Когнитивная психология

Искусственный интеллект (ИИ) в широком смысле определяется как отрасль компьютерной науки, связанная с разработкой компьютеров (аппаратных средств ЭВМ) и компьютерных программ (программного обеспечения), которые имитируют когнитивные функции человека. В предыдущих пятнадцати главах «когнитивные функции человека» обсуждались довольно подробно, и мы узнали, что познание включает восприятие, память, мышление, обработку языка и многие другие функции, которые выполняются более или менее точно. Вы можете, например, увидеть и узнать лицо друга, решить в уме математическую задачу (7 х 8)/(4 х 5); сочинить осмысленное стихотворение в ямбическом пентаметре, узнать голоса Бивиса и Баттхеда; мысленно вычислить самый короткий маршрут от вашего дома до колледжа, определить, прилично ли пригласить отца невесты на холостяцкую вечеринку жениха, и отличить кислое молоко от свежего. И вы и я делаем подобные вещи каждый день безо всякого усилия (и если экстраполировать результаты исследования Хаира и его коллег, касающиеся скорости метаболизма и интеллектуальной работы, приведенные в предыдущей главе, посвященной человеческому интеллекту, то можно сказать, что делаем мы это без расхода большого количества энергии). Кроме того, мы совершаем много глупостей, например наливаем шампунь на зубную щетку вместо зубной пасты. Мы — люди, и это проблема для компьютеров: будучи совершенными машинами, никогда не допускающими ошибок, тем не менее «ошибаться». Если бы компьютер мог точно моделировать мышление и действия человека, он так же хорошо, как и мы, выполнял бы упомянутые выше действия, но подобно нам он смог бы ошибаться, вплоть до путаницы с шампунем и зубной пастой, пытаясь прийти в себя ранним утром. Важно провести различие между теми, кто пишет программы, успешно решающие встающие перед человеком задачи, например любимую мною программу, которая издает пронзительный звуковой сигнал, когда я отклоняюсь от стандарта правописания, и программы, которые пытаются копировать мышление человека. Компьютеры и их впечатляющие технологии стали такой важной частью нашей повседневной жизни, что непонятно, как мы жили без них раньше; однако они недостаточно умны, чтобы помыться зубной пастой (или наоборот). Чтобы сделать это, они должны были бы точно имитировать мышление и действия человека и тогда были бы неотличимы от него. Позже я расскажу об этом более подробно.

Рассмотрим «простую» когнитивную задачу: решение алгебраической задачи, сформулированной словесно. Многие компьютерные программы могут сделать это быстро и точно, но они не моделируют человеческое познание. В самом начале исследований ИИ Пейдж и Саймон (Page & Simon, 1966) попытались моделировать человеческую деятельность в компьютерной программе под названием STUDENT, которая была разработана для решения словесно сформулированных алгебраических задач на основе простого синтаксического анализа. Некоторые испытуемые в их исследовании решали задачи почти так же, как STUDENT, но многие действовали иначе. Они использовали вспомогательные признаки и физические репрезентации при решении задач, так же как вы, вероятно, делали при попытке определить потерю воды в прохудившемся ведре, которое при этом наполнялось водой, — вы задумчиво делали рисунок.

Несмотря на фундаментальные различия между искусственным интеллектом и интеллектуальным клонированием, ученые достигли в этой области замечательных успехов.

Обсуждая ИИ, мы обычно обращаемся к когнитивной психологии и нейронауке. Идеи одной науки, например нейронауки, могут быть включены в аппарат другой, например искусственного интеллекта, а идеи когнитивной психологии могут быть применены в двух других. Все три области — искусственный интеллект, когнитивная психология, и особенно нейронаука, — являются основами когнитивной науки.

Между ИИ и когнитивной психологией установились своего рода симбиотические отношения, где каждый выигрывает от развития другого, поскольку для того, чтобы искусственным способом воссоздать точную копию человеческого восприятия, памяти, языка и мышления, нужно знать, как эти процессы происходят у человека. И в то же время развитие искусственного интеллекта создает новые возможности для понимания человеческого познания.

В этой главе мы предлагаем вам общее введение в ИИ, который будет обсуждаться в связи с восприятием, памятью, процессами поиска, языком, решением задач, художественной деятельностью и «роботологией».