Активные символы и построение аналогий
Прочитав книгу “Гёдель, Эшер, Бах” и решив заняться исследованиями ИИ, я связалась с Дугласом Хофштадтером, надеясь, что смогу работать над чем-то вроде задач Бонгарда. К счастью, он поддался на мои уговоры и позволил мне присоединиться к его исследовательской группе. Хофштадтер объяснил, что его группа создает компьютерные программы, ориентируясь на то, как люди понимают ситуации и проводят аналогии между ними. Защитив диссертацию по физике (дисциплине, где идеализация – например, пренебрежение силой трения при движении – служит основной движущей силой), Хофштадтер был уверен, что лучше всего изучать феномен (здесь – построение аналогий человеком) в идеализированной форме. В исследованиях ИИ часто используются так называемые микромиры – идеализированные области вроде задач Бонгарда, в которых исследователь может развивать свои идеи, прежде чем тестировать их в более сложных областях. Для своего исследования об аналогиях Хофштадтер создал микромир, который был идеализирован еще сильнее, чем задачи Бонгарда: задачи на аналогию с алфавитными последовательностями. Вот пример:
Задача 1. Допустим, последовательность букв abc меняется на abd. Как изменить последовательность pqrs “аналогичным образом”?
Большинство людей дает ответ pqrt, выводя примерно такое правило: “Крайняя правая буква заменяется на следующую за ней букву алфавита”. Само собой, можно вывести и другие правила, и тогда ответ будет другим. Вот несколько альтернатив:
pqrd: “Крайняя правая буква меняется на d”.
pqrs: “Все c меняются на d. В pqrs нет c, поэтому ничего не меняется”.
abd: “Любая последовательность меняется на последовательность abd”.
Может показаться, что в альтернативных ответах задача трактуется чересчур буквально, но нет никакого строго логического аргумента, который говорил бы, что эти ответы неверны. Более того, можно вывести бесконечное число других правил. Почему большинство людей считает, что один из ответов (prqt) лучше всех остальных? Похоже, наши ментальные механизмы абстрагирования – которые развивались, чтобы обеспечивать нам выживание и воспроизводство в реальном мире, – работают и в этом идеализированном микромире.
Вот другой пример:
Задача 2. Допустим, последовательность abc меняется на abd. Как изменить последовательность ppqqrrss “аналогичным образом”?
Даже в этом простом алфавитном микромире сходства могут быть неуловимыми, по крайней мере для машин. В задаче 2 буквальное применение правила “крайняя правая буква заменяется на следующую за ней букву алфавита” даст ответ ppqqrrst, но большинству людей такой ответ кажется слишком буквальным. Люди чаще дают ответ ppqqrrtt, считая, что пары букв в последовательности ppqqrrss, соответствуют отдельным буквам последовательности abc
[351]. Мы, люди, склонны группировать одинаковые или подобные объекты.
Задача 2 иллюстрирует в этом микромире идею о концептуальном переходе, лежащем в основе построения аналогий
[352]. Когда вы пытаетесь распознать сущностное сходство двух разных ситуаций, некоторые концепции первой ситуации необходимо “перенести”, то есть заменить родственными концепциями второй ситуации. В задаче 2 концепция буквы переходит в концепцию группы букв, а потому правило “крайняя правая буква заменяется на следующую за ней букву алфавита” меняется на “крайняя правая группа букв заменяется на группу, составленную из букв, следующих за ней по алфавиту”.
Теперь рассмотрим следующую задачу:
Задача 3. Допустим, последовательность abc меняется на abd. Как изменить последовательность xyz “аналогичным образом”?
Большинство людей дает ответ xya, считая, что за буквой z по алфавиту “следует” буква a. Но что, если вы компьютерная программа, которая не имеет представления о “цикличности” алфавита, а потому считает, что за буквой z не следует никакая другая буква? Какие ответы будут обоснованными? Попросив людей найти такие ответы, я получила множество вариантов – и весьма любопытных. Часто ответы обращались к физическим метафорам: например, xy (потому что z “падает с обрыва”), xyy (потому что z “отскакивает назад”) и wyz. В последнем ответе предполагается, что a и z “стоят у стены” на противоположных концах алфавита, то есть играют схожие роли, а следовательно, если концепция “первой буквы в алфавите” переходит в концепцию “последней буквы в алфавите”, то концепция “крайней правой буквы” переходит в концепцию “крайней левой буквы”, а концепция “следующей буквы” – в концепцию “предыдущей буквы”. Задача 3 показывает, как построение аналогии может запустить каскад ментальных переходов.
Микромир буквенных последовательностей делает концептуальный переход наглядным. В других областях он может происходить не столь очевидно. Так, если снова взглянуть на задачу Бонгарда № 91 с рис. 46, где сходство шести левых квадратов описывается понятием “три”, можно заметить, что объекты, выражающие понятие “три”, меняются от квадрата к квадрату: например, слева вверху это отрезки, слева посередине – квадраты, а слева внизу – трудноописуемые пики (может, “зубцы гребенки”?). Концептуальный переход также играл важную роль в различных абстракциях, которые воображаемая дочь S (из предыдущей главы) строила по мере взросления: так, в ее юридической аналогии концепция “сайта” перешла в концепцию “стены”, а концепция “создание поста в блоге” – в концепцию “создание граффити”.
Хофштадтер описал компьютерную программу Copycat, которая могла бы решать подобные задачи, используя общие алгоритмы, подобные тем, что люди, по его мнению, применяют при построении аналогий в любой области. Название Copycat (“Подражатель”) намекает, что вы (автор аналогий) должны решать задачи “по аналогии”, то есть “подражая” примеру. Исходная ситуация (например, abc) меняется некоторым образом, и вы должны “аналогично” изменить новую ситуацию (например, ppqqrrss).
Когда я присоединилась к исследовательской группе Хофштадтера, мне поручили вместе с ним работать над созданием Copycat. Как скажет вам любой, кто писал диссертацию, путь к защите состоит в основном из усердного труда, который перемежается досадными неудачами и сопровождается (по крайней мере в моем случае) постоянными сомнениями в себе. Но порой случаются головокружительные успехи – например, когда программа, над которой вы корпели целых пять лет, наконец работает. Здесь я опущу все сомнения, неудачи и бесчисленные часы работы, чтобы сразу перейти к тому моменту, когда я сдала свою диссертацию с описанием программы Copycat, которая умела решать несколько типов задач на аналогию с алфавитными последовательностями, рассуждая при этом (как я утверждала) примерно так же, как рассуждает человек.
