Мислене и изчисление: човешкият мозък като компютър. Тестът на Алън Тюринг. Норберт Винер и социалните хоризонти на кибернетиката.


Категория на документа: Други


- Мозъка е разделен на две части - лява и дясна. Лявата страна на мозъка контролира дясната част на тялото, а дясната част контролира лявата част на тялото.
- Средния размер на мозъка е 140мм - широчина, 167мм - дължина, 93мм - височина.
- Състав на мозъка - 77-78% вода, 10-12% липиди, 8% протеини, 1% въглехидрати, 2% разтворими органични вещества, 1% неорганична сол.
- Мозъкът може да живее от 4 до 6 минути без въздух.

Науката е още далеч от създаването на машина, умна колкото човешкия мозък. Новите технологии позволиха на учените да конструират устройства, способни да имитират някои действия на човека.
През 1961г. първият в света промишлен робот е пуснат в експлоатация на комплектуващия конвейер в автомобилен завод в САЩ. Програмата му позволява да мести тежки метални детайли. Същевременно мнозина вярват, че мислещите машини ще могат изцяло да имитират своите създатели. Бяха констроирани шахматния компютър на компанията IBM и първият компютър, способен да решава уравнения и да доказва математически принципи. Идеята за създаване на машина, способна да мисли, или на изкуствен интелект, се появява в процеса на усъвършенстване на сметачно-декодиращите устройства, в частност като резултат от работата на учени и математици, които успяват да разшифроват германските секретни кодове през Втората световна война. Компютрите станаха част от нашия живот, създадени са устройства, които умеят да затоплят храна, да почистват тоалетни, да оправят легла и да викат 'Пожар!', когато електронното им обоняние долови миризма на пушек. Но те са програмирани само да извършват движения с определена последователност или да изпълняват най-прости, ясно дефинирани задачи. Роботите не притежават интелект, приспособимост и интуиция. Ето защо не са в състояние да оценяват своя опит, наблюдения и грешки и да усвояват нови поведенчески модели. Темповете на развитие на науката и информационните технологии правят вероятна появата на свръхсложни роботи още в най-близкото бъдеще. Докато роботите от първо поколение можеха само да изпълняват команди, то второ поколение, въведено в експлоатация през 80-те години, е способно да придобива нови навици и дори да открива собствени начини за решаване на проблеми. Една от движещите сили в процеса на създаване на изкуствен интелект е необходимостта информацията не само да се съхранява, но и да се комбинира по смислен начин. Отначало учените си поставиха за цел да конструират машини, способни да изпълняват специализирани задачи. В основата им бе заложен принципът на събиране и запазване на значителен обем знания от дадена област и на боравене с инструментите на аналитичната логика - т.нар. стратегии за решаване на задачи. Във всяка конкретна ситуация компютърът трябваше да анализира условията и да предлага оптимален начин за решаване на проблема. Такава машина би могла да видоизменя своята база данни в зависимост от направените от нея изводи. Във важна крачка се превърна създаването на т.нар. компютри от трето поколение. Това са преспективни системи с по-високо ниво на интелект. В основата им е залегнал принципът на работата на невроните в човешкия мозък. В такива системи електронните компоненти са разположени не в редици, а са свързани в мрежа. До 10 000 микропроцесора или чипа функционират паралелно и изпълняват няколко милиона операции в секунда. Обменът на информация в машините наподобява този в клетките на нашия мозък. Най-новите технологии с използване на компютри от трето поколение позволяват на роботите да изпълняват сложни задачи, включващи възприемане и оценка на околния свят, което по-рано беше невъзможно. Учените са разработили оптични системи, аналогични на зрителната система у човека, което доведе до конструиране на роботи, способни да разпознават лица. Понастоящем в света се използват около 250 000 промишлени робота. Водещ производител и потребител на такива устройства е Япония. Повечето от тях намират приложение в комплектуващите конвейери на автомобилните заводи и изпълняват монотомни операции като заваряване, боядисване и технически преглед на автомобилите. Други автоматични системи се използват в сверата на компютърния дизайн. Може би следващия етап ще бъде конструирането на машини външно приличащи на човек.
Швейцарски специалисти твърдят, че до 2020 г. е възможно да създадат точно копие на човешкия мозък. Това е същината на проекта Blue Brain, ръководен от известния специалист професор Хенри Маркрам. Екипът е посветил последните няколко години от работата си на изучаване на мозъка на бозайниците - най-сложното нещо във Вселената. Професор Маркрам обяви преди месец, че има намерение работата на екипа му да доведе до създаване на електронен човешки мозък в рамките на следващото десетилетие.Ако това е реална възможност, значи сме изправени пред редица етични, философски и други въпроси. Защото изкуственият мозък на практика значи създаване на мислеща машина. Нещо повече, подобни развития ни връщат към простичкия факт, че въпреки технологичния напредък ние все още знаем много малко за начините, по които работи човешкият мозък. Ако приемем традиционното дуалистко виждане, според което материя и дух са две отделни неща, това би означавало, че мислеща машина е невъзможна. Въпреки че можем да я построим като физическо копие на човека, тя няма как да има онова, което наричаме "душа". Съвременните учени обаче не смятат така. Според тях всичките ни чувства - болка, любов, радост, мъка - са просто резултат от милиарди електрически и химични импулси, които сноват между милиардите неврони в мозъците ни. Ако това е така, точното копие на човешки мозък би трябвало да означава и създаване на човешко съзнание. Поне на теория. Работата по проекти като Blue Brain не цели създаване на андроид като в научнофантастичен филм. Идеята е да се направи компютърен модел на мозък и да се види дали той ще заработи като истински. И въпреки недоверието на много учени, според които човешкият мозък е твърде сложен за копиране, професор Маркрам вярва, че с мощните компютри, с които разполага, има шанс да успее. Т.е., да копира дейността на 100-те милиарда неврони в човешкия мозък. Какво става в случай на успех? Появяват се редица сложни и непознати досега дилеми. Дали след като имаме мозък, макар и той да е всъщност сложен софтуер, имаме личност? Щом този мозък може да усеща и мисли като човешки, то има ли той права? Изключването му убийство ли е? Ако правим тестове с него, това мъчение ли е? Как би отговорил изкуственият мозък на проблеми, свързани с морал и религия? Дали те ще се появят естествено или трябва да се научат? Все пак не знаем как точно стоят нещата в нашите мозъци и няма как да предвидим всичко, което ще се случи с едно копие. Разбира се, засега сме далеч от тези въпроси и те са само в полето на възможностите. Не се знае дали копирането на човешкия мозък наистина е възможно, както твърди професор Маркрам. Но със сигурност, ако бъдещето ни включва мислещи машини, то включва и непознати и заплетени нови проблеми.
Алън Матисън Тюринг (Alan Mathison Turing 23.06.1912 - 07.06.1954)
Алън Тюринг е математик, логик и криптограф. За британската общественост Тюринг е брилянтен математик, тъй като успява да разбие шифрите, с които Третият райх управлява войските си по времето на Втората световна война. Още преди да навърши тридесет години той вече представя основите на съвременните цифрови компютри и извежда теорията на изкуствения интелект. Тюринг показва забележителни способности в дисцплините, които харесва, като през 1927 година решава сложни задачи, без дори да е учил елементарен анализ. През 1928 година, шестнадесетгодишен, той се запознава с работите на Алберт Айнщайн и дори сам стига до въпросите за валидността на законите на Нютон, екстраполирайки ги от текст, където те не са поставени в явен вид. Завършва Кеймбридж, а в Принстънския университет защитава докторат по математика. Не само неговата ексцентричност, но и брилянтните му математически способности са го отличавали от другите. През 1936 г. той публикува известната си статия 'Върху изчислимите числа, с приложение върху проблема за разрешимост' ('On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem'). Той преформулира резултат на Курт Гьодел от 1931г., който гласи, че аритметиката винаги ще съдържа твърдения, които не могат да бъдат доказани нито като верни, нито като неверни. Той представя машина, която може да извършва действия с произволни числа. Тази машина, която включва контролен блок, може да извършва няколко основни действия: четене, писане или изтриване на символи върху лента и избутване или пренавиване на лентата. Тази примитивна 'Машина на Тюринг' по-късно е използвана като модел за разработването на първите компютри. След войната Тюринг работи върху 'Manchester Automatic Digital Machine' (голям компютър за Манчестърския университет) и се убеждава, че няма голяма разлика между това как човекът и машината обработват информацията. Той предлага известния 'Тест на Тюринг за изкуствен интелект'. Тюринг предлага машината да се разглежда като мислеща, ако човекът, водещ диалог с машината, не може да разбере, че това не е човек.

Преди да разгледаме по-подробно какво представлява тестът на Тюринг, ще опишем в общи линии машината на Тюринг. Тя представлява идеализирано компютърно устройство с неограничена външна памет, организирана така, че всеки елемент на запомнена информация да бъде потенциално достъпен за прочитане и замяна. При нея изчислителния процес е максимално разчленен на елементарни 'механично' изпълними операции, управлявани от крайна програма, за да се получи стандартна, проста и същевременно най-обща схема, чрез която да може да се моделира произволен изчислителен процес. На неформално ниво най-често машината на Тюринг се описва като устройство, съставено от такива атрибути като лента и придвижващо се по лентата четящо и пишещо управляващо устройство, описание, въведено от самия Тюринг. В съответствие с това една машина на Тюринг се състои от управляващо устройство, което във всеки момент от време се намира в едно от краен брой вътрешни състояния, и лента, която е крайна, но може да бъде продължавана неограничено и в двете посоки. Лентата е разделена на клетки и във всяка клетка е записан точно един симвил от дадена лентова азбука. Част от лентовите символи образуват входната азбука, чрез която се задава върху лентата входна информация. Един от лентовите символи, който не е входен, е фиксиран и когато той е записан в дадена клетка, казва се, че тази клетка е празна. Клетките, които се добавят при продължаването на лентата, са винаги празни. Управляващото устройство във всеки момент от време може да прочете символа, записан в една от клетките на лентата, да запише на негово място нов лентов символ и да се придвижи с една клетка на ляво или надясно. Едно от вътрешните състояния е фиксирано и се нарича начално, а част от вътрешните състояния се наричат заключителни. Машината на Тюринг работи в дискретни, мигновенни стъпки, наречени тактове. Започва работа в начално състояние, на лентата е записана дума от входни символи, а управляващото устройство се намира на някакво определено място на лентата, например върху най-левия входен символ. При всеки следващ такт управляващото устройство, в зависимост от вътрешното си състояние и прочетения лентов символ, определя в какво ново вътрешно състояние да премине, кой символ да запише в клетката на прочетения символ и коя нова клетка да прочете - тази, която е непосредствено отдясно на прочетената, или тази, която е непосредствено отляво. Движението на ляво или надясно е винаги възможно, тъй като при необходимост към лентата се прибавя празна клетка. Машината на Тюринг спира работа, ако в управляващото устройство няма инструкция как даа продължи, но може да работи и неограничено дълго. В случай, че спре, резултат от работата е това дали е спряла в заключително състояние (ако тя работи като разпознавател) или какво е записано на лентата (ако работи като преобразувател).
Идеята, известна като тест на Тюринг, е описана за първи път в статия озаглавена 'Изчислителна машина и интелект', публикувана във философско списание 'Mind'. Предназначението на теста е да установи дали има основание да се приеме, че машината наистина мисли. Нека за даден компютър се твърди, че може да мисли. Според теста на Тюринг компютърът и един доброволец - човек, се скриват от погледа на друг човек, който задава въпроси. Последният трябва да се опита да установи кой е компютърът и кой е доброволецът само по отговорите на поставените тестови въпроси. Тези въпроси и което е по-важно, отговорите, които получава разпитващия, се обменят, без да се допуска личен контакт - например чрез клавиатура и видеомонитор. Разпитващият не може да получава никаква информация относно който и да е от разпитваните освен регламентираната по-горе размяна на въпроси и отговори. Човекът отговаря на въпросите правдиво и се опитва да го убеди, че той наистина е човек, а другият разпитван е компютър. Компютърът е програмиран да 'лъже', като се старае да накара разпитващия да повярва, че 'той' е човека. Ако в процеса на такава серия от тестове разпитващият не е в състояние да идентифицира човека по някакъв смислен начин, може да се приеме, че компютърът (или компютърната програма, програмистът, проектантът и т.н.) е преминал успешно теста.

През 1894 г., на 26 януари в Колумбия-САЩ, се ражда мъжко отроче, наречено 54 години по-късно 'баща на кибернетиката' - Норберт Винер (Norbert Wiener). Още от четири годишна възраст Винер се учи да чете, а скоро след това се увлича в научна литература, публикува през 1948 г. революционната на идеи монография със странното заглавие ' КИБЕРНЕТИКА ИЛИ УПРАВЛЕНИЕ И КОМУНИКАЦИЯ В ЖИВОТНОТО И МАШИНАТА'
(Cybernetics or control and communication in the animal and machine).
Общи и специфични черти на информатиката и кибернетиката. Важно значение за изследването придобива въпросът за изясняване на общите и специфични черти на информатиката и кибернетиката, т.е. да направим опит за извеждане на общото и принципните различия между двете научни дисциплини. В теорията кибернетиката се представя като наука, изучаваща общите закономерности на процесите за управление и връзка, а областта на нейното проявление са техническите системи. Теоретическа основа на кибернетиката е теорията на оптималното управление, теорията на автоматите, изследването на операциите и др. Към кибернетическите системи се отнасят: автоматизирани системи за управление на технологичните процеси; системи за автоматично регулиране; робототехнически системи; гъвкави автоматизирани системи и др. Най-характерното за кибернетиката е, че управлението се разглежда като информационен процес или по-точно като процес на преобразуване на информацията за "желаното състояние" в адекватно състояние на обекта. Затова понятието информация, е фундаментално за кибернетиката. Информатиката изучава информационните връзки и създава общата методология за информационното осигуряване на управлението на обекти с различна природа. От посочените характеристики се установява, че кибернетиката и информатиката са междудисциплинарни науки, които имат обща техническа база - електронните машини и един обект - информацията. Принципното различие между кибернетиката и информатиката най-общо могат да бъдат определени по следния начин:

- Кибернетиката акцентира вниманието си на общите закони за движението на информацията в целенасочените системи от всякакъв характер (биологически, технически, социални). Информатиката, опирайки се на този теоретичен фундамент, изучава технологията за обработка, предаване и използване на информацията.

- Кибернетиката се занимава с моделирането на системите, а информатиката с информационни модели, технологията на разработването им и машинната им реализация.

- Развитието на кибернетиката е свързано с предаването на интелектуални функции на техническите устройства, възпроизвеждане функциите на живите организми от неживите обекти - автомати.
- Развитието на информатиката е подчинена на технологическото използване възможностите на интелектуалитизираните машини. Развитието на кибернетиката винаги е било свързано с разработването и създаването на информационно-преработващи устройства и системи за автоматизация на информационните процеси.
- Към областта на информатиката се отнасят информационните технологии, предимно за социалните системи, а не за всички кибернетични системи. На тази основа в съвременната теория много често понятието информатика се идентифицира с икономическата информатика, което според учените е неправилно. В научната литература се среща тезата , че както кибернетиката в зависимост от обекта на управление се подразделя на техническа, биологическа, икономическа и пр., така и информатиката в зависимост от вида на информацията се подразделя на биологическа, икономическа, медицинска, научно-техническа и др.
Очевидно информатиката се заражда в рамките на кибернетиката. Често възниква объркване на понятията информатика и кибернетика. Основната концепция, заложена от Н. Винер в кибернетиката е свързана с разработката на теории за управление на сложни динамични системи в различни области на човешката дейност. Кибернетиката съществува независимо от наличието или отсъствието на компютри. От времето на Винер кибернетиката е наука за общите принципи за управление в различни системи: технически, биологични, социални и др. Кибернетиката се развива сама по себе си, изгражда различни модели за управление на обекти, въпреки че много активно използва всички постижения на компютърните технологии.
В историята на кибернетиката се разграничават:
-първа вълна кибернетика (начална кибернетика) - основни концепции, идеи и принципи - кръгова причинно-следствената връзка, инжинерна кибернетика, обратна връзка и контрол, теория на адаптацията, видове регулиране, закон за необходимото разнообразие, увеличаване на регулаторните възможности, самоорганизиращи се системи.
-втора вълна кибернетика - основни концепции, идеи и принципи - ролята на наблюдателя, биологична кибернетика, автопоеза, философия на конструктивизма, практическо значение
-социална кибернетика - взаимодействие между идеите и обществото, за проектиране на интелектуални (или социални) движения
Ще изброим и няколко социални приложения на кибернетиката:
- теоритична кибернетика, подобно на математиката по същество се явява абстрактна наука. Основната й задача е разработка на научния апарат и методите за изследвания на системи за управление, независимо от тяхната конкретна природа. Теоритичната кибернетика включва също общометодологически и философски проблеми на кибернетиката.
- Биокибернетика е обща теория на живите системи, създадена през 1991г. на базата на поне 26 главни принципи, закони и понятия, произхождащи от физиката, химията и инжинерните науки - изучава общите закони за съхраняване, предаване и преработка на информация в биологическите системи.
- Медицинска кибернетика занимава се главно с моделиране на заболявания и използване на тези модели за диагностика, прогнозиране и лечение
- Съвременна кибернетика (Natural cybernetics - природна кибернетика) - системна биология, моделиране на гинетични и метаболитни системи с използване на динамични модели; структурни модели на нервни и познавателни системи и нови езици за тях;

Литература:
1. Норберт Винер, 'Аз бях вундер кинд', изд. На ЦК на ДКМС, София, 1981
2. Жан-Кле Мартен, '100 думи за 100 философи', изд. Рива
3. Роджър Пенроуз, 'Новият разум на царя/За компютрите, разума и законите на физиката/', изд.УИ 'Св. Климент Охридски'
4. Радослав Павлов , Институт по информатика и математика към БАН , статия по случай стогодишнината на Алън Тюринг
5. Енциклопедия 'В света на тайните', изд. Рийдърс Дайджест
??

??

??

??

1



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Мислене и изчисление: човешкият мозък като компютър. Тестът на Алън Тюринг. Норберт Винер и социалните хоризонти на кибернетиката. 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.