Алексей Чачко - Искусственный разум
Негативная логика - ценнейшая руда, добытая исследователями в психологических экспериментах с людьми. Мы, люди, оказывается, очень экономно используем 14 миллиардов своих нейронов. Мы, как правило, не храним в памяти факты, не являющиеся истинными. Слишком много ложных дорог, вздорных суждений и нелепых обстоятельств, чтобы забивать ими память.
Мы не знаем всего этого, но умеем об этом толково рассуждать! Не помним, есть ли в Мексике король, изобрели ли китайцы пиво, изучал ли Иван Петрович кибернетику, но способны заключить, что короля скорее всего нет, что пиво, вероятнее всего, выдумали не китайцы и что Ивану Петровичу и без кибернетики хорошо.
Чудо чудное - негативную логику - психологи поймали в силки эксперимента, программисты обратили в машинные эвристики, а мы отдали ДУНЕ, чтобы Личный Помощник 5 не предлагал пирожков с морокой, с интригой или с мраморной крошкой.
Испытав семантическую сеть в пирожковом деле, рискнем применить ее в более серьезном производстве.
Представьте себе крупный современный морской порт с его причалами, механизмами и складами, с десятками судов, стоящих под погрузкой и разгрузкой, с коллективом людей разных специальностей - докеров, механизаторов, складских работников, диспетчеров и многих иных.
Здесь, в порту, на учете каждая минута. Не держать корабли на рейде, а немедленно принять их к причалам, побыстрее разгрузить и заполнить новыми грузами, рациональнее организовать перевалку грузов на железную дорогу и на автотранспорт, усовершенствовать работу складов, короче говоря, сделать деятельность морского порта оптимальной - таковы цели руководителей порта.
Моряки, конечно же, просят помочь математика - специалиста по оптимизации. Ученый бродит вдоль причалов, слушает гудки кораблей, грохот механизмов, радиоперекличку диспетчеров, а потом долго смотрит вдаль, на спокойное море и безоблачное небо. Выражение лица у него мрачное.
Что так обеспокоило специалиста по оптимизации? Что узрел он в синем небе?
Он увидел "проклятие размерности".
Он понял, что порт как объект математического описания имеет высокую размерность. Иными словами, чтобы передать все особенности, все детали жизни этого шумного и веселого многообразия, понадобится огромное число дифференциальных и алгебраических уравнений. Систему уравнений для порта и составить трудно, а решать, притом решать часто, чтобы успеть за изменениями обстановки на причалах и в складах, невозможно, даже на сверхбыстродействующем компьютере невозможно.
"Проклятие размерности" преградило обычной математике путь на территорию порта.
Да, но человек справляется с управлением портом! Он работает и ведать- не ведает о "проклятии размерности". В калейдоскопе ситуаций, в череде конфликтов, в постоянной нехватке причалов, механизмов, складов он находит выходы, изыскивает резервы, перебрасывает бригады, гнет свою линию.
Главное достоинство диспетчера - умение менять уровень подробности решения. То человек решает портовые проблемы в целом грубо, не входя в подробности, то занимается участком порта, то переходит на самый детальный уровень рассмотрения. Главное орудие диспетчера - язык, обыкновенная человеческая речь с профессиональными, конечно, тонкостями, с умением кратко определить особенности каждой крупной ситуации, детали каждого мелкого решения.
В середине 60-х годов два советских исследователя - энергичный и напористый Д. Поспелов и обстоятельный, неторопливый, похожий на рабочего-лекальщика Ю. Клыков взялись вплотную за проблему порта.
Они решили обойти "проклятие размерности" стороной, выбрали не традиционный путь, а неизведанную дорогу Искинта. Они начали с выделения главных понятий, характеризующих порт. Понятий оказалось около тысячи - от "погрузочного люка" корабля до "равномерной загрузки всех причалов и складов". Столь же методично Д. Поспелов и Ю. Клыков выявили существенные отношения, связывающие понятия. Этих отношений оказалось несколько десятков.
Из понятий и отношений они собрали семантическую сеть порта. Собственно говоря, в те времена отсутствовало наименование "семантическая сеть". Они назвали смысловую карту порта несколько иначе. Но не в имени дело: по существу, это была знаковая модель порта, по существу, производственные знаковые модели впервые в мире появились в нашей стране.
Д. Поспелов и Ю. Клыков обнаружили в работе диспетчера любопытное свойство. Число различных ситуаций, которые она охватывала, было огромно, но далеко не каждой ситуации соответствовал особенный, отличный от других способ действий. Набор возможных действий диспетчера в сотни раз уступал разнообразию ситуаций.
Диспетчер собирал сотни ситуаций в один пучок, в микроситуацию, и давал одинаковый ответ на сотни вопросов.
Как добиться, чтобы вычислительная машина умела делать то же самое, была в силах собирать ситуации, как детишек, в классы?
В главе "Пойди туда, сам не знаю куда" мы обсуждали порождающую грамматику - с ее помощью ребенок быстро овладевал родным языком. Предложенная Н. Хомским, эта грамматика носила сугубо теоретический характер.
Д. Поспелов и Ю. Клыков смело перенесли идею Хомского из лингвистической теории в пекло морской практики. Они добавили к своей сети сразу три грамматики: одна разворачивает ситуации во всем их своеобразии, другая обобщает их, собирая в классы, а третья находит должные, осуществимые на практике, действия.
Так возникло "ситуационное управление", ставшее сегодня мощным инструментом для руководства большими системами. Метод усилиями многих специалистов пришел не только в морские порты, но и на железнодорожный и воздушный транспорт, на нефтепромыслы, в проектное дело, в планирующие и административные организации. Д. Поспелов не ограничился широким применением "ситуационного управления", а пошел вглубь, разработал обобщающую теорию - теорию гироматов.
Гироматы - о них упоминалось уже на страницах этой книги, - гироматы строят и перестраивают свои знаковые модели, чтобы быть в согласии с внешним миром, чтобы быть в курсе дела, чтобы добиваться своих целей не грубой силой, а чутким пониманием реальных трудностей и реальных выходов из них.
"Пора, - говорит Д. Поспелов, - давно пора отказаться от трактовки человеческих решений как движений по лабиринту. Мол, открывается множество различных коридоров - возможностей, а человек блуждает по ним в поисках выхода. Так не поступает даже кольчатый червь, не то что человек. И у червя имеется, пусть примитивная, но модель окружающего мира".
Для Искинта модель мира - основа решения и действий. Специалисты стремятся вместить в семантические сети самые разнообразные вещи. Когда смысловое разнообразие сети умеренное, тогда работа с нею проста и прозрачна.
"Является ли трамвай желанием?" - спрашиваем мы. И получаем ответ "нет", ибо понятия "трамвай" и "желание" не связаны друг с другом, существуют раздельно, не пересекаются.
"Является ли индеец лордом?" - пытаем мы сеть. Ответ снова "нет", хотя и по другой причине. "Индеец" и "лорд" порознь связаны отношением "является частью" с понятием "человек", оба они люди, но на этом сходство кончается, начинаются суровые различия - географические, государственные, расовые; рассматривать их все нет резона, достаточно и одного различия, чтобы вывести индейца из аристократической палаты лордов.
Однородная сеть скора на решения, зато слаба в описаниях. Мало у нее выразительных средств. Включить в сеть понятия и их характеристики - только нанести карандашом контуры мира. Цвет и объем отсутствуют. Цвет, объем, полноту изображения мира мы получим, если сеть охватит логику, время и действия.
Условия задач для ЛЮБОЗАРа и многих других программ излагались на языке исчисления предикатов, компактном и удобном логическом языке. Удастся ли сопрячь его с семантической сетью? Например, включить в сеть следующий факт: "Этого полицейского кусают все собаки в городе" (на языке логики: "Существует такой полицейский, и он живет в городе, что каждая из собак, живущих в том же городе, укусила его хотя бы один раз"). Трудность восприятия сетью этого факта в том, что его описание содержит слова "существует" и "каждый", священные для исчисления предикатов слова. Их благоговейно называют кванторами и обозначают заглавными перевернутыми буквами: ∃ и ∀. У кванторов, как у местных властей, своя область подчинения: ∃ выхватывает одно понятие из целого круга; ∀, наоборот, распространяет все влияние на все понятия в определенной области.
Собаки, кусающие полицейского
Неприятности начинаются тогда, когда в семантической сети оказывается много кванторов, когда происходит пересечение сфер их влияния, областей действия кванторов. Скажем, в понятие "собака" незаконно включается признак "имеет оружие револьвер", а в понятие "полицейский" - признак "число ног четыре". Возникает путаница, кавардак вместо логической строгости и сетевой четкости.
