinga”) nie wykluczają możliwości zalgorytmizowania pewnych kluczowych funkcji umysłu?

Zdaję sobie sprawę, że wywołuję temat-rzekę, ale spróbujmy do tej rzeki dopłynąć własnym szlakiem…

Ponieważ wpis zaanonsowałem jako powiązany z zajęciami dla studentek/ów z PW, pozwalam sobie zalinkować ich zwięzłe opinie nt. algorytmiczności umysłu. Opinie te dyskutowaliśmy wprawdzie „na żywo”, ale nic nie stoi na przeszkodzie, by niektóre głosy powtórzyć lub rozwinąć w blogu.
Oto niezbędny LINK.

Serdecznie zapraszam do rozmowy – Paweł Stacewicz.

Print Friendly
Ten wpis został opublikowany w kategorii Dydaktyka logiki i filozofii, Filozofia nauki, Światopogląd informatyczny i oznaczony tagami , , . Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

7 odpowiedzi na „W jakim sensie umysł jest algorytmiczny?

  1. Maciej Lenard pisze:

    Od dzieciaka każdy ma wpajaną jakąś wiedzę, która potem kształtuje całe życie, jesteśmy uczeni żeby nie dotykać żelazka bo się poparzymy, nie brudzić ran bo wda się infekcja, gdy jest bałagan to posprzątaj itd. Jakby na to nie patrzeć są to pewne sposoby postępowania, pewne algorytmy, którymi nasz umysł się posługuje, których się wyuczył i się ich trzyma. Zaprogramowany cyber-człowiek również mógłby wykonywać wszystkie te czynności i nie wyróżniać się spośród tłumu. Jednak jak uwzględnimy emocje jakie nami podczas funkcjonowania towarzyszą, to czy nadal można by nasze działania opisać algorytmicznie?
    Ilu ludzi tyle opinii ,jednak dla mnie emocje to nic innego jak oddziaływania chemiczne i fizyczne, występujące w naszych organizmach, następujące po sobie w pewnych ustalonych kolejnościach tak, aby prowadzić do określonych rezultatów. Gdy jemy coś smacznego, wydzielają się endorfiny i inne związki chemiczne, nadając tej czynności umysłowy stan i gdyby móc prześledzić cały ten proces, myślę że dałoby się go odtworzyć w sztucznym mózgu robota tak aby się zachowywał jak ludzie.
    Tak też według mnie to wygląda, algorytmiczność umysłu sprowadza się do tego że wszystkie nasze czynności są pewnym skończonym procesem biologiczno-fizycznym muszącym wystąpić aby otrzymać chciany wynik, emocje, uczucie czy zachowanie.

    Twórczość, kreatywność … jak zapytać o znaczenie tych słów paru osób, każda odpowie co innego, a ostatecznie dojdzie się do stwierdzenia że ciężko jest to wytłumaczyć.
    W momencie gdy sami nie wiemy jak działają te właściwości umysłowe, trochę bezsensownym jest zastanawianie się czy maszyna również mogłaby się nimi posługiwać. Jest to kwestia gdybania i wiary. Biorąc pod uwagę to że nie istnieje coś takiego jak nadprzyrodzona moc czy postać tworząca życie, to prawdopodobnie prędzej czy później uda się dokładnie opisać ich działanie, za czym idzie doprowadzenie ich do algorytmu. 

    • Konrad Kobuszewski pisze:

      Dlaczego uważasz, że nadprzyrodzona moc nie mogła stworzyć świata, który jest algorytmiczny w każdym aspekcie? Jedno drugiego nie wyklucza, a co więcej algorytmiczność i uporządkowanie raczej jest podawane jako argument za istnieniem czegoś co świat zaplanowało.

       

      • Maciej Lenard pisze:

        Widzisz, każdy może uważać inaczej, ja wierzę tylko w to co widzę, co jest spowodowane obserwacją ludzi wierzących w coś co według nich istnieje , według innych nie. Po prostu z mojego doświadczenia ludzie z większym poświęceniem do wiary w coś czego nikt nie jest w stanie udowodnić sami siebie ograniczają i tylko marnują czas na tłumaczenie że, to wszystko dzięki "temu czemuś", zamiast szukania prawdziwej odpowiedzi. Nie jest to jednak tematem tego pytania dlatego też skończę tutaj.

  2. km pisze:

    Spośród argumentów przeciwko możliwości odwzorowania umysłu poprzez komputery (nie tylko tych z "zalinkowanej" studenckiej dyskusji) szczególnie trudne do odparcia mogą być te, które wskazują na to, że świadomy umysł funkcjonuje w/poprzez mózg
    – a fizykochemiczne/biologiczne struktury sieci neuronalnych posiadają takie własności, których algorytmy przetwarzane przez cyfrowe maszyny nie zdołają trafnie 'obliczyć'.

    W/w argumenty można jeszcze podzielić – zasadniczo na dwie grupy:
    1. Z KWANTOWOŚCI.
    – Argumenty filozofujących fizyków i filozofów zainteresowanych fizyką na tyle, by zauważyć, że struktury mózgu zbudowane są z elementów, których funkcjonowaniem rządzą specyficzne własności mechaniki kwantowej (nie do odtworzenia przez algorytmy w "klasycznych" obliczeniach). Część widzi w tej "nieobliczalności" wolną wolę rozumu – poprzez zrównanie wolności świadomej z nieprzewidywalnością (choć to raczej losowa – dowolność).
    Inni – jak Searl – są przekonani, że splątanie stanów poszczególnych cząstek może sięgać aż poziomu świadomego JA – i to rozum obserwując/rozważając możliwości dokonuje realnie wolnego wyboru ("rzeczywiście" wolna wola sięgająca wprost z domeny filozoficznego dualizmu do struktur mózgu przez "kwantową szczelinę") do jakiego nie będą nigdy zdolne "nawet najbardziej złożone kalkulatory cyfrowe".

    2. Z ANALOGOWOŚCI.
    – Argumenty filozoficznie informatyczne – opierające się na dostrzeżeniu specjalnych własności biologicznych struktur mózgu obliczających analogowo. Struktury te przez to nie mogą dać się końca odzwierciedlić w ramach przetwarzania zer i jedynek i dlatego nigdy nie będzie możliwe stworzenie umysłu w komputerze cyfrowym.

    Co ciekawe zdaje się, że by odpowiedzieć na te argumenty nie trzeba zagłębiać się w rozważania możliwości sprowadzenia obliczeń kwantowych i analogowych do modelu maszyn Turinga.

    Wystarczy zauważyć, że "profesjonalni" poszukiwacze manifestacji świadomości w neuronalnych strukturach są zgodni w tym, że kognitywne JA i jego decyzje rodzą się nie w jakimś wyspecjalizowanym pojedynczym układzie mózgu (Kartezjusz także w tym nie miał racji – szyszynka to nie miejsce w którym zrodziło się "myślę więc jestem") a poprzez łączne pobudzenie wielu struktur rozsianych w całym mózgu – od tych najpóźniej powstałych (w trakcie ontogenezy), po te najstarsze (najbliższe zwierzęcym i te bezpośrednio mapujące stany ciała).
    Świadomość więc jest "w mózgu" fenomenem w tym sensie "GLOBALNYM".

    A fenomeny KWANTOWEJ i ANALOGOWEJ natury są "LOKALNE".
    -Dekoherencja stanów kwantowych niweczy przenoszenie się splątania na struktury tak złożone – dokonujące nieustannie swych wzajemnych pomiarów i oddziałujące z taką masą struktur odpowiedzialnych choćby za podtrzymanie ich funkcjonowania (glej).
    -Analogowe lokalnie – w komórce – obliczanie składa się cyfrowym wkładem na obliczanie w ramch większej całości struktur mózgu – przekazując informacyjne "zera" ciszy i "jedynki" oddziaływania w kanałach jonowych.

    Najbardziej zawikłane własności kwantowej i analogowej natury nie przenoszą się zasadniczo na funkcjonowanie świadomego UMYSŁU.
    A jeśli funkcjonowanie poszczególnych komórek struktur neuronalnych dałoby się symulować w pamięci komputera na tyle trafnie by regularnie odzwierciedlały prawdopodobieństwa "wysłania" bądź nie jonu z "informacją" realnej/biologicznej komórki
    to odwzorowanie całego umysłu jest tylko problemem "architektoniczno"/inżynierskim.

    Czy oznaczało by to, że myślenie jest algorytmiczne? W innym wpisie na blogu Pan Paweł Ciniewski napisał, że przy definiowaniu informacji chodzi mu bardziej o podejście ontyczne a nie epistemologiczne.
    Nie wiem czy wobec tego w jaki sposób dana nam jest rzeczywistość podejście nie-epistemologiczne w ogóle jest możliwe. – Czy machając młotkiem (matematycznych teorii fizyki obliczanych w informatycznych modelach) nie natrafiamy na opór rzeczywistości, który (mając takie a nie inne narzędzie) nie jest dla nas nie do odróżnienia od gwoździa – matematycznego kodu (rządzącego obliczaniem się) rzeczywistości.

    Czy wyżej nakreślona idea formalizacji poprzez symulację to jeszcze formalizacja? 
    Może będziemy mogli "symulować" umysły w komputerach tak, że oprą się one nawet najbardziej wyrafinowanym próbom zdekonspirowania ich algorytmiczności i cyfrowości – ale czy zdolni jesteśmy do skonstruowania testu, który nie byłby jedynie zaostrzoną wersją testu Turinga?
    Czy jeśli nie nie możemy odróżnić manifestacji rzeczywistości od algorytmicznych obliczeń wszechświata w naszych komputerach to oznacza, iż sam wszechświat jest komputerem?

    • Paweł Stacewicz pisze:

      Bardzo dziękuje za kolejny, arcyciekawy, głos naszego stałego dyskutanta k-m.

      Mam na gorąco trzy spostrzeżenia (do dalszego rozwinięcia):

      1) Przywołanie przez k-ma dwóch alternatywnych (względem turingowskiego) modeli obliczeń, kwantowego i analogowo-ciągłego, prowokuje do rozróżnienia dwóch pojęć algorytmiczności ludzkiego umysłu: algorytmiczność w sensie wąskim  (właściwa komputerom cyfrowym) polegałaby na równoważności każdego konkretnego umysłu jakiejś konkretnej maszynie Turinga (i tak chyba widział sprawę sam Turing; dla niego umysł w tym właśnie sensie jest algorytmiczny), algorytmiczność w sensie szerszym polegałaby na równoważności umysłu pewnej innej maszynie, np. analogowej czy kwantowej (która w teorii potrafi więcej niż UMT).

      2) Czy faktycznie jest tak jak chce k_m, że "Najbardziej zawikłane własności kwantowej i analogowej natury nie przenoszą się zasadniczo na funkcjonowanie świadomego UMYSŁU". A może przenoszą się w taki sposób, że o ile umysł-mózg jest układem turingowskim/cyfrowym, to pewnych problemów po prostu nie potrafi rozwiązać mimo  najbardziej wyrafinowanej "wysokopoziomowej architektury" (rozpoznawanej na poziomie świadomego umysłu). Innymi słowy, ma pewne minimalne ograniczenia. Jeśli zaś umysł-mózg jest układem nieturingowskim, np. analogowym, to wspomniane wyżej ograniczenia go nie dotyczą, również na poziomie świadomego działania (choć najprawdopodobniej dotyczą go ograniczenia inne). A zatem: nisko-poziomowe własności umysłu mózgu wpływałyby na zasadnicze ograniczenia świadomego umysłu.

      3) Jeśli zgodzić się na program fizykalnego (a nie tylko programistyczno/algorytmicznego) odwzorowywania czy też (re)konstruowania umysłu-mózgu, to pojawia się natychmiast problem wyboru odpowiednio "niskiego" poziomu materii, na którym miałoby nastąpić odwzorowanie. Czy wystarczy nam poziom neuronów, czy atomów, czy jąder atomów, czy też trzeba "zejść" jeszcze niżej? A co jeśli materia jest podzielna "ad infinitum" i nasza rekonstrukcyjna wędrówka nie ma końca?

      Ciekaw jestem uwag fizyków, zwłaszcza odnośnie punktu 3. 

      • KT pisze:

        W kwestii cyfrowości:

        – Używanie techniki cyfrowej ogranicza obliczenia poprzez swoją skończoną dokładność. Mając pewną określoną ilość bitów możemy określić liczby z określoną dokładnością. Ale czy system analogowy daje nam coś więcej? Przy obecnie czy w przyszłości dostępnych systemach cyfrowych mających bardzo wysoką dokładność możemy przedstawiać liczby z dużą ilością cyfr po przecinku. W systemie analogowym natomiast w teorii wydaje się, że liczby przedstawić możemy dokładniej, np. mogąc użyć liczby znajdującej się pomiędzy dwoma dozwolonymi przez ilość bitów liczbami przechowywanymi cyfrowo. Ale nie zapominajmy czemu w ogóle technika cyfrowa jest stosowana. Żeby zredukować wpływ szumu. Analogowe przedstawienie liczb tylko pozornie daje nam nieskończoną dokładność, a fluktuacje wartości i dokładności przedstawienia danej liczby są bardziej szkodliwe niż ograniczenie ilości dostępnych liczb przez technikę cyfrową.

        – Po drugie, cały wszechświat jest skwantowany, czyli dyskretny. Skoro materia jest "cyfrowa" to czemu rozważać potrzebę systemów analogowych. Czy komputerem klasycznym możemy zasymulować pewne kwantowe zjawiska? Nie. Ale możemy zasymulować je z rosnącą dokładnością lub za pomocą komputera kwantowego. Nie zapominajmy też, że komputer klasyczny, pomimo swojej zasady działania jest, tak samo jak my i materia która nas otacza, obiektem kwantowym. I tu pojawia się znany w dziedzinie fizyki kwantowej problem, czym właściwie jest pomiar, skoro pomiaru dokonujemy na kwantowym systemie, ale wszechświat, w którym się znajdujemy oraz urządzenia których używamy, również są kwantowymi obiektami, które w sposób kwantowy oddziałują z mierzonymi obiektami i nie da się w pełni tej interakcji odizolować.

        – Cząstki budujące materię, np. elektrony, mają w swoich konkretnych położeniach i stanach energetycznych określone prawdopodobieństwa przejść do innych możliwych stanów. I prawdą jest, że dostępnych stanów często jest nieskończona ilość. Natomiast można wydzielić grupę stanów najbardziej prawdopodobnych. Moim zdaniem chcąc zasumulować pewne zjawiska zachodzące w przyrodzie (np. w mózgu) istnieje pewna wystarczająca dokładność. Stany, które występują w mózgu z szansą 10^-15, nie spowodują znacznych odstępstw od działania symulacji, która zamiast tego prawdopodobieństwa przypisze im 0. W końcu symulacje numeryczne również stosują pewne, w sposób ściśle uzasadniony przybliżenia, otrzymując wyniki zgodne z bardzo dużą dokładnością z symulowanymi zjawiskami.

         

        W kwestii poziomu materii:

        – Każda teoria fizyczna opisująca materię na niższym poziomie złożoności, musi prawidłowo opisywać materię na wyższym poziomie złożoności, która to była wcześniej opisywana jakąś teorią zachowania materii na tymże poziomie. Zgodność ta działa w obie strony, tzn. w teorii rzut piłką opisany mechaniką kwantową dałby takie same rezultaty jak mechaniką klasyczną (pomijając stopień złożoności obliczeń, można by wymyślić przykład łatwiejszy do obliczeń, ale bardziej skomplikowany). Tj. atomy w piłce zachowując się według praw mechaniki kwantowej, jako zbiór atomów tworzących piłkę dają się opisać klasycznie, ale nadal atomy w ten sposób opisane, czy w ten sposób pobudzone do zmiany swoich stanów (rzutem piłki) zachowywac się będą jak atomy, tj. w sposób kwantowy. Jeżeli dane mechanizmy w mózgu można wyzwolić w sposób klasyczny to nie przeszkadza w tym, żeby u podstaw zjawiska zachodziły złożone i jak najbardziej odpowiadające tym, które uzyskalibyśmy schodząc na najniższy możliwy poziom abstrakcji procesy

  3. MonikaF pisze:

    Ludzki umysł jest wspaniałym narzędziem o ogromnym potencjale. Przez większość czasu błądzi między przeszłością a przyszłością analizując wydarzenia, wyciągając wnioski, ucząc się. Za pomocą algorytmów nie będziemy w stanie opisać każdej jego aktyności. Algorytm jest to bowiem skończony ciąg jasno zdefiniowanych czynności, koniecznych do wykonania pewnego rodzaju zadań, sposób postępowania prowadzący do rozwiązania problemu. Oczywiście można powiedzieć, że umysł ludzki działa w podobny sposób, ale nie całkowicie. Są sytuacje kiedy opieramy się na wyuczonych schematach. Uczymy się bowiem jak obsługiwać pralkę, zmywarkę, żelazko. Wiedza ta jest niezmienna i korzystamy z niej wielkrotnie, co można uznać za swego rodzaju algorytm. 
    Zauważmy jednak, iż algorytm musi mieć jasno zdefiniowany ciąg czynnosci prowadzących do rozwiązania problemu. Nasz umysł napotykając problem nie ma zdefiniowanej ścieżki działania, sam analizuje sytuację i na podstawie doświadczeń oraz wiedzy może rozwiązać nawet taki problem, jakiego nigdy wcześniej nie widział. Żaden algorytm by sobie z tym nie poradził. 
    Poza tym nasz umysł ma  zdolność do oceniania. Oznacza to dla nas, że nie tylko doświadczamy pewnych zdarzeń, ale również klasyfikujemy je jako dobre bądź złe. Oceniamy wszystko co wydarzyło się w naszym życiu, ale również wszystkich ludzi, których spotykamy na swojej drodze. Nie jesteśmy w stanie przewidzieć kogo spotkamy, jak ta osoba będzie wyglądała, zachwywała się, może być bardzo nietypowa. Wtedy potrzebujemy nieschematycznego myślenia, czego nie jest w stanie zapewnić nam żaden algorytm, a jedynie nasze własne doświadczenia i logika.
     Dlatego też uważam, że umysł ludzki może mieć zalgorytmizowane jedynie  pewne swoje funkcje, jednak na pewno nie wszyskie.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *