Алан Кей, Дуглас Энгельбарт и прочие пионеры компьютерной эры заявляют, что «информационная революция еще не началась» [1],[2]. В смысле? Что они имеют ввиду? Похоже на то, что они сравнивают текущее положение дел со своей внутренней картинкой, как оно могло бы быть, «если бы вы сделали все в точности, о чем мы говорили, а не те 5%, которые вы еле-еле смогли реализовать.»
Приглашаю всех принять участие в коллективном переводе и обсуждениях, каким может быть (мог бы быть) «информационный мир», как усилить интеллект человечества и как построить образ будущего, в котором бы хотелось жить.
«Любой человек и любая компания, использующие компьютер в интерактивном режиме, должны испытывать благодарность по отношению к Лику»
— Боб Тейлор, основатель Xerox PARC и основатель исследовательской лаборатории DEC
Джозеф «Lick» Ликлайдер «придумал» компьютерную эру, был идейным вдохновителем Марвина Мински, Джона Маккарти, Дугласа Энгельбарта, Айвана Сазерленда, Роберта Тейлора. (Биография тут)
Представляю вашему вниманию первую часть статьи, благодаря которой Ликлайдера пригласили в ARPA реализовывать свои проекты.
Д. К. Р. Ликлайдер
Труды IRE на тему «Человеческий фактор в электронике»,
выпуск HFE-1, страницы 4-11, март 1960
Краткое описание
Симбиоз человека и компьютера — это ожидаемый этап развития взаимодействия между людьми и машинами. Он организует тесную связь между людьми и электронными участниками делового сотрудничества. Основными целями являются:
- дать компьютерам возможность упростить процесс формализованного мышления как сегодня они упрощают работу с алгоритмизированными задачами, и
- позволить людям и компьютерам совместно принимать решения и управлять сложными ситуациями без жестких зависимостей от заранее установленных программ.
В ожидаемом симбиотическом сотрудничестве подразумевается, что человек будет ставить цели, формулировать гипотезы, определять критерии, и давать оценку, а вычислительные машины будут выполнять важную рутинную работу, которая приведет нас к пониманию, а также натолкнет на решения в области науки и техники.
Предварительный анализ показал, что в симбиотическом сотрудничестве интеллектуальные операции будут выполняться гораздо эффективнее, чем это делает человек. Для достижения такого эффективного союза необходимо развивать систему разделения времени, компоненты памяти и ее организацию, языки программирования, и устройства ввода-вывода.
1. Введение
1.1 Симбиоз
Фиговое дерево опыляется только насекомым Blastophaga grossorun, личинка которого живет в завязи дерева, где и получает пищу. Таким образом, дерево и насекомое находятся во взаимозависимом положении: дерево не может осуществлять процесс репродукции без насекомого; насекомое без дерева не сможет найти пропитание; вместе они организуют жизнеспособное, продуктивное и процветающее сотрудничество. Такое взаимодействие «живущих вместе в тесной связи двух организмов разных видов» называют симбиозом [27].
«Симбиоз человека и компьютера — это подкласс человеко-машинных систем, коих существует много. Однако в настоящий момент никакой системы симбиоза между человеком и компьютером нет.
Целью данной статьи является ознакомление с концепцией и стимулирование развития симбиоза человека и компьютера через анализ некоторых проблем взаимодействия между человеком и вычислительной машиной, обращая внимание на подходящие принципы проектирование систем человек-машина, и определяя некоторое число вопросов, на которые нужно дать ответ после предварительных исследований.
Есть надежда на то, что в не столь отдаленном будущем человеческий мозг и компьютер будут очень тесно связаны между собой, а результат такого сотрудничества будет мыслить так, как ни один человеческий мозг до этого не делал, и оперировать данными способом, отличным от того, которым пользуются известные нам сегодня машины для обработки информации.
1.2 Между «Механически Улучшенным Человеком» и «Искусственным Интеллектом»
Человеко-машинный симбиоз как концепция существенно отличается от того, что Норт [21] назвал «механически улучшенным человеком». В человеко-машинных системах прошлого, оператор отвечал за проявление инициативы, управление, интеграцию и установку критериев оценки.
Механические части системы выступали только как дополнения, сначала для человеческих рук, а потом и для глаз. Конечно, в состав этих систем не входили «организмы разных видов, живущих вместе». Там присутствовал только один вид организма — человек, а все остальное нужно было только для того, чтобы ему помогать.
Конечно, в каком-то смысле, любая система, созданная человеком, предназначена для того, чтобы помогать ему или другим людям, за пределами этой системы. Если мы рассмотрим человека-оператора внутри системы, то увидим, что за последние несколько лет в некоторых областях техники произошли фантастические изменения. «Механическое дополнение» привело к замещению человека, к автоматизации, и те люди, что остаются, по большей части приносят пользу, и не нуждаются в помощи.
В некоторых случаях, особенно в крупных компьютеризированных информационных системах и системах управления, операторы выполняют, в основном, те функции, автоматизировать которые оказалось невозможно.
Такие системы (Норт назвал бы их «машинами, дополненными человеческими возможностями») не являются симбиотическими. Они «полуавтоматизированные», т.е. это системы, которые задумывались как полностью автоматизированные, но которые не смогли достичь поставленной цели.
Возможно, симбиоз человека и компьютера, не является основной парадигмой для сложных технологических систем. Вполне вероятно, что на определенном этапе электронные или химические «машины» превзойдут человеческий мозг по большинству функций, которые сейчас мы считаем исключительно его прерогативой.
Даже сейчас программа Гелернтера для доказательства теорем по планиметрии на IBM-704 продвигается с примерно такой же скоростью, с какой это делают студенты школы Бруклина, и совершает аналогичные ошибки.[12]
На самом деле, существует несколько программ для доказательства теорем, принятия решений, для игры в шахматы и распознавания изображений (их слишком много, чтобы все перечислять [1, 2, 5, 8, 11, 13, 17, 18, 19, 22, 23, 25]), способных соперничать с интеллектуальными возможностями человека в ограниченном числе областей. А «универсальный решатель задач», созданный Ньюэллом, Саймоном и Шоу [20], может снять некоторые ограничения. В общем, следует избегать дискуссий с (другими) ярыми поклонниками искусственного интеллекта по поводу того, что в отдаленном будущем мы уступим пальму первенства в области умственной деятельности машинам. Тем не менее, пройдет довольно много времени, в течение которого в ходе совместной работы людей и компьютеров будут совершаться основные интеллектуальные открытия.
Многофункциональная исследовательская группа, изучающая будущие задачи, которые предстоит решить военно-воздушным силам в исследовательской и проектной деятельности, подсчитало, что такой уровень развития искусственного интеллекта, при котором машины будут способны самостоятельно рассуждать или принимать решения военного значения, наступит не раньше 1980 года. Нам остается, скажем, 5 лет на разработку человеко-машинного симбиоза и 15 лет на его использование. Это может быть 15, или 10, или 500, но эти годы в интеллектуальном плане будут самыми творческими и захватывающими в истории человечества.
2. Цели человеко-машинного симбиоза
Сегодняшние компьютеры разработаны, главным образом, для решения сформулированных заранее задач или для обработки данных в соответствии с предопределенными программами.
Последовательность расчетов может изменяться в зависимости от результатов, полученных по ходу вычислений, но все возможные варианты должны быть определены заранее. (Если возникает непредвиденная ситуация, весь процесс останавливается в ожидании нужной дополнительной программы) Требование предварительной формулировки или определения иногда не такой уж и существенный недостаток.
Часто говорят, что программирование для вычислительной машины вынуждает четко выстраивать мысли, что это дисциплинирует сам процесс мышления. Если пользователь может заранее тщательно обдумать свою задачу, то в таком случае симбиотическая связь с вычислительной машиной не нужна.
Однако, многие задачи, которые можно было бы продумать заранее, слишком сложны для этого. Их было бы проще и быстрее решить через интуитивно понятный метод проб и ошибок, в котором, в сотрудничестве с компьютером, выявлялись бы ошибки в рассуждениях или обнаруживались бы неожиданные изменения в процессе поиска решения. Другие задачи просто невозможно формализовать без помощи вычислительной техники.
Пуанкаре предугадал чувство разочарования у важной группы потенциальных пользователей компьютеров, когда сказал: «Вопрос не в том, каков ответ, а в том, каков вопрос». Одной из главных целей человеко-машинного симбиоза является эффективное внедрение вычислительных машин в алгоритмизированные части технических задач.
Другая основная цель тесно связана с первой. Она заключается в том, чтобы эффективно внедрить вычислительные машины в процесс мышления, который должен происходить в режиме «реального времени», т.е. времени, которое течет слишком быстро, чтобы иметь возможность использовать компьютеры обычным способом.
Представьте, например, что вы пытаетесь вести битву с помощью компьютера по следующему сценарию. Сегодня вы формулируете задачу. Завтра вы объясняете ее программисту. На следующей неделе компьютер тратит 5 минут на сборку вашей программы и 47 секунд на вычисление ответа. Вы получаете лист бумаги длиной 20 футов, весь заполненный числами, которые, вместо того, чтобы представить итоговое решение, лишь предлагают некую тактику, нуждающуюся в проверке через моделирование.
Очевидно, что битва завершиться до того, как вы предпримете следующий шаг. Рассуждения при взаимодействии с компьютером так же, как и размышления с коллегой, чьи знания дополняют ваши, потребуют гораздо более тесной связи между человеком и машиной, чем это подразумевается в примере, и чем это возможно сегодня.
3. Потребность в участии компьютера в формулировке задач и процессе мышления в реальном времени
В предыдущей части неявно было сделано предположение, что, если бы их можно было эффективно внедрить в мыслительный процесс, то функции, которые могут выполнять машины по обработке данных, существенно улучшили или дополнили бы процесс мышления и принятия решений. Такое предположение может потребовать обоснования.
3.1 Предварительный и неформальный анализ производительности технического мышления
Несмотря на то, что существует большое число книг на тему мышления и принятия решений, включая всесторонние исследования процесса изобретения, я не смог найти ничего похожего на анализ производительности умственной работы человека, принимающего участие в научном или техническом проекте.
Поэтому весну и лето 1957 года я посвятил пыткам отследить, что на самом деле делает человек со средним уровнем вовлеченности в технические детали на протяжении всего рабочего времени. Хотя я и был осведомлен о недостаточности своей выборки, я решил стать собственным испытуемым.
Вскоре стало очевидно, что единственное, чем я занимался, это ведением отчетов, и проект превратился бы в бесконечное движение назад, если бы ведение отчетности выполнялось с учетом всех деталей, предусмотренных в исходном плане. Но это было не так. Тем не менее, я увидел картину своей деятельности, которая заставила меня задуматься. Возможно, мой диапазон не является типичным — надеюсь на это, но боюсь, что это не так.
Около 85% времени на «раздумывания» тратилось на поиск удобного для размышлений положения, на принятие решений, на изучение того, что мне нужно было знать. Гораздо больше времени ушло на поиск или извлечение информации, чем на ее осмысление. Куча часов ушла на построение графиков, и еще одна куча на инструктаж помощника на тему, как это делать.
Когда с графиками было покончено, зависимости сразу стали очевидными, но чтобы эти стало возможным, нужно было построить графики. В какой-то момент нужно было сравнить 6 экспериментально выведенных определений функции, связывающей понятность речи с соотношением речь/шум.
Ни один из экспериментаторов не использовал одно и то же определение или замер соотношения речь/шум. Потребовалось несколько часов вычислений, чтобы представить данные в удобную для сравнения форму. Когда эта форма была получена, потребовалось всего несколько секунд, чтобы выделить то, что мне было нужно.
Если вкратце описать результаты моих исследований, то оказалось, что мое время для «размышлений» тратилось в основном на канцелярские или механические активности: поиск, расчеты, построение графиков, преобразования, определение логических или динамических выводов из ряда допущений или гипотез, подготовка к принятию решения или пониманию.
Более того, мой выбор, для чего прилагать усилия, а для чего нет, в значительной степени определялся степенью выполнимости канцелярских задач, а не интеллектуальными возможностями.
Основное предположение, выраженное в представленных выше результатах, состоит в том, что операции, отнимающие большую часть времени, якобы нацеленные на обдумывание технических деталей, — это операции, которые машины могут выполнять лучше людей.
Тот факт, что эти операции должны выполняться на разных переменных и основываться на непредсказуемой и постоянно меняющейся последовательности действий, ставит перед нами серьезные задачи. И если их можно решить посредством создания симбиотической связи между человеком и машиной с быстрым извлечением информации и обработкой данных, то становится очевидно, что такое взаимодействие существенно улучшит процесс мышления.
Тут уместно признать, что мы используем термин «компьютер» для обозначения широкого класса машин: вычислительных, обрабатывающих данные, а также информационно-накопительных и поисковых. Возможности техники данного класса возрастают каждый день. И поэтому, делать общие заявления о возможностях класса довольно опасно.
Возможно, делать общие заявления о возможностях людей столь же опасно. Тем не менее, определенные генотипические различия в способностях людей и компьютеров действительно выделяются, и они имеют отношение к природе возможного симбиоза человека и компьютера и к потенциальной ценности его достижения.
Как уже было сказано, люди шумные, узкополосные устройства, но их нервная система обладает большим числом параллельных и одновременно работающих каналов. Относительно людей вычислительные машины работают очень быстро и точно, но они могут выполнить лишь одну или несколько элементарных операций за раз.
Люди же в этом плане гибче, и способны «программировать себя в зависимости от обстоятельств» на основе недавно полученной информации. Вычислительные машины настроены на выполнение одной конкретной цели, и ограничены своей «предварительно составленной программой».
Для людей естественно говорить на избыточных языках, основанных на унитарных объектах и когерентных действиях, с использованием 20-60 элементарных символов.
Для компьютеров «естественно» говорить на неизбыточных языках, обычно с всего лишь двумя элементарными символами, без способности различать унитарные объекты или когенертные действия.
Если уж быть совсем правильным, то эти характеристики должны были бы включать множество параметров. Тем не менее, различия (и, следовательно, возможные дополнения), которые эти характеристики описывают, неоспоримы.
Вычислительные машины могут выполнять легко, быстро и хорошо множество вещей, которые сложны или невозможны для человека, но люди способны легко и хорошо, хотя и не так быстро, выполнять множество задач, трудных или невозможных для компьютера.
Это ведет нас к тому, что симбиотическое взаимодействие, при условии успешной интеграции положительных характеристик людей и машин, имело бы огромную ценность для нас. Конечно, при этом нам нужно преодолеть препятствие в виде разницы в скорости и языке.
Продолжение следует...
Кандидаты на перевод
Ванневар Буш
As We May Think (первая часть переведена нами на Хабре)
Письмо Рузвельту: Science The Endless Frontier
Science Is Not Enough
Джозеф «Лик» Ликлайдер
«Man-Computer Symbiosis» (переведено: Часть 1)
«Memorandum for Members and Affiliates of the Intergalactic Computer Network» (переведено)
«The Computer as a Communication Device»? 1968
Дуглас Энгельбарт
Augmenting Human Intellect: A Conceptual Framework, 1962
Improving our Ability to Improve: A call for investment in a new future, 2002
Алан Кей
The Power Of The Context
The Real Computer Revolution Hasn’t Happened Yet
Что почитать еще на русском
Специально для Хабра: интервью с Аланом Кеем
Алан Кей: Будущее «чтения» зависит от будущего «обучения сложным для понимания вещей»
Вэнивар Буш: «Как мы можем мыслить» (As We May Think)
Дуглас Энгельбарт: «The Mother of All Demos». Часть 1
