Witold Marciszewski

Zmagania ze złożonością Dwie strategie Pascala

W Cyberiadzie Lema dwaj wielcy konstruktorzy SI, Trurl i Klapaucjusz, zawzięcie rywalizują, kto skonstruje wyższą inteligencję. Oto pomysł na nowelkę, która by imitowała opowieści z Cyberiady. Dajmy jej tytuł ,,Mechaniczny Matematyk i Demon Decyzyjny''. A oto jej streszczenie.

Obaj rywale wychodzą z tej samej definicji inteligencji: to zdolność radzenia sobie ze złożonością świata. Im większa złożoność problemu, tym większej inteligencji wymaga rozwiązanie. Różnią się jednak skrajnie w strategiach, którymi umysł miałby sobie radzić ze złożonością. Strategią Klapaucjusza jest maksimum symbolizacji, Trurla zaś - minimum (symbolizacja to stosowanie precyzyjnie określonych symboli jako środka rozwiązywania problemów). Po zakończeniu prac konstrukcyjnych stają do pojedynku ich znakomite wytwory: Klapaucjusza MM i Trurla DD - mechaniczny matematyk i demon decyzyjny. Każdy wierzy, że jego konstrukcja zdecydowanie przewyższy inteligencją dzieło rywala. Ale rzeczywistość okazuje się inna: gdzie jest dobry MM, tam zawodzi DD i odwrotnie.

Nim się stąd wyciągnie stosowny morał, trzeba wskazać na autora pomysłu. Od niżej podpisanego pochodzi tylko fastryga narracyjna, treść zaś od Blaise Pascala (1623-1662), fizyka, genialnego matematyka, głębokiego teologa, konstruktora pierwszej maszyny arytmetycznej (1641) oraz autora niezrównanych refleksji nad ludzkim umysłem, jego automatyzmem jak i mocą twórczą.

Arytmometr Pascala był pierwszą maszyną liczącą, która weszła w użycie. Poprzedzająca go maszyna Wilhelma von Schickarda (z 1623), spłonęła w Tybindze w toku budowy; odtworzono ją niedawno ze szkicu przesłanego przez Schickarda Keplerowi, który potrzebował maszyny do obliczeń astronomicznych. Mamy tu przykład złożoności rachunkowej: jest tak wiele do liczenia, w sensie wielkości liczb i wielości operacji, że to skomplikowanie przerasta ludzkich rachmistrzów.

Pascal zaś skonstruował maszynę dla swego ojca, poborcy podatkowego. Złożoność zadań poborcy wzrastała w miarę kolosalnego wzrostu wydatków wojennych Ludwika XIV. Przykręcał więc król śrubę podatkową, a jego rachmistrze nie nadążali z liczeniem i sprawozdawczością. Inteligencję (esprit), która sobie radzi z tego rodzaju złożonością nazwał Pascal matematyczną. Miał na myśli mechaniczną część pracy matematyka, polegającą na wywodzeniu jednych ciągów symboli z innych. Tak rysuje się sylwetka MM - mechanicznego matematyka.

Drugi rodzaj inteligencji ma u Pascala określenie ESPRIT DE FINESSE, które jest tak niemożliwe do pełnego przetłumaczenia, że każdy przekład będzie ujmował tylko jakiś aspekt. W przekładzie Boya mamy ,,zmysł życiowy'', co współbrzmi z poglądem Pascala na rolę tej dyspozycji w życiowym sukcesie. Złożoność życia i jego spraw w porównaniu ze złożonością matematyki jest tak kolosalna, że wymaga specjalnej cechy umysłu, która by sobie z nią potrafiła radzić. Toteż można by oddać ,,esprit de finesse'' terminem ,,zmysł złożoności''.

Myślenie skrajnie odmienne od mechanicznego polega na kierowaniu się tym właśnie zmysłem. Weźmy różnicę w szachach między maszyną i człowiekiem. Maszyna zestawia kombinatorycznie wszystkie możliwe w danej sytuacji posunięcia, a więc jej proces ,,namysłu'' da się bez reszty przedstawić symbolicznie w formie listy wariantów. Człowiek natomiast rozważa tylko te posunięcia, które odczuwa intuicyjnie jako ważne; radzi sobie z szachową złożonością poprzez odruchową eliminację tego, co nieistotne. Działa więc w swych decyzjach jakby za podszeptem jakiegoś inteligentnego ducha. I tak wchodzimy na trop DD - demona decyzyjnego. Tym terminem (a nie rozważanymi wyżej) będę dalej oddawał ,,esprit de finesse'' jako że metafora demona naprowadza na ważny czynnik zmagań ze złożonością.

Od Sokratesa do Unixa

Odkrywcą demona decyzyjnego jest Sokrates, a pojawienie się terminu ,,demon'' w informatyce zawdzięczamy dialektowi użytkowników Unixa. Tak nazwali oni pewne procesy wykonywane przez system operacyjny. Dobrze się one nadają na model czy metaforę procesów umysłowych analizowanych przez Pascala, a po raz pierwszy wspomnianych przez Sokratesa.

Wśród znaczeń greckiego ,,daimonion'' jest i to, pochodzące z dialogu Platona Obrona Sokratesa, które oddaje się jako ,,głos odzywający się we wnętrzu człowieka''. Na ów głos powoływał się Sokrates w swym ostatnim słowie oskarżonego. Oryginał słowa uległ skróceniu do formy ,,demon''i od Nowego Testamentu zaczął też oznaczać ducha zła (nie musimy się jednak trzymać tego mniej sympatycznego ze znaczeń). W procesie Sokratesa szło o rzecz wielką, o racje moralne stron, ale jak sam Sokrates powiada, ten głos odzywa się także w drobnostkach.

Jak się to ma do Unixa? Gdy startuje Unix, można obserwować, jak między innymi meldują się procedury zwane demonami. Np. demon do wysyłania poczty, albo Kron, który w określonej przez użytkownika porze sam uruchomi wskazany mu z góry odpowiednim poleceniem program. Tak więc demon wchodzi do akcji nie w wyniku każdorazowo danego polecenia, ale wtedy, gdy pojawia się sytuacja, z którą jest związane jego zadanie.

Ta Unixowa terminologia przeszła do tekstów dotyczących SI, np. P.H.Winstona Artificial Intelligence (Addison-Wesley, 1984), gdzie używa się zamiennie terminów ,,if-needed demons'' oraz ,,if-needed procedures''. Autor określa je jako procedury gotowe do akcji, gdy sytuacja tego wymaga, bez potrzeby ich przywoływania. Jak powiada tenże Winston, czyniąc komputer inteligentnym, lepiej dzięki temu rozumiemy inteligencję człowieka.

Jak działa Demon Decyzyjny

Na wzór Unixowych wyobraźmy sobie demony w ludzkim umyśle. One też wkraczają do akcji bez świadomego ich wywoływania, choć wpływają na rezultaty procesów świadomych. I tak, DD pomocny w szachach podszeptuje na czym skupić uwagę, co daje eliminację niezliczonej ilości wariantów nieistotnych (które MM rozważa na równych prawach z istotnymi). Wynik tego namysłu jest dany na poziomie świadomości, ale jego przebieg nie; dzieje się tak, jakby proces ten wykonał za gracza ktoś inny i dzielił się tylko wynikiem. A oto inny przykład, zaczerpnięty z doświadczeń pewnego autora prac naukowych.

Rano, przed wstaniem, snują mi się tematy, nad którymi mam pracować, np. ,,sam'' układa się zarys tekstu, który będę pisał po wstaniu. W pewnej chwili, nie postanawiając wcale by to uczynić, wstaję z łóżka i udaję się do biurka. Nie dzieje się tak dlatego, że ogarnąłem myślą powstający zarys i uznałem go za wystarczający, by przystąpić do pisania. Jest raczej tak, jakby to uczynił za mnie ktoś inny, kto nie tylko uznał proces za zakończony, ale ponadto, bez udziału mej woli, w odpowiednim momencie dał mięśniom impuls potrzebny do wstania z łóżka.

Ani chybi, opis ten dotyczy akcji jakiegoś DD. Widać, jak dobrze radzi on sobie ze złożonością. Wyobraźmy sobie, jaki musiałby być proces o tym samym wyniku lecz zachodzący na poziomie słownego artykułowania świadomości, czyli poziomie werbalizacji (w przypadku precyzji maksymalnej, werbalizacja staje się symbolizacją, tą uprawianą przez MM). Przedstawiwszy sobie mający powstać tekst słowo po słowie, trzeba by potem sformułować kryteria jakości tekstu i sprawdzić, czy nasz spełnia te kryteria. Dopiero, gdy stwierdzi się ich spełnienie, pojawi się wyrażona słownie myśl, że pora na przejście do biurka, a ta wzbudzi odpowiedni akt woli (znów zwerbalizowany, na kształt rozkazu), który z kolei wzbudzi impulsy do mięśni.

Można wątpić, czy tak skomplikowany proces zdążyłby dokonać się nawet przez cały dzień. Prawdę mówiąc, nie dokonałby się nigdy, bo wymóg pełnej werbalizacji jest tu niemożliwy do spełnienia. Np. odczucie, że rysująca się struktura tekstu jest dobra, można więc przystąpić do pisania, nie da się w pełni wyrazić i uzasadnić środkami językowymi (jak nie można też uczynić tego w stosunku do melodii, obrazu, czyjegoś eleganckiego zachowania się itd).

Procesy realizowane przez DD dokonują się, oczywiście, wedle jakichś praw; może należy je zaliczyć do praw przyrody, może logiki. Prawa logiki to pewne zasady myślenia. Gdy pracuje MM, podmiot myślący uświadamia je sobie i nawet je werbalizuje. Gdy pracuje DD, brak jest werbalizacji i to właśnie daje tę osobliwą skuteczność w rozwiązywaniu złożonych problemów. Raz jeszcze przywołajmy przykład szachowy i pomyślmy, ile czasu i energii poświęca MM na wypisywanie wszystkich nieistotnych wariantów po to, by je następnie skreślać, w porównaniu z natychmiastową ich eliminacją przez naszego demona.

Działalność DD dobrze oddaje Pascal w takim oto fragmencie swych Myśli.

W rzeczach praktycznych zasady raczej czujemy niż widzimy; trudno jest dać je odczuć tym, którzy nie czują ich sami z siebie; są to rzeczy tak subtelne i tak liczne, iż trzeba bardzo delikatnego zmysłu, aby je czuć i sądzić prosto wedle tego czucia, ponieważ nie posiadamy tak ścisle [jak w matematyce] ich zasad i przedsięwzięcie to byłoby iście bez końca. Trzeba odrazu ogarnąć rzecz jednym spojrzeniem, a nie za pomocą rozumowania po kolei.

Rozumność uczuć

Potoczna psychologia przeciwstawia rozum i uczucie. Ma to szkodliwy wpływ na dyskusje o SI, bo rozumuje się wtedy tak. Elektroniczny komputer nie może mieć uczuć, ale to jest bez znaczenia dla konstrukcji SI, gdyż inteligencja, jako atrybut rozumu, nie ma nic wspólnego z uczuciami. Istnienie DD przekreśla ten sztuczny i naiwny podział na sferę emocjonalną i poznawczą, bo DD manifestuje się w naszym doświadczeniu jako rodzaj odczucia, a jego funkcja jest wybitnie poznawcza - tak samo jak funkcja tego, co nazywamy rozumem (ów podział załamuje się już w przypadku bólu zęba: ból jest uczuciem, a zarazem informacją, z którą się liczy, kto rozumny).

Czy z tego wynikałaby nieuleczalna ułomność SI? To zależy, czy da się w nią oprócz MM wmontować DD. Nie jest z góry powiedziane, że takie demony mogą egzystować tylko w żywych organizmach. Podejmowane są przecież próby treningu emocjonalnego komputerów (por. art. K. Szymborskiego ,,Roniąc silikonowe łzy'', Computerworld, 21 grudnia 1998).

Sedno problemu leży w tym, czy DD jest maszyną Turinga, jak jest nią MM. Maszyna Turinga, abstrakcyjny prototyp maszyny cyfrowej, realizuje tylko procedury algorytmiczne, czego warumkiem koniecznym jest operowanie na dyskretnych (nieciągłych) sekwencjach symboli (np. zer i jedynek).

Odpowiedź nie jest przesądzona. Wprawdzie DD, z definicji, pozbawiony jest symbolizacji czytelnej dla podmiotu, w którym funkcjonuje. Ale może ma dyskretną symbolizację na innym poziomie, niedostępnym dla świadomości danego podmiotu, na przykład jako ciąg zapisów zakodowany w neuronach? Gdyby odkryto i odczytano taki kod, DD okazałby się być też maszyną Turinga, choć inaczej skonstruowaną niż MM.

Byłoby to odkrycie na miarę odczytania kodu genetycznego. Czy wpisze się ono na listę wielkich osiagnięć wieku XXI? Kto ciekaw, może zapytać astrologa.