Kad parādīsies mākslīgā apziņa?

1. Ievads.

Parādīts, ka plaši diskutētā jauno īpašību rašanās komplicētās sistēmās ir dabisks fizikālās pasaules procesu pavadonis. Raksts ir īss apskats par svarīgu un aktuālu mākslīgās inteliģences jautājumu: apziņa. Galvenais raksta uzdevums ir parādīt, ka dažādi izteikumi par apziņas nesaprotamību un mākslīgas apziņas izveidošanas neiespējamību neatbilst mūsdienu fizikas zināšanām.

Rakstā divas daļas. Pirmā satur zinātnieku aprindās populāru, bet šodien pabeigtu (tā domā raksta autors) diskusiju par jaunu īpašību rašanos komplicētās sistēmās. Otrā ir minētās diskusijas rezultātu pielietojums konkrētā nozarē – mākslīgas apziņas jomā.

Rakstā dota apziņas definīcija, apziņas rašanās noteikumi un parādīts, kā apziņu (kādā sarežģītā sistēmā) ieraudzīt, mērīt un pārbaudīt.

 

  1. Jaunu īpašību parādīšanās.

Jaunu, sastāvdaļām nepiemītošu īpašību parādīšanās komplicētās sistēmās iepriekšējos gados bija bieži diskutēts jautājums, un var teikt, ka viennozīmīga atbilde nav iegūta arī šodien. Zinātnieki sadalījušies divās nometnēs: mistiķos, kas saka, ka apziņa ir ‘mūžīga filosofiska mīkla’ un ka tā ir ‘nesaprotama kā maģija’ [1], un ‘eksaktajos’, kas saka, ka nekā mistiska tur nav.

      Jaunu īpašību rašanos angļu valodā apzīmē ar vienu vārdu ‘emergence’, t.i., ‘rašanās’, parādīšanās. Jaunas īpašības rodas visās fizikālās sistēmās, kas saliktas kopā, izveidotas no vairākām sastāvdaļām. Visi fizikālās matērijas  atomi un molekulas, visi cilvēku izgudrojumi un patenti, visas fizikas un matemātikas formulas ir sistēmas, kuras pēc ‘kopā salikšanas’, izveidošanas, ir jaunu īpašību uzrādītājas. Tās uzrāda tādas īpašības, kas radušās no jauna, t.i., sastāvdaļām nepiemīt. Piemēram, velosipēds, radio, TV, populārais peļu slazds, u.t.t. Vai arī, piemēram, formula, algoritms, pēc kura mēs izrēķinām divu skaitļu summu, logaritmu, auto ātrumu.

      Vienkāršām sistēmām, kuru modeļi mums labi zināmi, jaunradītās īpašības mēs varam paredzēt, aprakstīt un izrēķināt. Piemēram, lodīšu pildspalva. Sarežģītāku sistēmu īpašības vēl joprojām ir paredzamas un aprēķināmas, bet ne pilnīgi. Piemēram, kosmosa kuģa lidojums. Daļu īpašību (cilvēku sajūtas un izturēšanos bezsvara stāvoklī) mēs nosakām eksperimentāli. Pavisam komplicētu sistēmu īpašības mēs bieži iepriekš zinām tikai daļēji, un daudzas no tām nosakām eksperimentāli. Piemēram, jaunu molekulu īpašības un iedarbe, piem., zāles, sintētiski materiāli, metālu sakausējumi.

      Sarežģītām sistēmām jaunās īpašības grūti paredzēt, vai arī bieži – tās vispār nav zināmas. Kāpēc? Tāpēc, ka mums nav pilnīgas šo sistēmu aprakstošās teorijas, matemātiskie un fizikālie modeļi. Tādēļ bieži šādās sistēmās iegūtos rezultātus nosaka eksperimentāli. Piemēram, jaunu medikamentu izveidošana.

      Dažiem autoriem jaunu īpašību rašanās ir nesaprotama: „es domāju, ka šis jaunrašanās jēdziens ir nesaprotams – līdzīgi kā Lielā sprādziena naivā koncepcija. Doma, ka viss (matērija, telplaiks, to iepriekšējie cēloņi un likumi, kas nosaka to rašanos) ‘ielēca esībā’ tā vienkārši ne no kā, šķiet sliktāka  par jebkuru paradoksu” [2].

Atbilžu atrašanai jāizmanto matemātikas un fizikas likumus:

–          vienmēr, kad mums ir pietiekoši laba un pilnīga procesa teorija vai modelis, jaunradītās īpašības var paredzēt un aprēķināt;

–          kad pilnīgas procesa teorijas nav vai arī aprēķini ir ļoti sarežģīti, visas jaunradītās īpašības paredzēt nevar;

–          visas jaunradītās īpašības ir skaidrojamas, reducējamas uz sastāvdaļām – saskaņā ar mūsu zināšanām par sastāvdaļām un to kopdarbību;

–          nepilnīgas zināšanas par sastāvdaļām un to kopdarbību rada mistiskas pieredzes ilūziju [2].

 

  1. Apziņa.

Cilvēku zināšanas par apziņu veidojušās kopā ar zināšanām bioloģijā un datorzinātnēs. Angļu psihologs Stjuarts Sauzerlends (Stuart Sutherland, 1927-1998) par apziņu rakstīja: “Apziņa ir fascinējošs, bet iluzīvs fenomens: nav iespējams noteikt, kas tā ir, ko tā dara, un kāpēc tā ir izveidojusies. Par to nekas, ko būtu vērts lasīt, nav uzrakstīts” [3].

Pēdējos gados par apziņu tiek rakstīts divos veidos:

–          klasificē zināmus faktus un īpašības, piešķir tiem jaunus nosaukumus un spriež par tiem. Šeit daudz neviennozīmības, neskaidrības un mistikas;

–          raksta par izpildītu darbu.

Wikipedia definē apziņu sekojoši: „apziņa ir jēdziens, kas saistīts ar attiecībām starp prātu un apkārtējo pasauli, ar kuru tas sadarbojas”. Citas definīcijas ir vienkārši tautoloģiskas: „apziņa ir stāvoklis, kad apzinās ārējo objektu, stāvokli vai faktu” [4].

Bieži sastopami miglaini izteikumi: „Šķiet, ka atomu sakārtošana noteiktā veidā rada apziņu. Un šis fakts ir viena no dziļākajām mistērijām, kuras mums dotas apspriešanai… Droši vien apziņas rašanās cilvēku jēdzienos nav skaidrojama.” [2].

      Par šīsdienas situāciju amerikāņu neirozinātnieks Jeff Hawkins raksta: „…vairākums cilvēku domā, ka apziņa ir kā maģiska mērce, kas uzlieta uz fizikālajām smadzenēm. Šādā skatījumā apziņa ir mistēriska viela, kas atdalīta no smadzenēm. Lūk tādēl zombijiem esot smadzenes bez apziņas. Viņiem esot smadzeņu viela, neironi un sinapses, bet viņiem nav speciālās mērces”[5], 195.lpp.

 

Kas ir apziņa?

      Jeff Hawkins grāmatā ‘On Intelligence’ raksta:

Varam būt droši, ka neatkarīgi no tā, kā apziņa definēta, atmiņa un paredzēšana tajā ieņem nozīmīgu vietu. Jūsu kortekss savā hierarhiskajā atmiņā rada pasaules modeli. Kad šis modelis ‘ielūkojas’ savā atmiņā un paredz ārējās pasaules reakcijas, tad to mēs saucam par domāšanu. Mūsu visapcerīgākās domas nav saistītas ar ārējo pasauli: tās ir iekšējās pasaules modeļa produkts. Protams, ka sākumā šis modelis tika izveidots ar mūsu sajūtu palīdzību, uztverot ārējo pasauli. Bet tad, kad mēs plānojam un domājam par ārējo pasauli, mēs to darām ar smadzenēs izveidotā modeļa palīdzību”. [5], 199.lpp. (to darbinot, to ‘nospēlējot’).

      „Korteksam mūsu ķermenis ir ārējās pasaules daļa. Tas uzzina  par ārējo pasauli ar sensoru palīdzību. Atcerieties, smadzenes atrodas klusā un tumšā telpā un par ārējo pasauli tās uzzina tikai caur jutekļu nervu saitēm. Smadzeņu kā attēlu atpazīšanas ierīces skatījumā jūsu ķermenis arī ir ārējā pasaule. Nav nekādas speciālas atšķirības starp to, kur beidzas jūsu ķermenis un sākas ārējā pasaule. Bet kortekss nespēj modelēt pašas smadzenes, jo tajās nav sajūtu reģistrētāju orgānu. Tādēļ mēs pieredzam, ka mūsu domas parādās neatkarīgi no ķermeņa. Mums rodas izjūta, ka mums ir neatkarīgs prāts jeb dvēsele. Kortekss izveido ķermeņa modeli, bet tas nevar izveidot paša sevis modeli. Jūsu domas, kuras izveidojas smadzenēs, ir fizikāli atdalītas no ķermeņa un pārējās pasaules. Prāts ir neatkarīgs no ķermeņa, bet ne no smadzenēm.”[5], 200.lpp.

Jūsu pasaules izpratne un atbildes uz tās iedarbēm balstās uz paredzējumiem, kurus veido iekšējais modelis. Jebkurā laika momentā jūs tikai daļēji un īslaicīgi uztverat ārējo pasauli. Bet šī daļa nosaka, kādas atmiņas tiks ierosinātas, un kopējā pasaules uztvere izveidojas kā pašreizējo jutekļu signālu un ierosināto atmiņu summa” [5], 202.lpp.

5. Definīcija.

Balstoties uz esošajām zināšanām, mēs varam izveidot apziņas pagaidu definīciju. Apziņa ir iepriekš uzkrātās pieredzes plūsma, kurā tās fizikālais nesējs – indivīds dažādās dzīves situācijās (tagadnē – reālā laikā, pagātnē – atmiņās vai nākotnē – plānos) sadarbojas ar apkārtējo vidi.

Atmiņā uzkrātā pieredze ir daudzu sensorsignālu plūsmu summa: ārējie audio, vizuālie, taustes, siltuma, smaržu un iekšējie ķermeņa signāli. Tie visi tiek atcerēti summā, tie veido bagātu iepriekšējo notikumu attēlu virkni.

Apziņas zaudēšanu ilustrē nesenie medicīniskās anestēzijas eksperimenti. Anestēzijas laikā, kad apziņa nedarbojas, atmiņā tekošie notikumi netiek ierakstīti [6], [7].

6. Apziņas rašanās noteikumi.

 Arī apziņai varam uzrakstīt rašanās noteikumus.

  1. Atmiņas no iepriekšējās pieredzes, kurās apziņas nesējs – indivīds spēlē galveno lomu: uztver signālus no apkārtējās pasaules un atbild uz tās iedarbēm. Lielākajai šādas pieredzes daļai jābūt iegūtai no mācīšanās, tā nedrīkst būt agrāk ieprogrammēta. Kāpēc? Tāpēc, ka tikai mācīšanās laikā uzkrātā pieredze būs savienota, saistīta ar apmācības procesa kustību un izpildorgānu neironu pieredzi.
  2. Neironu programma, kura izveido ārējās pasaules modeļus un paredz tiem atbilstošas ārējās pasaules reakcijas un paša indivīda darbības [5], 87-97.lpp.
  3. Neironu programma, kura salīdzina dažādas iepriekšējās darbības un izvēlas dotajai situācijai piemērotāko. Lai izvēlētos piemērotāko, nepieciešama iepriekš ieprogrammēta vai indivīda pieredzes laikā izveidota darbību vērtēšanas sistēma – vērtību skala.
  4. Ārējās iedarbes, kas iniciē atmiņu plūsmas un indivīda reakcijas.

 

7. Kā atpazīt apziņu?

Neironu apmācības programmas ar novērtēšanu (reinforcement learning) atmiņā izveido ārējās pasaules ‘kartes’, uzkrāj, atceras ārējās pasaules reakcijas, paredz nākošos notikumus un izvēlas savu labāko, dotajai situācijai atbilstošo rīcību. Vienkāršākajos gadījumos  pietrūkst divas būtiskas lietas: tās neizveido darbojošā subjekta (galvenās darbojošās personas – sevis) jēdzienu (skat. [5] citātus 200. un 202.lpp.), un, otrkārt, tās izveido vienkāršotus ārējās pasaules modeļus (piemēram, ‘darbība – reakcija’ pārus). Šīs divas lietas var būt vairāk vai mazāk izteiktas un ārējam novērotājam vieglāk vai grūtāk ieraugāmas.

Cilvēki ārējo pasaules sistēmu aprakstam ir izveidojuši speciālus simbolus un valodas (fizika, matemātika, sarunu valodas), un tāpēc mēs viegli ieraugām, ka cilvēkiem ir apziņa.

Hawkins raksta: „Kad ķeram lidojošu bumbu, tad notiek trīs procesi. Vispirms, redzot lidojošo bumbu, automātiski tiek ieslēgtas atbilstošas iepriekšējo notikumu atmiņas. Otrkārt, tiek aktivizētas attiecīgo kustību izpildei nepieciešamo muskuļu komandu atmiņas. Treškārt, iegūtās atmiņas tiek pielāgotas bumbas pašreizējam lidojumam un subjekta ķermeņa stāvoklim. Atmiņas par to, kā noķert bumbu, nav iepriekš ieprogrammētas smadzenēs, tās ir izveidotas, mācoties no daudzkārt atkārtotiem vingrinājumiem, [5], 69.lpp.

 Apziņa ir pakāpeniska īpašība, tāpēc ir nevietā runas par to, ka kādam augam, dzīvniekam vai robotam apziņa ‘ir vai nav’. Apziņa var būt vairāk vai mazāk izteikta, atkarībā no tā, cik labi izpildīti tās rašanās noteikumi. Piemēram, šaha spēles programmām un citām apmācošās sistēmām [8] tikai daļēji piemīt apziņa: tām ir maz attīstīti, maz izteikti rašanās noteikumi 1, 2 un 3.

8. Kā mērīt apziņu?

Ar Tjūringa testu. Kaut gan Jeff Hawkins apšauba Tjūringa testa piemērotību un tā vietā piedāvā mašīnas spēju paredzēt ārējās vides reakcijas ([5], 105.lpp.), pagaidām mums tomēr jāpaliek pie Tjūringa testa, kurš ar pārdomātu jautājumu palīdzību noskaidro, vai:

–          mašīnai ir izveidoti ārējās pasaules un sevis modeļi [5], 6. un 225.lpp,

–          mašīna paredz ārējās pasaules reakcijas [5], 2. un 88.lpp.,

–          mašīna spēj izvēlēties piemērotu rīcību. Tas nozīmē, ‘saprot’ ārējo pasauli [5], 89.lpp.

Piemēram, lai internets iegūtu cilvēkam līdzīgu, cilvēkam saprotamu un atpazīstamu apziņu, papildus augstāk minētajiem 4 noteikumiem ir nepieciešams:

–          cilvēkam līdzīgi (vismaz daļēji) ieejas sensori un izpildorgāni;

–          lokāla, no apkārtējās vides nodalīta, kādam ķermenim līdzīga fizikāla sistēma;

–          programmas un uzkrātās atmiņas, saistītas ar internetam pieslēgto mašīnu sensoriem un izpildorgāniem.

Vienīgais veiksmīga Tjūringa testa izpildes ierobežojums būs mašīnas pieredze: taustes, temperatūras, vizuālā, audio, smaržu, iekšējo ķermeņa signālu un sociālo kontaktu pieredzes bibliotēka. Mašīna tāpat kā jebkurš cilvēks nevarēs sakarīgi atbildēt uz tādiem jautājumiem, kuru atbildes nebūs tās pieredzē.

 

Raksts izveidots pēc I. Vilka publikācijas ‘When will consciousness emerge?’ žurnālā

Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, Vol 2, No 1: March 2013.

Piezīme. Jeff Hawkins grāmatas ‘On Intelligence’  pdf var iegūt mākslīgā intelekta mājaslapā www.artificialintelligence.lv.

 

Literatūra.

 [1]        Bedau, M. Weak Emergence. Philosophical Perspectives: Mind, Causation, and World. 1997; 11: 375-399.

[2]       Harris, S. The Mystery of Consciousness. Sam Harris Blog, 2011

[3]        http://www.thebigview.com/mind/.

[4]        Merriam-webster dictionary.

http://www.merriam-webster.com/dictionary/consciousness

[5]        Hawkins, J. On Intelligence. New York: Times Books. 2004.

[6]        Alkire et al. Consciousness and Anesthesia.  Science. 2008; 322 (5903): 876-880

[7]        Linda Geddes. Banishing consciousness: the mystery of anesthesia. NewScientist. 2011; 29.11

 

[8]       Carlos Hernandez, Ricardo Sanz,Ignacio L´opez. Consciosusness in Cognitive Architectures. 2008-02-27, http://core.kmi.open.ac.uk/display/87106

 

 

 

 

 

About basicrulesoflife

Year 1935. Interests: Contemporary society problems, quality of life, happiness, understanding and changing ourselves - everything based on scientific evidence. Artificial Intelligence Foundation Latvia, http://www.artificialintelligence.lv Editor.
This entry was posted in All Posts, Understand and Manage Ourselves. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s