Система физических символов - Physical symbol system

Смотрите также: Философия искусственного интеллекта и системы данных.

Система физических символов (также называемая формальной системой ) берет физические шаблоны (символы), объединяет их в структуры (выражения) и манипулирует ими (используя процессы) для создания новых выражений.

Гипотеза системы физических символов ( PSSH ) - это позиция в философии искусственного интеллекта, сформулированная Алленом Ньюэллом и Гербертом А. Саймоном . Они написали:

«Физическая система символов имеет необходимые и достаточные средства для общего разумного действия».

-  Аллен Ньюэлл и Герберт А. Саймон

Это утверждение подразумевает, что человеческое мышление является разновидностью манипулирования символами (поскольку система символов необходима для интеллекта) и что машины могут быть разумными (поскольку системы символов достаточно для интеллекта).

Эта идея имеет философские корни у Гоббса (который утверждал, что рассуждение было «не более чем расчетом»), Лейбница (который пытался создать логическое исчисление всех человеческих идей), Юма (который считал, что восприятие можно свести к «атомарным впечатлениям») и даже Кант (который анализировал весь опыт как контролируемый формальными правилами). Последняя версия, получившая название вычислительной теории разума , связана с философами Хилари Патнэм и Джерри Фодором .

Гипотеза подверглась резкой критике со стороны различных сторон, но она является основной частью исследований искусственного интеллекта. Распространенное критическое мнение состоит в том, что эта гипотеза кажется подходящей для интеллекта более высокого уровня, такого как игра в шахматы, но менее подходящей для обычного интеллекта, такого как зрение. Обычно проводится различие между типами символов высокого уровня, которые напрямую соответствуют объектам в мире, такими как <dog> и <tail>, и более сложными «символами», которые присутствуют в машине, такой как нейронная сеть .

Примеры

Примеры систем физических символов включают:

  • Формальная логика : символы - это слова типа «и», «или», «не», «для всех х» и так далее. Выражения - это утверждения формальной логики, которые могут быть истинными или ложными. Процессы - это правила логического вывода.
  • Алгебра : символы: «+», «×», « x », « y », «1», «2», «3» и т. Д. Выражения представляют собой уравнения. Процессы - это правила алгебры, которые позволяют манипулировать математическим выражением и сохранять его истинность.
  • Цифровой компьютер : символы являются нулями и единицами компьютерной памяти, процессы являются операциями процессора , что память изменений.
  • Шахматы : символы - это фигуры, процессы - это допустимые шахматные ходы, выражения - это позиции всех фигур на доске.

Гипотеза физической системы символов утверждает, что обе они также являются примерами физических систем символов:

  • Разумная человеческая мысль: символы закодированы в нашем мозгу. Выражения - это мысли . Процессы - это мыслительные операции мышления.
  • Работающая программа искусственного интеллекта : символы - это данные. Выражения - это больше данных. Процессы - это программы, которые манипулируют данными.

Аргументы в пользу гипотезы физической системы символов

Ньюэлл и Саймон

Две линии доказательств подсказали Аллену Ньюэллу и Герберту А. Саймону, что «манипулирование символами» было сутью как человеческого, так и машинного интеллекта: разработка программ искусственного интеллекта и психологические эксперименты над людьми.

Во- первых, в первые десятилетия исследований ИИ существует целый ряд очень успешных программ, используемых обработки высокого уровня символов, таких как Ньюэлл и Герберт А. Саймон «s General Problem Solver или Терри Винограда » s SHRDLU . Джон Хогеланд назвал такое исследование ИИ «Старым добрым ИИ» или GOFAI . Экспертные системы и логическое программирование являются потомками этой традиции. Успех этих программ предполагал, что системы обработки символов могут имитировать любое интеллектуальное действие.

Во-вторых, психологические эксперименты, проведенные в то же время, показали, что для решения сложных задач в логике, планировании или любых «головоломках» люди также использовали этот вид обработки символов. Исследователи искусственного интеллекта смогли смоделировать с помощью компьютерных программ пошаговое моделирование навыков решения проблем людьми. Это сотрудничество и поднятые им вопросы в конечном итоге приведут к созданию области когнитивной науки . (Этот тип исследования назывался « когнитивное моделирование ».) Это направление исследований предполагало, что решение человеческих проблем состояло в основном из манипулирования символами высокого уровня.

Символы против сигналов

В аргументах Ньюэлла и Саймона «символы», к которым относится гипотеза, - это физические объекты, которые представляют вещи в мире, такие символы, как <собака>, которые имеют узнаваемое значение или обозначение и могут быть составлены с другими символами для создания более сложных символы.

Однако также можно интерпретировать гипотезу как относящуюся к простым абстрактным 0 и 1 в памяти цифрового компьютера или потоку 0 и 1, проходящему через воспринимающий аппарат робота. В некотором смысле это тоже символы, хотя не всегда можно точно определить, что они обозначают. В этой версии гипотезы не делается различия между «символами» и «сигналами», как объясняют Дэвид Турецки и Дин Померло .

Согласно этой интерпретации, гипотеза физической системы символов просто утверждает, что интеллект может быть оцифрован . Это более слабое утверждение. В самом деле, Турецкий и Померло пишут, что если символы и сигналы - это одно и то же, то «эффективность является данностью, если только человек не дуалист или какой-то другой мистик, потому что физические системы символов универсальны по Тьюрингу ». Широко признанный тезис Черча-Тьюринга утверждает, что любая универсальная система по Тьюрингу может моделировать любой мыслимый процесс, который может быть оцифрован, при наличии достаточного количества времени и памяти. Поскольку любой цифровой компьютер является универсальным по Тьюрингу , любой цифровой компьютер теоретически может моделировать все, что может быть оцифровано с достаточным уровнем точности, включая поведение разумных организмов. Необходимое условие гипотезы о физических системах символов также может быть уточнено, поскольку мы готовы принять почти любой сигнал как форму «символа», а все разумные биологические системы имеют сигнальные пути.

Критика

Нильс Нильссон выделил четыре основные «темы» или основания, в которых подвергается критике гипотеза системы физических символов.

  1. «Ошибочное утверждение о том, что [гипотеза физической системы символов] не имеет символьного обоснования », которое, как предполагается, является требованием для общих разумных действий.
  2. Распространенное убеждение, что ИИ требует несимвольной обработки (например, той, которая может быть предоставлена ​​архитектурой коннекционизма).
  3. Распространенное утверждение, что мозг - это просто не компьютер, и что «вычисления, как они понимаются в настоящее время, не обеспечивают подходящей модели для интеллекта».
  4. И, наконец, кое-кто также считает, что мозг по сути бездумен, большая часть того, что происходит, - это химические реакции и что разумное поведение человека аналогично разумному поведению, проявляемому, например, колониями муравьев.

Дрейфус и примат бессознательных навыков

Основная статья: Хуберт Дрейфус

Хьюберт Дрейфус подверг критике необходимое условие гипотезы физической системы символов, назвав его «психологическим допущением» и определив его так:

  • Разум можно рассматривать как устройство, оперирующее битами информации в соответствии с формальными правилами.

Дрейфус опроверг это, показав, что человеческий интеллект и опыт зависят в первую очередь от бессознательных инстинктов, а не от сознательных символических манипуляций. Эксперты решают проблемы быстро, используя свою интуицию, а не пошаговые методы поиска и поиска ошибок. Дрейфус утверждал, что эти бессознательные навыки никогда не будут зафиксированы в формальных правилах. Однако развитие разумных и здравых рассуждений предоставило эмпирические данные, которые ученые серьезно рассматривают в сопоставлении с «психологическим допущением».

Сирл и его китайская комната

Основная статья: Китайская комната

Аргумент Джона Сирла о китайской комнате , представленный в 1980 году, попытался показать, что нельзя сказать, что программа (или любая физическая система символов) «понимает» символы, которые она использует; что символы сами по себе не имеют значения или семантического содержания, и поэтому машина никогда не сможет быть по-настоящему разумной только от манипуляции символами.

Брукс и робототехники

Основные статьи: Искусственный интеллект, ситуационный подход и парадокс Моравца

В шестидесятых и семидесятых годах несколько лабораторий пытались создать роботов, которые использовали символы для представления мира и планирования действий (например, Стэнфордскую тележку ). Эти проекты имели ограниченный успех. В середине восьмидесятых Родни Брукс из Массачусетского технологического института смог создать роботов, которые обладали превосходной способностью двигаться и выживать, вообще не прибегая к символическим рассуждениям. Брукс (и другие, такие как Ханс Моравек ) обнаружили, что наши самые базовые навыки движения, выживания, восприятия, баланса и т. Д., Похоже, вообще не требуют символов высокого уровня, что на самом деле использование символов высокого уровня было более значительным. сложный и менее успешный.

В статье 1990 года « Слоны не играют в шахматы» исследователь робототехники Родни Брукс прямо нацелился на гипотезу системы физических символов, утверждая, что символы не всегда необходимы, поскольку «мир - это лучшая модель для себя. Она всегда точно соответствует современным требованиям. В нем всегда есть каждая деталь, которую нужно знать. Уловка состоит в том, чтобы правильно и достаточно часто ощущать это ».

Коннекционизм

Основная статья: Коннекционизм

Воплощенная философия

Основная статья: Воплощенная философия

Джордж Лакофф , Марк Тернер и другие утверждали, что наши абстрактные навыки в таких областях, как математика , этика и философия, зависят от бессознательных навыков, происходящих от тела, и что сознательное манипулирование символами - лишь небольшая часть нашего интеллекта.

Смотрите также

Примечания

использованная литература