Марвин Минский - Фреймы для представления знаний

Быть может, я кое-где слишком старательно подчеркивал возможности использования моделей первого порядка. Это, скорее всего, следствие моей реакции на высказывания критиков, придерживающихся философии холизма, которые показали (но только в теории), что если вы в любой ситуации можете всегда заметить хотя бы еще одну новую черту, вам не составит труда убедить себя в том, что вы заметили их уже бесконечное множество. С другой стороны, я, возможно, излишне резко реагировал на те утверждения моих коллег, в которых слишком тщательно игнорируется интроспективная феноменология или явно чувствуется стремление объяснить поведение с помощью бесструктурных элементарных фрагментов. Любая теория должна "сводить" вещи к более простым элементам, однако это не выполнимо с помощью бихейвористических единиц познания и деятельности.

В заключение я хочу особо поблагодарить С.Пейперта и моих бывших студентов Д.Боброва, Е.Чарняка, В.Рафаэля, У.Мартина, Д.Мозеса и П.Уинстона за помощь, которую они мне оказали при написании данной работы, а также И.Голдштейн, Дж.Суссмана, С.Фальмана, Э.Рубина, С.Смолиара, М.Деникоффа, Б.Куиперса, М.Фрайлинга и других, принявших участие в обсуждении первых вариантов книги, за их конкретный вклад в этот труд.

В приложении я хотел бы разъяснить, почему считаю большинство логических подходов малоэффективными. Еще со времен Аристотеля предпринимались серьезные усилия, чтобы представить рассуждения с помощью логистической системы, т.е. такой системы, в которой полностью отделены друг от друга предложения, которые содержат конкретную информацию, и силлогизмы или общие законы построения правильных высказываний. На протяжении веков никому не удалось продемонстрировать успешное функционирование такой системы на реальном и значительном множестве высказываний. Я полагаю, что подобные попытки будут и впредь заканчиваться неудачно, но не вследствие дефектов логических формализмов, а из-за самого характера логистического метода. (Последние опыты базировались на логике предикатов первого порядка, но не в ней корень зла).

Типичная попытка имитации рассуждении на уровне здравого смысла начинается с выбора "микромира" ограниченной сложности. С одной стороны, задаются цели высокого уровня, например: "Я хочу попасть из дома в аэропорт"; с другой - множество небольших высказываний - аксиом, например: "Автомобиль находится в гараже", "Никто не выходит из дома раздетым", "Чтобы попасть в какое-то место, человек должен двигаться в том направлении" и т. д. Для работы системы используются процедуры эвристического поиска, с помощью которых должна быть доказана достижимость поставленной цели и найден соответствующий перечень необходимых действий.

Я не буду останавливаться и анализировать историю всех имевших место попыток получить из набора аксиом целевые высказывания, а приведу по этому вопросу свое мнение: в простых случаях можно добиться, чтобы подобные системы могли "действовать", но по мере приближения выбранного микромира к реальному трудности становятся непреодолимыми. Проблема поиска подходящих аксиом или, иначе, проблема "задания фактов" на основе всегда логически правильных допущений оказалась значительно более трудной, чем это ранее предполагалось.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ. Главной проблемой в изучении интеллекта является проблема создания основы знаний. Мы слишком мало знаем о содержании и структуре обычных знаний независимо от того, какую цель преследуют наши исследования: создание логистических систем или что-либо иное. Самая простая система здравого смысла должна быть информирована о таких категориях, как причина и следствие, время, цель, местоположение, процесс, вид знаний; ей также необходимы сведения о том, как приобретаются, представляются и используются знания. В этой области необходимы серьезные эпистемологические исследования. Работы Дж.Маккарти (смотрите, например, Дж.Маккарти, 1968а,б; Дж.Маккарти и П.Хэйес,1969) и Е.Сандуолла(1970) ценны именно в этом плане. У меня еще не сложилось определенного представления о том, как следует проводить подобные исследования; замечу лишь, что выбранный аппарат представления будет сильно влиять на ценность решаемых задач и здесь уже логистика приносит вред.

РЕЛЕВАНТНОСТЬ. Ключевой является проблема выбора из избыточного множества релевантной информации. Современная эпистемология во многом отличается от прежних теорий познания. Необходимы новые и общие представления о вычислениях. Наиболее ценная по своему характеру часть знаний не может передаваться нам извне, скорее, она внутренне должна быть доказана. Для каждого факта человеку требуются метафакты, сообщающие о том, каким образом и когда их можно использовать. В пределах ограниченного микромира можно установить способы взаимодействия между ситуациями, действиями и случайными явлениями. И хотя данная система сможет на базе заданных аксиом выполнять дедуктивные построения, она не сможет определить, когда ей следует это делать, а когда нет.

Например, человек может пожелать сообщить системе следующее: "Не переходи дорогу, если приближается автомобиль". Но он не может потребовать того, чтобы система доказала, будто автомобиль не приближается, поскольку подобное доказательство обычно будет совсем не тем, что нам нужно. Системе PLANNER (С.Хьюитт,1971) можно дать указание попытаться доказать, что автомобиль приближается, и сообщить, что только в том случае, если эта (ограниченная) попытка дедуктивного вывода окажется безуспешной, можно переходить улицу. Чисто логистическая система ничего подобного сделать не позволяет. Первой реакцией должно быть:

"Посмотреть налево, посмотреть направо". Но если сообщить системе данные о скоростях, тупиковых переулках, вероятностях обгона на повороте и др., доказательство становится необозримым и потому невозможным. Нам следует представить и сделать понятным системе слово "обычно". В конечном счете, потребуется понять компромисс между гибелью и деятельностью, ибо нельзя ничего сделать, будучи парализованным страхом.

ЕДИНООБРАЗИЕ. Даже сформулировав ограничения на использование релевантной информации, в логистических системах нам все равно придется столкнуться с проблемой её правильного использования. В таких системах все аксиомы обязательно должны быть "разрешенными", ибо с их помощью вырабатываются новые заключения. Любая дополнительная аксиома ведет к появлению новых теорем, и поэтому ни одну из аксиом потерять нельзя. Вся сложность в том, что нет явного способа указать системе, какие выводы следует делать, а какие - не следует. Если мы зададим достаточно аксиом, чтобы на их основе вывести все требуемые нам следствия, то, кроме того, мы докажем значительно большее число других вещей. Если, однако, попытаться изменить это положение, задав ряд аксиом о релевантности данных, то это приведет лишь к росту числа нежелательных теорем: к старым добавятся такие теоремы, которые будут содержать утверждения относительно их нерелевантности.