Эпистемологическое содержание компьютерной революции

Одной из центральных проблем современной информатики является проблема представления знаний для компьютерных систем, или инженерии знаний. И.А. Алексеева отмечает, что решение такого рода задач связано с выяснением устройства и механизмов функционирования знания, их классификацией, исследованием логических механизмов рассуждения и т.п. Причем с технологической точки зрения задача инженерии знаний состоит в том, чтобы сделать формализованным неформализованное знание эксперта или хотя бы некоторые его фрагменты, оценить технологии его получения, хранения и обработки.

С методологической же точки зрения ставится вопрос о влиянии информационной технологии на развитие знания, в том числе на эволюцию его форм и видов, используемых в той или иной профессиональной деятельности.

Что же следует понимать под информацией, данными и знаниями?

Г. Бехманн подробно анализирует следующие их определения. Одно из них гласит: если данные организованы, они становятся информацией. Согласно другой точке зрения, информация включает в себя процесс манипулирования, представления и интерпретации данных, поскольку ее цель редуцировать неопределенность и позволит принять решение. Знание, которое может существовать в различных формах — научное знание, суждение или опыт, — также важно понимать не просто как содержание данных, а как активный процесс, включающий в себя способность интерпретировать данные. С точки зрения Ю. Миттельштрасса, информация — это путь и средство, с помощью которого знание транспортируется, поэтому оно становится видимым только через информацию. Информация, которая должна быть не корректной, а вероятной, может репродуцировать знание или незнание, и в этом смысле информационное общество является хронически неинформированным.

Поскольку пользователями информационных систем являются в своем большинстве не профессиональные программисты, то возникает задача организации диалогового режима работы с компьютером на ограниченном естественном языке. Согласно компьютерной лингвистике, которая специально занимается вопросами оптимизации коммуникации между человеком и вычислительной машиной, вопрос выработки языка деловой прозы является не таким простым. Язык — это не столько форма выражения готовых мыслей, сколько средство содержательной организации и представления знаний. Не существует знаний, которые не прошли через голову человека, а само знание представляет собой совместный продукт языка и мышления. Для экспертных систем характерно оперирование «готовым» знанием, поскольку они не могут его производить. Кроме того, человек всегда использует понятия, которым невозможно дать точное научное определение, поскольку огромную роль в них играет также бессознательное. Человеческие знания являются многомерными, и, кроме понятийной формы общения, существует также язык мнемонических изображений, жестов и т.д. Отсюда вытекают большие сложности в проблеме представления знаний для компьютерных систем.

Одним из важных средств такого представления знаний служат различные как общие, так и специальные языки программирования, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения, различные концептуальные средства представления и возможности моделирования, приспособленные к решению конкретных задач и имитации определенных аспектов моделируемой системы. В настоящее время для организации эффективного диалога с компьютером используются технические и программные средства, которые дают возможность облегчить ввод информации и выдачу результатов моделирования. К ним относятся, в частности, специализированные алгоритмические языки моделирования, в каждом из которых тщательно разработана система абстракций, закрепленная в соответствующей концептуальной схеме и представляющая основу для формализации. В них, как и в различных вариантах общей теории систем, в которых в качестве одной из основных целей выдвигается разработка формализованного описания сложных систем независимо от их природы, эта задача во многом решена, разработаны сходные понятия и представления. Жестко заданная система понятий, объем и содержание которых четко определены, облегчает формализацию проблемы, подлежащей решению. В этих понятиях задается образ объекта, детерминированный той или иной математической теорией, интерпретацией которой является данный язык (например, теорией массового обслуживания). Поэтому концептуальный каркас такого языка в значительной степени определяет и область его применения.

Использование алгоритмических языков имитационного моделирования является сегодня также средством математизации многих наук, ранее ей не поддававшихся. Например, в социальных науках, психологии, науках о поведении, где теории традиционно не могут быть настолько же формализованными и точными, как математизированные физические теории, это приводит к экспликации в них теоретических положений и понятий, вскрытию разрывов в аргументации и обосновании теоретических предположений, проведению конструктивной критики этих теорий. Наряду с формализацией имитационные модели выполняют также важную эвристическую функцию, особенно при моделировании динамики различных исследуемых процессов. Даже в случае достаточно тривиальных моделей компьютерное моделирование дает возможность представить результаты исследования яснее, проще и быстрее.

Вместе с тем тотальная компьютеризация порождает множество проблем, которые раньше просто не возникали, например компьютерной этики, связанной с вопросами несанкционированного вторжения в компьютерные базы данных, ответственности за ошибки, допущенные в ходе функционирования компьютерных программ, могущие привести даже к катастрофическим последствиям, а также ответственности за информационные загрязнения и вирусные атаки и т.п. Как отмечает К. Митчам, компьютерная этика ставит вопрос о правильном и неправильном использовании информации в информационном обществе. Поскольку информационные системы все в большей степени становятся основой для принятия ответственных решений, то возникает вопрос, а насколько они вообще могут быть морально ответственными. Например, кто может считаться ответственным за неверно поставленный диагноз у пациента, что в экстремальном случае может привести к летальному исходу во время операции, —лечащий врач, эксперты, вложившие ошибочную информацию в память компьютерной системы, или программисты, вызвавшие, вероятно невольно, сбой в программе, хакер, запустивший в сеть вирус, или же сама программа, а может быть, даже внезапно вышедший из строя технический компонент? Ситуация, складывающаяся в каждом конкретном случае, может оказаться безнадежной, а принятие решения — безответственным, что приводит к снятию с человека всякой ответственности, приписываемой информационной системе в целом или отдельному компьютеру, которые, однако, не являются социальными и моральными существами. Ответственность всегда несет человек, работающий с этой системой и вынужденный проводить оценку на основе понимания некоторого текста, представленного на мониторе компьютера. В экспертных системах, по определению И.А. Алексеевой, задача контроля частично решается с помощью вспомогательного текста, предоставляемого системой пользователю в качестве объяснения, что, конечно, не снимает окончательно проблемы доверия к работе компьютера. Тем не менее решение должно быть принято, а часто без компьютерной поддержки это бывает вообще невозможно, в особенности если речь идет о так называемых системах с искусственным интеллектом.

Понятие «искусственный интеллект» — это обозначение области комплексного научно-технического исследования проблем автоматизации интеллектуальной деятельности с целью расширения ее возможностей на основе компьютерной поддержки и освобождения человека от решения рутинных задач. К нему относятся, например, проблемы автоматизации принятия решений, разработки диалоговых систем, машинного перевода, автоматизации исследования, проектирования и имитационного моделирования, создания интеллектуальных банков данных, самообучающихся и экспертных систем, распознавания образов, инженерии знаний, разработки интегральных роботов и т.д. Речь идет не о замене естественного интеллекта искусственным и не о простом копировании соответствующих функций и процедур человеческой деятельности, хотя при этом используются такие антропоморфные понятия, как «память», «интеллект», «знания» и т.п. Однако именно перенос принципа самоорганизации живых систем на сложные технические системы становится основой для создания обучающихся автоматов и вычислительных комплексов, т.е. систем с искусственным интеллектом на основе моделирования информационных процессов и психологических механизмов работы мозга, анализа нейронных сетей, способов представления знаний и т.п.

Интенсивная разработка проблем в этой сравнительно новой области науки и техники происходила в 1970-е гг. В тот период лавинообразно растет число публикаций по данной проблематике, а также национальных и международных конференций, глобальных и частных проектов. Но тогда они еще не имели твердого научного фундамента и привлекали внимание лишь профессиональных кибернетиков. Сегодня же они демонстрируют солидный теоретический базис и множество прикладных результатов как в научной, так и в инженерно-технической области, в космических исследованиях, в экономике, медицине и промышленной сфере. Системы искусственного интеллекта можно уподобить «интеллектуальному верстаку», который должен стать удобным средством усиления интеллектуальных способностей человека.

Основной целью исследований в области искусственного интеллекта является не замена человека машиной, а имитация человеческой мыслительной деятельности для передачи все большего количества рутинной работы компьютерным устройствам с помощью алгоритмизации и формализации ее отдельных фрагментов, при этом человеку остается решение действительно творческих задач. В этой связи возникает и множество философских проблем, например исследования человеческой мыслительной деятельности с целью алгоритмизации отдельных ее фрагментов. Время, когда некоторые философы и кибернетики обсуждали возможность и даже необходимость полной формализации и автоматизации человеческой деятельности, безвозвратно ушло в прошлое. Практика показывает, что формализация и автоматизация деятельности не всегда возможна независимо от уровня развития техники, а часто бессмысленна и экономически неэффективна. Само же выражение «искусственный интеллект» представляет собой метафорическое обозначение данного научного направления, суть которого состоит в усилении интеллектуальной деятельности человека с помощью вычислительных машин. Поэтому попытки сравнения искусственного и естественного интеллектов не имеют конструктивного смысла.

Исследования в области искусственного интеллекта представляют собой одно из важнейших направлений информатики, связанное с поддержанным компьютером моделированием отдельных творческих процессов. В них можно выделить две основные области исследований: во-первых, моделирование работы головного мозга, психических функций для воспроизведения их в новых вычислительных устройствах; во-вторых, развитие компьютеров и программного обеспечения для поддержки отдельных творческих процессов, что принесло многочисленные прикладные результаты, связанные с имитацией творческой деятельности человека, машинным распознаванием текстов и разработкой вопросно-ответных систем на естественном языке, использованием средств искусственного интеллекта в робототехнике.

Перенос механических свойств и функционирования машины на объяснение живого организма независимо от оценки продуктивности этой исследовательской программы для изучения организма имел следствием их сравнительный анализ, оказавшийся впоследствии весьма продуктивным для развития машинной техники вообще и компьютерной техники и информатики в первую очередь. Некоторые свойства организмов были перенесены на машины, что привело к изменениям в научной картине мира, развитию системных и кибернетических представлений на основе обобщения не только физических и технических, но и биологических моделей действительности. Такие характеристики живых систем, как, например, саморегулирующиеся системы и системы с адаптацией, служат прообразом для создания новых типов технических систем. Способность к обучаемости живых систем становится прообразом создания обучающихся автоматов, а позднее — сложных вы­числительных комплексов и систем с искусственным интеллектом: мо­делирование информационных процессов мозга, анализ нейронных сетей, психологических механизмов работы мозга и создание на этой основе вычислительных систем и программ, экспертных систем, развитие инженерии знаний и т.д. Модель технической системы, взятая из кибернетики и теории систем, в виде поточной системы, через которую протекают потоки вещества, энергии и информации, скорректированная на базе антропотехники, инженерной психологии, эргономики и т.д., как представление о динамической самоорганизующейся системе стала использоваться для описания функционирования человеко-машинных систем, а затем физических систем и даже общества.