نگاهی کوتاه به «هوش مصنوعی»؛

انسان‌ها به مثابه کدهای شناختی/ آیا ماشین‌ها می‌توانند فکر کنند؟

تورینگ در مقاله‌ای به طرح این سوال پرداخت که آیا ماشین‌ها می‌توانند فکر کنند؟ و با طرح چنین سوالی حوزه هوش مصنوعی توسط وی بنیان نهاده شد.

کد خبر: ۲۳۵۳۱۶

شنبه - ۳۱ فروردين ۱۳۹۲ / April 20, 2013

گروه علمی «خبرگزاری دانشجو» - محمد مهدی میرلو، کارشناسی ارشد فلسفه غرب و روان شناسی عمومی؛ بشر امروز عنوان علمی انسان هوشمند (homo-sapiens) را به خود اختصاص داده و این عنوان به علت داشتن قابلیت های ذهنی و حسی است که در وی مشاهده می شود.

تاریخچه مطالعه هوش و بررسی ماهیت آن قدمتی بیش از 2000 هزار سال را نشان می دهد و فیلسوفان نخستین کسانی بودند که به بررسی فرآیند شناخت و مسائل مرتبط با هوش علاقه نشان داده اند.

با ساخت نخستین نسل رایانه ها در دهه 1950 تحولی شگرف رخ داد و توانایی های ذهنی انسان در قالب قوانین تجربی و نظریه نمود پیدا کرد. در این میان شکل گیری دانش نوپای هوش مصنوعی یکی از معماهای پاسخ داده نشده در حوزه تاریخ اندیشه بشری را دوباره در کانون توجه خود قرار داده است، معمایی که صورت مساله آن بسیار ساده بود: چگونه مغز کوچک آدمی توانایی فهم، پیشگویی و دستکاری جهانی به مراتب بزرگ تر و پیچیده تر از خود را دارد؟

در این مقاله برآنیم تا به دور از مفاهیم و اصطلاحات فنی، به بررسی چگونگی شکل گیری دانش نوپای هوش مصنوعی و تقابل آن با هوش طبیعی (انسانی) بپردازیم.

پیشینه تاریخی

بسیاری حوزه هوش مصنوعی را محل تلاقی علوم قدیم و جدید می دانند. بدون شک ریشه های مباحث مطرح شده در حوزه هوش مصنوعی را می توان در فلسفه، ریاضیات، روان شناسی، زبان شناسی، نورولوژی و فیزیولوژی جستجو و در عین حال نتایج ملموس و عینی این مباحث را در علوم رایانه، علوم مهندسی، علوم زیست شناسی، پزشکی و علوم ارتباطات بوضوح مشاهده کرد.

پیش از پیدایش علوم الکترونیکی، فلاسفه و ریاضیدانان به عنوان نخستین کسانی به شمار می آیند که به طرح مساله هوش مصنوعی پرداخته اند، اما پس از گذشت اندک زمانی و با اختراع رایانه های الکترونیکی در سال 1943، دانشمندان با چالش های بزرگی مواجه شدند.

در سال 1956 جان مکارتی  (John Mccorthy)  که از وی به عنوان پدر علم و دانش تولید ماشین های هوشمند یاد می شود برای نخستین بار واژه هوش مصنوعی (Artificial intelligence) را به کار برد و آن را به عنوان دانش و مهندسی ساخت ماشین های هوشمند تعریف کرد.

در واقع می توان سال های 1943 تا 1956 را دوران حساس برای شکل گیری حوزه هوش مصنوعی در نظر گرفت. در نهایت هوش مصنوعی به عنوان یک دانش جدید در سال 1956 مطرح شد و در این میان آلان. ام. تورینگ (Alan. M. Turing) را باید بنیانگذار حوزه هوش مصنوعی معرفی کرد.

تعریف هوش مصنوعی

با وجود گذشت نیم قرن از پیدایش هوش مصنوعی، تکثر و تعدد تعاریف هوش مصنوعی بوضوح قابل مشاهده است. هر یک از نظریه پردازان این حوزه به تناسب رویکرد و دیدگاه خاص خود به ارائه تعریفی از هوش مصنوعی پرداخته است که به تعدادی از این تعاریف اشاره می شود:

1 ـ هوش مصنوعی شاخه ای از علوم یارانه ای است که در این باره تحقیق می کند که تا چه اندازه ای ماشین ها می توانند از رفتار هوشمند ارگانیسم های جاندار نسخه برداری کرده یا آنها را شبیه سازی کنند. (هرگنهان، 795، 1389)

2 ـ هوش مصنوعی شاخه ای از علم کامپیوتر است که ملزومات محاسبات همچون ادراک (perception)، استدلال (reasoning) و یادگیری (learning) را بررسی و سیستمی را برای اجرای این اعمال معرفی می کند.

3 ـ آندرو کلمن در فرهنگنامه روان شناسی آکسفورد، هوش مصنوعی را چنین تعریف می کند: طراحی برنامه های رایانه ها یا ماشین ها به منظور انجام دادن کارهایی که به طور معمول توسط ذهن انسان انجام می شود مانند بازی شطرنج، منطقی اندیشیدن، نوشتن شعر، ساختن موسیقی یا تحلیل مواد شیمیایی.

با وجود تعاریف متعدد و گهگاه متفاوت این سوال قابل طرح است که چرا با گذشت نیم قرن از پیدایش دانش هوش مصنوعی هنوز تعریفی که همگان برآن اتفاق نظر داشته باشند ارائه نشده است؟

با اندک تاملی می توان چنین نتیجه گیری کرد که وقتی مقوله و مفهوم اصلی یعنی هوش هنوز تن به تعریفی جامع و کامل نداده بدیهی است که چرا نمی توان در تعریف هوش مصنوعی به توافق کامل رسید. با وجود تعاریف متعدد از هوش مصنوعی، همه تعاریف را می توان در ذیل چهار عنوان طبقه بندی کرد:

1 ـ سیستم هایی که به طور منطقی فکر می کنند.
2 ـ سیستم هایی که به طور منطقی عمل می کنند.
3 ـ سیستم هایی که مانند انسان فکر می کنند.
4 ـ سیستم هایی که مانند انسان عمل می کنند.

در واقع به لحاظ تاریخی هر چهار تعریف فوق و به تعبیر دقیق تر هر چهار رویکرد عنوان شده در بالا طرفدارانی داشته اند. با اندک تاملی بر طبقه بندی فوق می توان به این نکته پی برد که مساله اصلی نظریه پردازان هوش مصنوعی در این امر خلاصه می شود که یا انسان را باید به عنوان مدل مطرح یا باید روی استانداردهای ایده آل کار کرد.

برای فهم مطلب فوق می توان طبقه بندی چهارگانه فوق را به 2 رهیافت کلی تر یعنی رهیافت انسانی و رهیافت منطقی تقلیل داد. در طول نیم قرن اخیر همواره میان رهیافت انسانی و رهیافت منطقی تنش وجود داشته است.

به تعبیر استوارت راسل، رهیافت انسانی یا انسان محور در زمره علوم تجربی که با نظریه و اثبات تجربی سر و کار دارند قرار می گیرد، در حالی که رویکرد منطقی شامل ریاضیات و مهندسی می شود؛ هرچند این نکته باید مورد توجه قرار گیرد که تمایز میان رفتار انسانی و رفتار منطقی به این معنا نیست که انسان ها لزوما موجوداتی غیرمنطقی هستند، بلکه به این نکته اشاره دارد که انسان ها موجودات کاملی نیستند.

فارغ از مجادلات و مباحث مربوط به تعریف هوش مصنوعی که در جای خود از اهمیت خاصی برخوردار است می توان چنین نتیجه گرفت که هدف اصلی نظریه پردازان و محققان در عرصه هوش مصنوعی تولید ماشینی است که به صورت هوشمندانه دستورات مورد نیاز را انجام دهد.

برای مثال چنین ماشینی باید قادر به برنامه ریزی و کنترل، قابلیت درک سوال سوال کننده و ارائه پاسخ مناسب به آن، توانایی بازشناسی و شناسایی چهره ها و مواردی از این قبیل را داشته باشد.

به کارگیری واژه هوشمندانه موجب شکل گیری مناقشات و انتقادات بسیاری شده است.

بسیاری بر این باورند که ماشین های هوشمند ساخته شده فاقد درک واقعی هستند. در واقع آنها بیان می کنند که صرف مشاهده رفتاری هوشمندانه از یک ماشین دلیل کافی برای هوشمند تصور کردن آن ماشین نخواهد بود، بلکه آنچه لزوما باید بدان توجه کنیم بررسی ساختار داخلی و مکانیسم انتخاب توسط ماشین است.

این به آن معناست که آیا چنین انتخابی مبتنی بر آگاهی خود ماشین است یا نه؟ این امر نیز بدیهی است که انتخاب آگاهانه و هوشمندانه هنگامی روی خواهد داد که ماشین قادر به تحلیل اطلاعات دریافتی از محیط پیرامون خود باشد و بتواند میان اطلاعات دریافتی از محیط خویش رابطه معناداری برقرار کند.

آزمون تورینگ (Turing test)

در سال 1950 آلان ام. تورینگ، ریاضیدان معروف بریتانیایی با نگارش مقاله ای با عنوان ماشین آلات محاسبه گر و هوش، دانشمندان را با چالشی جدی مواجه کرد. وی در این مقاله به طرح این سوال پرداخت که آیا ماشین ها می توانند فکر کنند؟ و با طرح چنین سوالی حوزه هوش مصنوعی توسط وی بنیان نهاده شد.

در واقع تورینگ از دانشمندان عصر خویش خواست ماشینی را طراحی کنند که انسان ها در مواجه با آن گمان کنند این ماشین یک انسان است. مسلما مهم ترین مساله در سوال تورینگ پرداختن به واژه فکر کردن است. واژه فکر کردن، اصطلاحی مبهم است و به همین دلیل تورینگ برای پاسخ دادن به سوال خود، روشی عینی را در قالب یک بازی تقلیدی مطرح کرد.

تورینگ از ما درخواست می کند فضایی را تجسم کنیم که در آن یک بازپرس از یک انسان و یک رایانه که هر دوی آنها از دید وی پنهان هستند چند سوال می پرسد. سوالات و پاسخ ها روی صفحه کلید تایپ شده و روی مانیتور نمایش داده می شود. در عین حال رایانه به گونه ای برنامه ریزی شده است که گویی یک انسان است.

اگر بازپرس نتواند پاسخ های رایانه را از پاسخ های انسان تشخیص دهد رایانه در آزمون تورینگ قبول شده و می توان چنین استنباط کرد که چنین کامپیوتری قادر به فکر کردن است.

آزمون تورینگ تا امروز دانشمندان را با چالش بزرگی مواجه کرده است. رایانه یا هر ماشین هوشمند دیگری برای موفقیت در آزمون تورینگ باید قابلیت های زیر را دارا باشد:

1 ـ پردازش زبان طبیعی(NLP): این به آن معناست که رایانه باید معنای جملات نوشته شده را درک کند.

2 ـ بازنمایی دانش(knowledge representation): رایانه باید اطلاعات تولید شده قبل یا در حین آزمون را ذخیره کند.

3 ـ استدلال خودکار(automated reasoning): رایانه باید برای پاسخ به سوالات از اطلاعات ذخیره شده استفاده و نتایج جدیدی را نیز استخراج کند.

موضع‌گیری‌ها در برابر آزمون تورینگ

پس از نگارش مقاله ماشین آلات محاسبه گر و هوش و طرح آزمون تورینگ، 2 موضع گیری مطرح شد:

1 ـ طرفداران هوش مصنوعی ضعیف: این افراد مدعی اند در بهترین حالت تنها می توان چنین تصور کرد که رایانه می تواند ویژگی های ذهنی انسان را شبیه سازی کند. در نتیجه مشخص است که عملکرد شناختی رایانه نمی تواند همانند عملکرد شناختی انسان باشد.

نکته: با وجود پیشرفت و دستاوردهای عظیم همچنان این سوال بی پاسخ باقی مانده است که اگر در قرن حاضر ارتباط انسان ها با یکدیگر از طریق کدهای شناختی صورت می پذیرد چگونه می توان از فاجعه تبدیل شدن انسان ها به کدهای شناختی جلوگیری کرد؟

2 ـ طرفداران هوش مصنوعی قوی: این افراد معتقدند رایانه ها قادر هستند از فرآیندهای شناختی انسان نسخه برداری کنند. در واقع طرفداران این رویکرد براین باورند که رایانه، ذهنی است که توانایی اندیشیدن و ادراک کردن را دارد.

در این رویکرد ذهن انسان به عنوان یک برنامه رایانه ای در نظر گرفته می شود که در آن فرآیند تفکر به معنی دستکاری نمادها مطابق با قواعد تعریف می شود و به دلیل این که رایانه ها نیز نمادها را مطابق با قواعد دستکاری می کنند پس می توان نتیجه گرفت رایانه ها نیز فکر می کنند. (هرگنهان، 1389)

از جمله منتقدان سرسخت رویکرد هوش مصنوعی قوی، جان سیرل(John Searle) است. وی معتقد است برنامه رایانه، نمادها را بدون آگاهی از معنای آنها دستکاری می کند. در واقع از نگاه سیرل، برنامه های رایانه به دلیل توانایی دستکاری نمادها مطابق قواعدی خاص دارای ویژگی ترکیب (syntax)، است ولی فاقد معنابخشی به نمادها یا همان معناشناسی (semantic) است.

هوش طبیعی و هوش مصنوعی

یکی از مباحث مهم و جنجال برانگیز قرن حاضر، تقابل میان هوشمندی طبیعی و هوشمندی مصنوعی است. چنان که می دانیم هوشمندی انسانی یا همان هوشمندی طبیعی نوعی هوشمندی بیولوژیکی است که بر پایه مکانیسم های طبیعی ساخته شده، در حالی که هوشمندی مصنوعی بر پایه استفاده از عناصر و مدارهای منطقی بنا شده است.

تقابل میان هوشمندی مصنوعی و هوشمندی طبیعی لااقل تا به امروز در قالب تقابل پیچیدگی فوق العاده و سادگی فوق العاده مطرح می شود و به یک بحث جدی و جنجال برانگیز تبدیل شده است، هرچند رایانه های هوشمند دارای مزایایی همچون عدم خستگی، عدم شک و اشتباه، سرعت، دقت بالاو... هستند، ولی همچنان قادر به رقابت با هوش انسانی نیستند. مهم ترین تفاوت ها میان هوش طبیعی و هوش مصنوعی و در واقع تفاوت مغز و رایانه را می توان در چند مورد خلاصه کرد:

1 ـ از نگاه افرادی چون چرچلند، مغز ما همزمان با یادگیری تغییر می کند و در عین حال اطلاعات را در یک جا ذخیره و پردازش می کند، در حالی که این مساله در مورد رایانه صدق نمی کند.

2 ـ مغز انسان دارای ساختاری موازی است به این معنا که به صورت همزمان، تعامل های بسیاری در مسیرهای متفاوت در مغز صورت می گیرد، در حالی که ساختار رایانه به گونه ای است که عملی را باید بعد از عمل دیگر با سرعت بالاانجام دهد. در واقع در اغلب رایانه ها کارکرد براساس پردازش زنجیره ای است و تعامل به نسبت کمتری رخ می دهد.

3 ـ افرادی همچون بادن (Baden) معتقدند فرآیند شناخت در انسان به طور همزمان از چندین عامل انگیزشی و احساسی تاثیر می پذیرد و این ویژگی مغایر با طبیعت تک بعدی برنامه های رایانه است. (آیسنک، 1379)

کاربرد هوش مصنوعی

شاید اگر دو سه دهه قبل از کاربرد هوش مصنوعی سوال می شد بسیاری هوش مصنوعی را با بازی شطرنج به یاد می آوردند، امری که مورد انتقاد مک کارتی از بنیانگذاران هوش مصنوعی نیز واقع شده و چنین پاسخ داده است: «محدود کردن هوش مصنوعی به شطرنج مانند این است که علم ژنتیک را از زمان داروین تاکنون محدود به پرورش لوبیا بکنیم»، اما در دهه اخیر دستاوردهای هوش مصنوعی در زمینه های مختلف از پزشکی، کشاورزی و صنعت گرفته تا صنایع و تسلیحات نظامی کاملاآشکار است.

در اینجا به بخشی از کاربردهای هوش مصنوعی اشاره می کنیم:

1 ـ علوم فضا: امروزه هوش مصنوعی کاربرد گسترده ای در علوم فضا و ارسال فضاپیماها دارد. برای مثال در فاصله 100 میلیون کیلومتری زمین، برنامه(Remote Agent) ناسا، نخستین برنامه ریزی خودمختاری بود که بر برنامه زمانی عملیات یک فضاپیما نظارت می کرد.

2 ـ علوم پزشکی: کاربرد هوش مصنوعی در قلمروی پزشکی دستاوردهای مهمی را به دنبال داشت. برنامه های تشخیص پزشکی به گونه ای طراحی شده اند که همانند یک پزشک متخصص در تشخیص بسیاری از بیماری ها عمل می کنند. برای نمونه در سال 1991 یک رایانه همانند یک متخصص آسیب شناسی غدد لنفاوی توانست یک مورد بسیار دشوار را تشخیص و علت تشخیص خود را توضیح دهد. امروزه حتی بسیاری از جراحان در ریزجراحی ها از ربات ها کمک می گیرند.

3 ـ درک زبان و حل مسئله: برنامه رایانه ای به نامPROVERB توانسته است جدول کلمات متقاطع را در بسیاری از مواقع از اکثر انسان ها بهتر حل کند.

4 ـ بازی های رایانه ای: Deep Blue نام برنامه ای است که توانست در یک مسابقه شطرنج بر گری کاسپاروف، استاد مسلم شطرنج و قهرمان جهان پیروز شود. نکته قابل تامل این است که کاسپاروف پس از شکست اذعان کرد که نوع جدیدی از هوشمندی را در مقابل خود احساس کرده است.

بدون شک دستاوردهای فوق که تنها بخشی از یک مجموعه عظیم است برای دانشی نوپا و جوان همچون هوش مصنوعی امری قابل قبول و درخور تحسین است.

مخالفان و موافقان هوش مصنوعی

طرح مسئله هوش مصنوعی با واکنش های مختلفی در میان فیلسوفان و روان شناسان مواجه شد. فیلسوفان و روان شناسان ماده گرا با طرح مساله هوش مصنوعی نه تنها مخالفتی نکردند، بلکه با استقبال کردن از این ایده بیان کردند طبیعت انسان چیزی جز سیستم های مادی نیست.

فیلسوفان و روان شناسان دوگانه نگر (dualistic) از یک سو موافقت ضمنی خود را با این ایده اعلام کردند و از سوی دیگر مخالفت هایی نیز ابراز کردند، اما در این میان گروه سومی از فیلسوفان و روان شناسان که طرفدار اراده آزاد هستند قاطعانه در برابر ایده هوش مصنوعی به عنوان الگویی برای شناختن ذهن انسان مقاومت کردند.

این گروه معتقدند انسان دارای ویژگی های منحصر به فردی همچون خلاقیت و گرایش به شکوفایی است که پیاده کردن چنین مدلی روی ماشین های مصنوعی یاوه گویی و تمسخرآمیز است. از سوی دیگر این افراد هشدار می دهند در نظر گرفتن انسان به عنوان یک ماشین موجب می شود با انسان همچون یک ماشین رفتار شود و کارکرد انسانی به کارکرد ماشینی تقلیل یابد.

علوم شناختی(cognitive science)

علم شناختی حوزه ای نوپا در قلمروی علوم است که مجموعه ای از رشته های علمی را تشکیل می دهد که به مطالعه فرآیندهای شناختی می پردازد. در واقع علم شناختی یک اصطلاح چتری است که رشته های مختلفی همچون روان شناسی شناختی، معرفت شناسی فلسفی، علوم رایانه ای، هوش مصنوعی، ریاضیات و روان شناسی عصبی را در بر می گیرد.

این حوزه میان رشته ای اواسط دهه 1970 با تشکیل انجمن علم شناختی بنیان نهاده شد. مهم ترین دغدغه محققان این حوزه پاسخ به این سوال کلیدی است که ذهن انسان چگونه فعالیت می کند؟ معمایی که تا امروز هنوز پاسخ جامعی بدان داده نشده است و همین امر اهمیت همیاری و مطالعات بین رشته ای را برای رمزگشایی چنین معمای دشواری نشان می دهد.

سخن آخر

بدون شک در عصر حاضر سیطره ماشین ها به طور عام و در واقع هوش مصنوعی به طور خاص امری غیرقابل انکار است. پیشرفت معجزه آسای علوم رایانه ای بویژه هوش مصنوعی نویدبخش آینده ای درخشان و دستاوردهای اعجاب انگیز برای بشریت است.

در این میان افرادی همچون استوارت جی راسل آینده امیدبخشی را برای هوش مصنوعی ترسیم می کنند و معتقدند گسیختگی های فعلی در عرصه مطالعات پیرامون هوش مصنوعی، روند یکپارچه ای را در آینده نزدیک به خود خواهد گرفت.

با وجود این، همچنان این سوال بی پاسخ باقی مانده است که اگر در قرن حاضر ارتباط انسان ها با یکدیگر از طریق کدهای شناختی صورت می پذیرد چگونه می توان از فاجعه تبدیل شدن انسان ها به کدهای شناختی جلوگیری کرد؟ سوالی که درخور تامل بسیار و تحلیل عمیق است.