Fizyczny system symboli - Physical symbol system

Fizyczne symbol system (zwany również system formalny ) wykonuje wzorów fizycznych (symbole), łącząc je w struktury (ekspresji) i manipulowania ich (za pomocą procedur) do wytwarzania nowych wyrażeń.

System hipoteza symbol fizyczny ( PSSH ) to miejsce w filozofii sztucznej inteligencji sformułowanej przez Allen Newell i Herbert Simon . Oni napisali:

„Fizyczny system symboli ma niezbędne i wystarczające środki do ogólnego inteligentnego działania”.

Twierdzenie to implikuje zarówno to, że ludzkie myślenie jest rodzajem manipulacji symbolami (ponieważ system symboli jest niezbędny do inteligencji), jak i że maszyny mogą być inteligentne (ponieważ system symboli jest wystarczający do inteligencji).

Pomysł ma filozoficzne korzenie w Hobbesie (który twierdził, że rozumowanie to „nic więcej niż rachuby”), Leibniz (który próbował stworzyć logiczny rachunek wszystkich ludzkich idei), Hume (który uważał, że postrzeganie można zredukować do „atomowych wrażeń”) i nawet Kant (który analizował całe doświadczenie jako kontrolowane przez reguły formalne). Najnowsza wersja nazywa się obliczeniową teorią umysłu , związaną z filozofami Hilary Putnam i Jerrym Fodorem .

Hipoteza została ostro skrytykowana przez różne strony, ale stanowi kluczowy element badań nad sztuczną inteligencją. Powszechnym krytycznym poglądem jest to, że hipoteza wydaje się odpowiednia dla inteligencji wyższego poziomu, takiej jak gra w szachy, ale mniej odpowiednia dla inteligencji powszechnej, takiej jak wzrok. Zwykle dokonuje się rozróżnienia między rodzajem symboli wysokiego poziomu, które bezpośrednio odpowiadają obiektom na świecie, takim jak <pies> i <ogon>, a bardziej złożonymi „symbołami”, które są obecne w maszynie, takiej jak sieć neuronowa .

Przykłady

Przykłady fizycznych systemów symboli obejmują:

  • Logika formalna : symbole to słowa takie jak „i”, „lub”, „nie”, „dla wszystkich x” i tak dalej. Wyrażenia są zdaniami logiki formalnej, które mogą być prawdziwe lub fałszywe. Procesy są regułami logicznej dedukcji.
  • Algebra : symbole to „+”, „×”, „ x ”, „ y ”, „1”, „2”, „3” itd. Wyrażenia są równaniami. Procesy są regułami algebry, które pozwalają manipulować wyrażeniem matematycznym i zachować jego prawdziwość.
  • Komputer cyfrowy : symbole to zera i jedynki pamięci komputera, procesy to operacje procesora, które zmieniają pamięć.
  • Szachy : symbole to bierki, procesy to prawidłowe ruchy szachowe, wyrażenia to pozycje wszystkich bierek na szachownicy.

Hipoteza fizycznego systemu symboli twierdzi, że oba są również przykładami fizycznych systemów symboli:

  • Inteligentna myśl ludzka: symbole są zakodowane w naszych mózgach. Wyrażenia są myślami . Procesy są mentalnymi operacjami myślenia.
  • Działający program sztucznej inteligencji : symbole to dane. Wyrażenia to więcej danych. Procesy to programy, które manipulują danymi.

Argumenty przemawiające za hipotezą fizycznego systemu symboli

Newell i Simon

Dwie linie dowodowe sugerowały Allenowi Newellowi i Herbertowi A. Simonowi, że „manipulacja symbolami” była istotą inteligencji zarówno ludzi, jak i maszyn: rozwój programów sztucznej inteligencji i psychologicznych eksperymentów na ludziach.

Po pierwsze, w pierwszych dziesięcioleciach badań AI było kilka bardzo udanych programów wykorzystywanych przetwarzanie wysokiego poziomu symboli, takich jak Newell i Herbert Simon „s General Problem Solver lub Terry Winograda ” s SHRDLU . John Haugeland nazwał ten rodzaj badań nad sztuczną inteligencją „Good Old Fashioned AI” lub GOFAI . Systemy eksperckie i programowanie logiczne są potomkami tej tradycji. Sukces tych programów sugerował, że systemy przetwarzania symboli mogą symulować każde inteligentne działanie.

Po drugie, przeprowadzone w tym samym czasie eksperymenty psychologiczne wykazały, że w przypadku trudnych problemów logicznych, planowania lub wszelkiego rodzaju „rozwiązywania zagadek”, ludzie również używali tego rodzaju przetwarzania symboli. Badacze AI byli w stanie zasymulować krok po kroku umiejętności rozwiązywania problemów ludzi z programami komputerowymi. Ta współpraca i poruszane przez nią zagadnienia doprowadziły ostatecznie do powstania dziedziny nauk kognitywnych . (Ten rodzaj badań nazwano „ symulacją poznawczą ”.) Ten kierunek badań sugerował, że rozwiązywanie ludzkich problemów polegało głównie na manipulowaniu symbolami wysokiego poziomu.

Symbole a sygnały

W Newell i Simon za argumenty, że „symbole”, że hipoteza odnosi się to obiekty fizyczne, które reprezentują rzeczy w świecie, symbole takie jak <pies>, które mają rozpoznawalny sens lub denotację i może być złożone z innych symboli, aby stworzyć bardziej skomplikowane symbolika.

Można jednak również interpretować hipotezę jako odnoszącą się do prostych abstrakcyjnych zer i jedynek w pamięci komputera cyfrowego lub strumienia zer i jedynek przechodzących przez aparat percepcyjny robota. W pewnym sensie są to również symbole, chociaż nie zawsze można dokładnie określić, za czym symbole te symbolizują. W tej wersji hipotezy, jak wyjaśniają David Touretzky i Dean Pomerleau , nie dokonuje się rozróżnienia między „ symbołami ” i „sygnałami” .

Zgodnie z tą interpretacją, hipoteza fizycznego systemu symboli zakłada jedynie, że inteligencję można zdigitalizować . To jest słabsze twierdzenie. Rzeczywiście, Touretzky i Pomerleau piszą, że jeśli symbole i sygnały są tym samym, to „[s]wystarczalność jest dana, chyba że ktoś jest dualistą lub jakimś innym rodzajem mistyka, ponieważ fizyczne systemy symboli są Turinga-uniwersalne ”. Szeroko akceptowana teza Churcha-Turinga utrzymuje, że każdy uniwersalny system Turinga może symulować dowolny wyobrażalny proces, który można zdigitalizować, mając wystarczająco dużo czasu i pamięci. Ponieważ każdy komputer cyfrowy jest uniwersalnym systemem Turinga , każdy komputer cyfrowy może teoretycznie symulować wszystko, co można zdigitalizować z wystarczającą precyzją, w tym zachowanie inteligentnych organizmów. Niezbędny warunek hipotezy fizycznych systemów symboli może również zostać dopracowany, ponieważ jesteśmy gotowi zaakceptować prawie każdy sygnał jako formę „symbolu”, a wszystkie inteligentne systemy biologiczne mają ścieżki sygnałowe.

Krytyka

Nils Nilsson zidentyfikował cztery główne „motywy” lub podstawy, w których zaatakowano hipotezę fizycznego systemu symboli.

  1. „Błędne twierdzenie, że [hipoteza fizycznego systemu symboli] nie ma uziemienia symbolu ”, które jest uważane za wymóg ogólnego inteligentnego działania.
  2. Powszechne przekonanie, że sztuczna inteligencja wymaga przetwarzania niesymbolicznego (takiego, które może zapewnić na przykład architektura koneksjonistyczna).
  3. Powszechne stwierdzenie, że mózg po prostu nie jest komputerem i że „obliczenia w obecnym rozumieniu nie zapewniają odpowiedniego modelu inteligencji”.
  4. I wreszcie, że niektórzy sądzą również, że mózg jest zasadniczo bezmyślny, że zachodzą w większości reakcje chemiczne i że inteligentne zachowanie człowieka jest analogiczne do inteligentnego zachowania przejawianego na przykład przez kolonie mrówek.

Dreyfus i prymat nieświadomych umiejętności

Hubert Dreyfus zaatakował warunek konieczny hipotezy fizycznego systemu symboli, nazywając ją „założeniem psychologicznym” i definiując w ten sposób:

  • Umysł może być postrzegany jako urządzenie działające na bitach informacji zgodnie z formalnymi zasadami.

Dreyfus obalił to, pokazując, że ludzka inteligencja i fachowość zależą przede wszystkim od nieświadomych instynktów, a nie od świadomej symbolicznej manipulacji. Eksperci szybko rozwiązują problemy, korzystając z własnej intuicji, a nie z wyszukiwania metodą prób i błędów krok po kroku. Dreyfus twierdził, że te nieświadome umiejętności nigdy nie zostaną uchwycone w formalnych regułach. Jednak postępy w świadomym i zdroworozsądkowym rozumowaniu dostarczyły danych empirycznych, które uczeni poważnie rozważają w zestawieniu z „założeniem psychologicznym”.

Searle i jego chiński pokój

John Searle „s chiński pokój argument przedstawiony w 1980 roku, próbował pokazać, że program (lub dowolny fizyczny system symboli) nie można powiedzieć, aby«zrozumieć»symbole że używa; że same symbole nie mają znaczenia ani treści semantycznej, a zatem maszyna nigdy nie może być naprawdę inteligentna dzięki samej manipulacji symbolami.

Brooks i robotycy

W latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych kilka laboratoriów próbowało zbudować roboty, które wykorzystywały symbole do reprezentowania świata i planowania działań (takich jak Stanford Cart ). Projekty te odniosły ograniczony sukces. W połowie lat osiemdziesiątych Rodney Brooks z MIT był w stanie zbudować roboty, które miały doskonałą zdolność poruszania się i przetrwania bez użycia symbolicznego rozumowania. Brooks (i inni, tacy jak Hans Moravec ) odkryli, że nasze najbardziej podstawowe umiejętności ruchu, przetrwania, percepcji, równowagi itd. nie wydają się wcale wymagać symboli wysokiego poziomu, że w rzeczywistości użycie symboli wysokiego poziomu było bardziej skomplikowane i mniej skuteczne.

W artykule z 1990 roku Elephants Don't Play Chess badacz robotyki Rodney Brooks bezpośrednio wycelował w hipotezę fizycznego systemu symboli, argumentując, że symbole nie zawsze są konieczne, ponieważ „świat jest swoim najlepszym modelem. Zawsze ma każdy szczegół, który trzeba poznać. Sztuka polega na tym, aby wyczuć go odpowiednio i wystarczająco często”.

Koneksjonizm

Ucieleśniona filozofia

George Lakoff , Mark Turner i inni twierdzą, że nasze abstrakcyjne umiejętności w dziedzinach takich jak matematyka , etyka i filozofia zależą od nieświadomych umiejętności, które wywodzą się z ciała, a świadoma manipulacja symbolami to tylko niewielka część naszej inteligencji.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia