Машина способна обыграть Каспарова, но может ли она сравниться умом с трехлетним малышом?

Обучение стало основой нового подъема ИИ. Но лучшие ученики во вселенной – это, определенно, человеческие дети. В ходе последних 10 лет изучающие развитие когнитивисты, часто работающие совместно со специалистами по теории вычислительных систем, пытаются выяснить, каким образом детям удается так много всего выучить за столь короткое время.

Удивительно, как сложно предсказать при создании искусственного интеллекта, что будет сделать легко, а что – сложно. Сперва мы думали, что вещи, которыми занимаются умнейшие из людей, вроде игры в шахматы или доказательства теорем – весь этот экстремальный спорт для «высоколобых» – окажутся самыми сложными для компьютеров. В действительности они оказались легкими. А вот то, что может сделать любой дурак, к примеру опознать предмет или поднять его, гораздо труднее. Оказывается, намного проще смоделировать рассуждения хорошо подготовленного взрослого специалиста, чем процесс обучения самого обычного ребенка. Так где же машины, догоняющие по способностям трехлетних детей, и какие типы обучения для них все еще недосягаемы?

За последние 15 лет мы выяснили, что даже младенцы удивительно хорошо справляются с обнаружением статистических паттернов. И специалисты по вычислительным системам изобрели машины, которые тоже исключительно хорошо справляются со статистическим обучением. Технологии вроде глубинного обучения обнаруживают даже очень сложные закономерности в огромных массивах данных. В результате компьютеры вдруг научились делать такое, что раньше для них было невозможно, например давать правильные заголовки для картинок из интернета.

Проблема с таким типом чисто статистического машинного обучения заключается в том, что оно зависит от огромного объема данных, причем они должны быть предварительно обработаны человеческим мозгом. Компьютеры могут распознать картинку из интернета только потому, что миллионы реальных людей редуцировали невероятно сложный набор данных со своей сетчатки до крайне стилизованного, ограниченного и упрощенного снимка со своим котейкой в Instagram, а также дали изображению совершенно определенный заголовок. Антиутопия из одного простого факта: на самом деле все мы – компьютеры Google, пребывающие под наркозом иллюзии, что нам просто нравятся картинки с котиками. Однако даже с такой помощью машинам все еще требуются огромные массивы данных и предельно сложные вычисления, чтобы посмотреть на новое изображение и сказать: «Киса!», а детям для этого нужно дать всего лишь пару примеров.

Кроме того, уровень обобщения для такого статистического обучения ограничен, будь вы ребенком, компьютером или ученым. Более мощный способ познания – формулировать гипотезы о том, как устроен мир, и проверять, насколько они согласуются с фактами. Тихо Браге, Google Scholar[1] своего времени, объединил огромный объем данных астрономических наблюдений и смог использовать их для того, чтобы предсказывать положение звезд в будущем. Но Иоганн Кеплер благодаря своей теории смог делать неожиданные, масштабные, совершенно инновационные прогнозы, находившиеся далеко за пределами кругозора Браге. Дошкольники делают то же самое.

Еще одно большое преимущество машинного обучения – это формализация и автоматизация такого типа проверки гипотез. Байесовская теория вероятности стала важной частью процесса познания. Мы можем математически описать некую случайную гипотезу, например о том, как изменения температуры океана влияют на ураганы, а потом вычислить, насколько вероятно, что такая гипотеза верна, на основании данных наблюдений. Машины теперь хорошо умеют проверять и оценивать верность гипотез на основании фактических данных, что оказывает влияние на все на свете – от медицинской диагностики до метеорологии. Когда мы изучаем маленьких детей, то видим, что они рассуждают подобным образом, и это отчасти объясняет, как им удается настолько быстро учиться.

Таким образом, компьютеры прекрасно умеют делать выводы из структурированных гипотез, особенно вероятностные выводы. Но действительно сложная проблема состоит в том, чтобы решить, какие гипотезы из всего их множества достойны того, чтобы их проверять. Даже дошкольники удивительно хорошо справляются с построением творческих, нестандартных гипотез. Они как‑то сочетают рациональность и иррациональность, системность и случайность, и мы понятия не имеем, как они это делают. Мысли и действия маленьких детей часто выглядят бессмысленными, даже бредовыми – просто попробуйте как‑нибудь поиграть в дочки‑матери с трехлетними девочками. Именно поэтому психологи, например Пиаже, думали, что дети иррациональны и нелогичны. Но у них также есть сверхъестественная способность нацеливаться как раз на подходящие странные гипотезы; на самом деле они с этим справляются существенно лучше, чем взрослые.

Конечно, идея вычисления заключается как раз в том, что, как только у нас появляется полное детальное описание определенного процесса, мы можем запрограммировать его в компьютере. В конце концов, мы же знаем, что точно существуют физические системы, которые все это умеют. У большинства из нас есть опыт создания таких систем, и даже приятный опыт (по крайней мере, на ранних этапах). Мы называем эти системы детьми. Вычисление – все‑таки лучшее и на самом деле единственное научное объяснение тому, как физический объект, которым является мозг, может действовать разумно. Но пока что нам почти ничего неизвестно о том, как устроен творческий процесс познания, который мы наблюдаем у детей. И пока мы этого не узнаем, самые большие и самые мощные компьютеры не сравнятся с маленькими и слабыми человечками.

[1] Сервис, осуществляющий поиск по научным работам, чьи полные тексты представлены в Сети. – Прим. ред.