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.
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.
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.
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.
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?
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.
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
Ad.2. Tytułem sprostowania chciałbym wyjaśnić, że gdy pisałem o tym, że własności kwantowej i analogowej natury nie przenoszą się zasadniczo na funkcjonowanie świadomego umysłu, miałem na myśli to, że
te aspekty ‘nieobliczalne’, ‘niezdeterminowane’, ‘nieskończenie-NIEdyskretne’ (jeśli to w ogóle możliwe w – jak zauważył poniżej KT – „kwantowanym wszechświecie”) pośród własności elementarnych elementów (komórek czy atomów) sieci neuronowej nie mają zasadniczego znaczenia dla funkcjonowania całości struktury mózgu/umysłu świadomego.
Owe ‘niezdeterminowane’ własności kwantowych istnień przyjmują – z obliczalnym prawdopodobieństwem – określone stany gdy elementy sieci dokonują wzajemnych pomiarów.
A ‘nieskończenie-NIEdyskretne’ analogowe jakości biologicznych procesów muszą (znów z obliczalnym prawdopodobieństwem) „przyjąć dyskretną wartość zera lub jedynki” gdy jony – wszak policzalne cząstki – przekazują „informacje” we wzajemnym oddziaływaniu komórek.
„Na połączeniach” elementów pojawiają się parametry określające funkcjonowanie złożonych z nich struktur (dyskretne – jak „fakt” odbycia się bądź nie reakcji chemicznej pojedynczej cząstki ATP napędzającej energetycznie komórkę, obliczalne – jak prawdopodobieństwo tego, że rozpędzony biegacz nie „przetuneluje kwantowo” przez ścianę), parametry których „dyskretyzacja” jest pochodną struktury rzeczywistości a których obliczalność wynika z tego, że w ogóle jakiekolwiek złożone struktury mogą w tej rzeczywistości zaistnieć i trwać.
„Rzeczy tak się mają w rzeczywistości”, że możemy obliczyć zachowanie się makroskopowych obiektów z pomocą „klasycznych” równań i zrozumieć komunikaty głosowe w rozmowie przez cyfrowe aparaty telefoniczne. Dlatego, też cały czas podkreślam fenomen świadomości- bo pierwszoosobowa perspektywa doświadczania wolności świadomości (jak zauważa wielu dyskutantów – choćby MonikaF poniżej – decydującej twórczo, czy niesztampowo) wydaje się być tak trudna do przetłumaczenia na algorytmy i jednocześnie świadomość „wytwarza się” w ramach globalnego współdziałania bardzo wielu układów złożonych z wielu w/w elementarnych elementów (w tym znaczeniu jest więc niejako "makroskopowa").
Ad)1 i Ad 3) Mając wizję umysłu, jaką wyżej starałem się nakreślić – obraz "makroskopowej", złożonej (kwantowo "rozplątanej") struktury/ układu elementów, które nawet jeśli obliczają analogowo, to wymieniają się ze sobą informacjami o wyniku obliczeń za pomocą cząstek chemicznych (binarnie pojawiających się lub nie) – skłaniam się ku temu, że intelekt powinno dać się odwzorować w cyfrowo/ klasycznych komputerach (i co za tym idzie umysł jest algorytmiczny w sensie wąskim).
Jednocześnie wydaje mi się, że problem ten (czy starczą komputery klasyczne czy potrzebne będą kwantowo lub analogowe) jest pod pewnym względem "nierozstrzygalny"- w sensie jaki postaram się niżej przedstawić:
By odpowiedzieć kompetentnie na to pytanie winno się połączyć kompetencje (fizyka), potrzebne na odpowiedź na pytanie o poziom materii na jakim w naszej rekonstrukcji/ symulacji musielibyśmy sie oprzeć by wytworzyć umysł w maszynie (krzemowej, biologicznej czy kwantowej) wraz ze ZROZUMIENIEM własności jakie wynikają z takiego a nie innego uszeregowania elementów w niezmiernie skomplikowanej strukturze mózgu (wiedza biologa/ neurofizjologa/ neurokognitywisty/ informatyka?…). Czyli niejako zrozumieniem dlaczego z własności elementów składowych elementarnych cząstek pojawiają się emergentne jakości umysłu. Ta druga kompetencja byłaby analogiczna do tej, jaką posiadłaby osoba potrafiąca wytłumaczyć (przedstawić w zrozumiały sposób) w jaki sposób z kwantowych własności cząsteczek wody wyłonić by się miały prawa mechaniki płynów- ale jeszcze bardziej znakomita. I choć zdaje mi się, że dysponując odpowiednią mocą obliczeniową (powtarzam za Lisą Randall,
która posiadła kompetencje fizyka teoretycznego na tyle by wykładać na Uniwersytecie Harvarda) bylibyśmy zdolni z własności kwantowych cząstek wyliczyć prawa rządzące zachowaniem się złożonego z nich gazu, to raczej trudno tu o zrozumienie/wgląd pozwalający rozstrzygnąć to teoretycznie/ wykazać/ udowodnić (a nie wyliczyć w numerycznej symulacji) Chodzi mi o to, że nawet w prostszym przypadku praw rządzących makroskopowym gazem czy płynem zdani jesteśmy na symulacje komputerowe – one stanowią nasz najwierniejszy wgląd (zrozumienie poszczególnych równań matematycznych nie stanowi o możliwości pojęcia całości obliczanej symulacji). Przy czym zrozumienie tego w jaki sposób z własności elementarnych części umysłu (neurony czy atomy) miałyby wyłaniać się prawa rządzące skomplikowanym strukturami/ systemami sieci neuronalnych mózgu wydaje się być niepomiernie bardziej trudne do ogarnięcia intelektem. A to właśnie taka wiedza potrzebna by była na to, by z całą pewnością i z pewną kompetencją odpowiedzieć – "z góry" – na pytanie do jakiego poziomu materii winniśmy się odwołać by rozpocząć budowanie "symulatora umysłu".
Nie przeszkadza mi to przedstawiać swych intuicji w tej kwestii – właśnie dlatego, że brak kompetencji by ostatecznie rozstrzygnąć postawione pytanie wydaje mi się być nie tylko mym problemem a wynikać z ogólnych ograniczeń zdolności pojmowania ludzi w ogóle. I w tym sęk – jestem przy tym przekonany, że można rozstrzygnąć postawiony problem wychodząc "z drugiej strony"- tworząc udaną symulację/rekonstrukcję umysłu w komputerze o danym sposobie działania. Właściwa "natura" komputera (klasyczna, kwantowa czy analogowa) byłaby dowodem algorytmiczności umysłu (w tym specyficznym sensie – równoważności z danego rodzaju komputerem). Zaś dowodem tego, że symulacja jest udatna może być chyba jedynie zdanie jakiejś "ewolucji" testu Turinga.
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.
"Algorytm jest to bowiem skończony ciąg jasno zdefiniowanych czynności, koniecznych do wykonania pewnego rodzaju zadań, sposób postępowania prowadzący do rozwiązania problemu." – to definicja bardzo zbliżona do definicji podanej przez słownik języka polskiego PWN.
"ściśle określony ciąg czynności, których wykonanie prowadzi do rozwiązania jakiegoś zadania" – a to dokładny cytat ze słownika.
Czyli ciąg czynności prowadzących do jakiegoś rezultatu. Tu się całkowicie zgadzam, ale jak interpretować okreslenia "jasno zdefiniowanych", czy "ściśle określony"?
Jaka musi być definicja, żeby była "jasna"? Jak skończenie określony musi być ciąg czynności, by być "ścisłym"?
Tutaj, jak i (moim zdaniem) w wielu dyskusjach poruszanych na zajęciach przedmiotu "Komputer a ludzki umysł", pojawia się problem definicji pojęć. Zgodzę się, że dążąc do dokładniejszej (poprawniejszej?) definicji należy o nich dyskutować, niemniej jednak bywa to problematyczne, szczególnie gdy dyskutanci stosują różne definicje.
Z drugiej strony myślę też, że kurczowe trzymanie się definicji słownikowych nie zawsze musi prowadzić do "obfitszych owoców dyskusji", w końcu definicje w słowniku można zmienić jeśli zajdzie taka potrzeba.
Tak więc uważam, że nawet stosując określenia "jasna" i "ścisłym" definicja algorytmu nie wyklucza "zjawisk losowych wspomaganych doświadczeniami", które to moim zdaniem są znaczącym elementem funkcjonowania mózgu, a więc może i sztucznego mózgu maszyny, który możemy chcieć stworzyć.
W pierwszej części swojej wypowiedzi MonikaF opisuje czynności "wysoko algorytmiczne", są one "jasno" i "ściśle" określone. To jednak nie znaczy, że ludzie do nich się stosują w całkowicie maszynowy sposób. Modyfikujemy te znane nam schematy na podstawie obecnej sytuacji. Wybieramy następny krok, moim zdaniem poprzez właśnie "wspomagany wybór losowy". Mamy zbiór opcji do wyboru, z przypisanymi wagami. Wagi te określają jak dobrym wyjściem jest taka czy inna decyzja. Co jeśli są dwa w przybliżeniu równie dobre wyjścia z danej sytuacji? Co jeśli różnią się nieznacznie? Czy w pełni świadomie wybieramy to lepsze wyjście? Czy mamy w ogóle możliwość dokładnie wybrać lepsze z tych dwóch?
W drugiej częsci MonikaF pisze o tym, że nasz umysł podejmuje decyzje na podstawie doświadczeń oraz wiedzy. Te doświadczenia oraz wiedza to właśnie źródło wag, o których pisałem wyżej. System maszyny również może mieć takie wagi przypisane na podstawie swojej przeszłości oraz baz danych wiedzy. Co jeśli się spotykamy z doświadczeniem, dla którego nie mamy przypisanych wag? Jak postępujemy w tej sytuacji? Myślę, że zależy to od czasu jaki mamy na reakcję. Jeśli czasu jest bardzo mało, postąpimy w dużej mierze losowo. Na szybko ocenimy kilka wydających się sensownymi sposobów reakcji i losowo wykonamy jeden z nich. A jeśli mamy czas na zastanowienie się? Opierając się na podobieństwie danej sytuacji z wcześniej przeżytymi oraz na "zasymulowaniu" rezultatów podjęcia rozważanych przez nas akcji, dokonujemy "świadomego" wyboru tej właściwej. Ale czy nie jest to nadal "wspomagany wybór losowy"? Oczywistym jest, że jeśli jedna z opcji ma wg. nas wagę 90% to wybierzemy ją, ale to samo może zrobić komputer.
Mówiąc inaczej, uważam że algorytmiczność nie musi zakładać braku rozwidleń, zawierających też element losowy. Nawet stosując określenia "jasny" i "ścisły", możemy ściśle określić w jakich warunkach algorytm rozwidla się na podalgorytmy, również gdy to decyzja zostanie podjęta w sposób losowy. Będzie on przecież jasno określony przez przypisanie wag różnym czynnościom…
W jakim sensie umysł jest algorytmiczny?
Wpierw chciałbym rozważyć znaczenie tego składowych tego pytania, mianowicie czym jest umysł i czym jest algorytm.
Umysł – słowo, które ma to samo pochodzenie co myśl, zmysł, intelekt, rozum a nawet łączony z umiejętnością czy dumaniem. Tak wiele słów łączących coś co znajduje się w naszej głowie i towarzyszy nam od samych narodzin. Umysł rozum według mnie jest to po prostu działalność naszego mózgu, tak samo jak serce pompuje krew tak mózg myśli.
Algorytm – z tym słowem najpewniej większość nas spotyka się już w podstawówce, według mnie, prostego, choć nie prostackiego człowieka, algorytm to szereg działań jakie musimy wykonać, aby rozwiązać dany nam problem.
Skoro już wiadomo co pytanie oznacza, to mogę na nie spróbować odpowiedzieć po swojemu, pomijając wszelkie teksty naukowe i przemyślenia innych osób, bo według mnie czytając dzieła innych w pewien sposób przestajemy myśleć samodzielnie i przyswajamy schemat/algorytm ich myślenia. Muszę przyznać, że użyłem tego określenia w tym miejscu specjalnie. W mojej opinii ludzie w większości myślą algorytmicznie, ale zdarzają się wyjątki od reguły. Jak część osób wspominała w trakcie zajęć i jak napisane jest w części komentarzy i w otwarciu dyskusji człowiek już od narodzenia uczy się jak postępować w określonych sytuacjach, w mojej opinii oznacza to tyle, że uczymy się algorytmu pozwalającego nam na lepsze radzenie sobie w życiu. Dajmy przykład wiązania sznurowadeł, sposobów na rozwiązanie problemu spadających butów jest kilka, już w podstawówce dziwiłem się, że koledzy inaczej to robią – teraz mogę powiedzieć, że znali po prostu inny algorytm na rozwiązanie tego samego problemu. Jestem w stanie powiedzieć, że praktycznie każda czynność jaką wykonujemy jest powiązana z algorytmem, bo jak już wcześniej wspominałem w definicji algorytm to szereg działań jakie musimy wykonać, aby rozwiązać dany nam problem. Algorytmów postępowania uczymy się od innych ludzi, a ponieważ ludzkość istnieje nieprzerwanie od tysięcy lat, to mógłbym powiedzieć, że genezy algorytmicznego myślenia możemy doszukiwać się nawet w korzeniach naszej rasy. Według mnie to jest taki długi ciąg przyczynowo-skutkowy – ja nauczyłem się tego od moich rodziców, nauczę tego swoje dzieci, a one swoje dzieci itd.
W tym momencie można zadać pytanie: "To skąd w takim razie wzięły się rozwiązania problemów, które nie trapiły naszych przodków, np. jak prowadzić samochód?". Tutaj pojawiają się właśnie ludzie, którzy nie myślą algorytmicznie, takich ludzi mogę nazwać "twórcami algorytmów" lub wynalazcami. Twórcy algorytmów sami używając swojego rozumu/intelektu/umysłu wymyślają algorytmy. Oni nie myślą algorytmicznie tylko uczą innych jak to robić. Prostym i może prymitywnym przykładem może tu być np. używanie ognia przez człowieka, ktoś musiał jako pierwszy (z pewnością nie była to jedna osoba, a więcej w jednym czasie) nauczyć się rozpalać ogień i potem pokazał innym algorytm jak to się robi. Nowocześniejszym przykładem może być radio – prawie jednocześnie wpadły na ten pomysł trzy osoby (Nikola Tesla Aleksandr Popow, Guglielmo Marconi, gdzie ten trzeci raczej korzystał z pracy pierwszego).
Pytanie czy potrafilibyśmy stworzyć algorytm, który sam będzie tworzył nowe algorytmy według mnie jest proste i odpowiedź na nie brzmi – NIE. Zaś pytanie czy potrafilibyśmy stworzyć algorytm, który korzysta z już istniejących i symuluje zachowanie człowieka – według mnie TAK. Więc krótko podsumowując – stworzenie sztucznej inteligencji przypominającej człowieka jest możliwe, ale nie takiej, która symuluje osobę będącą twórcą algorytmów/wynalazcą.
"To skąd w takim razie wzięły się rozwiązania problemów, które nie trapiły naszych przodków, np. jak prowadzić samochód?"
Rozwiązania wszelkich problemów, które wcześniej nie były rozwiązane wzięły się z roważań popartych dotychczasową wiedzą i wieloma próbami, w większości zakończonymi niepowodzeniem.
Ogień? Może wynalezienie ognia zajęło setki lat, ale czy sam proces wymagał
"nadludzkich" zdolności"? Wystarczające wydaje się przeprowadzenie tysięcy w dużej mierze losowych prób. Np. pocierania jednych rzeczy o inne rzeczy, w takich albo innych warunkach. Na podstawie obserwacji rezultatów tych eksperymentów możemy stworzyć działający algorytm wytwarzania ognia. A następnie poprzez badanie zachowania samego ognia (również przez setki lat) próbować zrozumieć przyczyny jego powstawania i wytworzyć bardziej finezyjne czy wydajniejsze algorytmy wytwarzania go.
Stosujemy tu więc pewien algorytm. Algorytm prób i błędów. Próbujemy zrobić pewien eksperyment, obserwujemy rezultaty, aktualizujemy algorytm. Taki algorytm nietrudno odtworzyć w komputerze. Można też użyć algorytmów genetycznych, które (jeśli dobrze je rozumiem) w podobny sposób zmierzają do rozwiązania.
Wielkie odkrycia również mają duży wkład przypadku. Przychodzi mi na myśl odkrycie podczerwieni, gdzie Friedrich Wilhelm Herschel przeprowadził eksperyment polegający na umieszczeniu termometru w widmie optycznym, uzyskanym poprzez rozszczepienie światła słonecznego w prymacie. Okazało się, że termometr pokazuje najwyższą temperaturę na nieoświetlonym polu od strony koloru czerwonego, co wskazywało na obecność niewidocznego dla oka promieniowania. Herschel mógł nie położyć termometru tam gdzie nie ma światła, działając w pełni deterministycznie i algorytmicznie w wąskim znaczeniu tego słowa nie zrobił by tego, po co jeśli nie ma tam światła? Ale właśnie to podejście, a zobaczymy co się stanie jak położę właśnie tam, czy też czysty przypadek odłożenia termometru akurat w to miejsce, np. wychodząc na obiad może przyczynić się do wielkiego odkrycia.
Tak więc, jak i w odpowiedzi na post MonikaF, uważam że algorytmy stosowane przez człowieka są wspomagane losowością (także tą kontrolowaną, z pewnym systemem wag), przypadkiem i ślepymi próbami.
Jakoś nie wierzę w ten algorytm prób i błędów. To jest tak losowe, że trzeba by być jasnowidzem, żeby nazwać to algorytmem, albo właśnie patrzeć z perspektywy czasu, kiedy widzi się wszystkie etapy jego rozwoju. Nie każdy problem da się rozwiązać, a taki algorytm w razie postawienia mu celu niemożliwego do zrealizowania po prostu działał by w nieskończoność i do niczego by to nie prowadziło, na przykład podzielić jakąś liczbę przez zero, albo co to to znaczy jak kłamca powie, że kłamie, albo inny podobny paradoks. Uważam też, że właśnie podejście typu "a zobaczymy co się stanie jak położę właśnie tam" nie jest nic, a nic algorytmiczne, bo każdy algorytm musi mieć jakiś cel, a tu żadnego celu nie ma. Algorytmem prób i błędów można nazwać np. Brute Force, ale nawet taki algorytm ma jedno najważniejsze ograniczenie – czas, np. złamanie 128-bitowego kodu będzie trwać 11 miliardów lat, a co dopiero rozwiązanie problemu takiego jak ten nieszczęsny ogień, jasne możemy wpaść na rozwiązanie nawet za pierwszym razem, ale równie dobrze możemy nigdy na nie nie wpaść. Poza tym z tego co wiem w algorytmach nie ma losowości, a jest tylko pseudolosowość.