Антология машинного обучения. Важнейшие исследования в области ИИ за последние 60 лет

Мозг эволюционировал в ходе длительной адаптации к окружающей среде. Процесс был прогрессивным: природа не могла себе позволить начать с чистого листа, а должна была обходиться модификацией частей, сохраняя жизнеспособность существующих видов. В книге «Эволюционирующий мозг»[445] Джон Оллман иллюстрирует это, рассказывая о посещении котельной старой электростанции в Сан-Диего, где мудреный набор небольших пневматических трубок соседствовал с рядом вакуумных трубок и несколькими поколениями компьютерных систем управления. Поскольку установка была необходима для непрерывной выработки электроэнергии, ее нельзя было отключать и модернизировать с появление новой технологии, поэтому старые системы управления оставались на месте, а новые интегрировали в имеющуюся систему. Так же и с эволюционирующим мозгом: природа не может позволить себе выбросить старую мозговую систему – она функционирует с существующими планами развития, иногда добавляя новый уровень контроля. Дупликация генов – излюбленный способ создавать копии гена, готовые мутировать, чтобы обрести новую функцию. Полная дупликация генов может привести к рождению нового вида.

Дело против А. Н. Хомского

Психологи, изучавшие обучение в 1930-х годах, принадлежали к школе бихевиоризма и рассматривали поведение как взаимосвязь между сенсорными входами и моторными выходами. В центре внимания бихевиоризма стояло ассоциативное обучение, и многие законы обучения смогли открыть при дрессировке животных по различным графикам вознаграждения. Беррес Фредерик Скиннер из Гарвардского университета был ведущим специалистом в данной области и написал ряд популярных книг и статей, объясняющих последствия его открытий для общества[446]. В те годы интерес к массовой прессе был высок.

Рис. 17.2. Ноам Хомский в то время, когда он опубликовал эссе «Дело против Б. Ф. Скиннера» в журнале New York Review of Books. Оно оказало сильное влияние на целое поколение психологов, которые воспринимали обработку символов как концептуальную основу познания и не считали развитие мозга и обучение важными для понимания интеллекта

В 1971 году в журнале New York Review of Books блестящий лингвист Ноам Хомский (рис. 17.2) опубликовал разгромную статью о бихевиоризме в целом и Б. Ф. Скиннере в частности (рис. 17.3)[447]. Вот что он писал о языке: «Но что значит утверждение, будто некоторые фразы на английском языке, которые я никогда не слышал и не произносил, принадлежат моему «репертуару», но ни одно выражение на китайском языке в мой словарный запас не входит (только потому, что у первого выше шансы)? На данном этапе сторонники Б. Ф. Скиннера апеллируют к «подобию» или «обобщению», но всегда без точного определения того, чем именно новое предложение «похоже» на знакомые примеры или «обобщено» из них. Причина их неудачи проста. Насколько известно, соответствующие свойства могут быть выражены только с помощью абстрактных теорий (например грамматики), описывающих предполагаемое внутреннее состояние организма, и такие теории заведомо исключены из «науки» Скиннера. Непосредственным результатом этого является то, что его последователи вынуждены впадать в мистицизм (необъяснимое «сходство» и «обобщение» такого рода, которое не может быть определено), как только дискуссия касается мира фактов. Хотя в примере с языком ситуация, возможно, более ясная, нет оснований полагать, что другие аспекты человеческого поведения попадут в сферу «науки», сдерживаемой заведомыми ограничениями Скиннера».

Рис. 17.3. Обложка журнала с разгромным эссе Хомского о Скиннере. Это эссе, опубликованное в 1971 году, было настолько хорошо написано, что заставило целое поколение ученых отказаться от поведенческого обучения как способа объяснить познание. Альтернатива, поддерживаемая лингвистикой, была основана на обработке символов, и именно ее приняли пионеры ИИ. Однако символьный подход к ИИ никогда не достиг производительности когнитивного подхода. Скиннер был на правильном пути, и сегодня самые мощные приложения ИИ основаны на обучении с подкреплением, которое высмеивал Хомский

Сегодня очевидно, что Хомский понимал суть вопроса, но не осознавал силу обучения. Глубокое обучение показало нам, что нейронные сети способны к «обобщению» того рода, который Хомский назвал «мистицизмом», и что их можно научить избирательно распознавать речь на разных языках, переводить с языка на язык и даже создавать довольно точные подписи к изображениям. Иронично, но машинное обучение решило проблему автоматического разбора предложений, чего так и не удалось «абстрактным теориям» синтаксиса Хомского, несмотря на все усилия компьютерных лингвистов[448]. В сочетании с обучением с подкреплением, которое изучал на животных Скиннер, могут быть решены сложные проблемы, которые зависят от выбора последовательности решений для достижения цели. В этом суть решения проблем и, в конечном счете, основа интеллекта.