Besvarelse af SÆT 1. Aarskort: Søren Løbner. Eksamensopgave i Datalogiens Videnskabsteori Foråret 2009

Transkript

1 Besvarelse af SÆT 1 Aarskort: Søren Løbner lobner@cs.au.dk Eksamensopgave i Datalogiens Videnskabsteori Foråret 2009 Kursusansvarlig: Henrik Kragh Sørensen, Institut for Videnskabsstudier, Aarhus Universitet 17. juni 2009 Opgaven må ikke fremlægges anonymiseret.

2 Indhold 1 Redegørelse for Kuhns model 1 2 Analyse af forskelle på Kuhn og Lakatos 2 3 Redegørelse for centrale pointer i Bolter (1986) 3 4 Analyse af forskellene mellem klassisk KI og ny KI 4 5 Diskussion af forskellige tilgange til KI 5 Litteratur 7

3 1. Redegørelse for Kuhns model 1 1 Redegørelse for Kuhns model Jeg vil redegøre for Thomas Kuhns model for videnskabeligt fremskridt. Det vil jeg begynde med at gøre ud fra teksten af Lohsee (1993) og til dels Andersen (2003). I 1962 udkom Thomas Kuhns The Structure of Scientic Revolutions som kom til at betyde et opgør med den ortodokse opfattelse af videnskab. I denne udgivelse ndes Kuhns, som han selv formulerer det, rationelle rekonstruktion af det videnskabelige fremskridt. Det er en fortolkning af videnskabens udvikling, som han betragtede den. Denne fortolkning skelnede mellem to typer af videnskabeligt fremskridt, nemlig perioder af normal videnskab, og perioder af revolutionerende videnskab. Selvom historierne om videnskabens successer er de som oftest bliver husket, så går langt størstedelen af tiden med triviel forskning, hvortil der benyttes et sæt af kendte metoder eller værktøjer. Denne situation forstås som et paradigme. Dette paradigme refererer Kuhn til som normal videnskaben. Normal videnskab involverer fem ting; 1 En øget præcision mellem observationer og udregninger. At strække paradigmet for at dække fænomener som ikke tidligere var dækket. At fastslå værdien af universelle konstanter. At formulere kvantitative love som beskriver paradigmet, og slutteligt at bestemme hvordan man bedst anvender paradigmet på et nyt interesseområde. Et skifte fra normal videnskab til revolutionerende videnskab mener Kuhn og Toulmin 2 sker når der opstår afvigelser. Kuhn fastholdt også at en eller to afvigelser ikke er tilstrækkeligt til at medføre et sådant paradigmeskift. Men at normal videnskab i sidste ende, efter tilstrækkeligt med afvigelser er observeret, fører til en erkendelse af et paradigme; revolutionerende videnskab. I den Revolutionerende videnskab opnår forskerene ny viden og indsigt, og kan således udskifte kendte værktøjer og på den måde se problemerne fra en ny synsvinkel. Som beskrevet 3 i Andersen (2003), fås, oversat fra Kuhns The Structure of Scientic Revolutions, at efter en revolution reagerer videnskabsmænd på en anden verden 1 (Lohsee, 1993, p. 223 punkt 1-5) 2 (Lohsee, 1993, p. 224 linje 9) 3 (Andersen, 2003, p. 32, 1. spalte, bunden)

4 2 2. Analyse af forskelle på Kuhn og Lakatos Kuhn beskriver 4 at et paradigmeskift nødvendigvis indebærer tre begreber. Nemlig et etableret paradigme, et rivaliserende paradigme, samt noget observerbar evidens. Flere kritikkere, herunder Scheer 5, hævder at Kuhns idéer omkring paradigmeskift underminerer og reducerer hele videnskabens historie til blot at være et spørgsmål om synspunkter. 2 Analyse af forskelle på Kuhn og Lakatos Paradigmer og forskningsprogrammer Lakatos påstår 6 at det som bliver evalueret i videnskaben, er ikke individuelle teorier eller paradigmer, men i højere grad teorier som er tæt forbundne. Forbundet i noget som han betegner forskningsprogrammer. Eksempelvis kan et program som indeholdender nært beslægtet forskning, godt være gældende, parallelt med andre forskningsprogrammer, som omhandler andre dele af videnskaben. Kuhn ligger også meget vægt på paradigmeer og paradigmeskift som værende noget stort og alment gyldigt i og for videnskaben. Kuhn mener også, at hvorvidt det overhovedet er et paradigmeskift, er oftest noget som først bliver afgjort af videnskabens historikkere. Det er Lakatos uenig i, eftersom at hans forskningsprogrammer så udemærket kan være valide og accepterede i deres samtid. De kan, som nævnt, end også gælde parallelt, hvis det bare er indenfor forskellige grene af videnskaben. Yderligere så kræves Lakatos' forskningsprogram heller ikke komplet afvist, men gør det muligt at udvide det eksisterende, til at omfatte en større mængde. Her er Kuhn mere binært opdelt, med at man til alle tider bender sig i et paradigme enten med normal videnskab eller revolutionær videnskab. Og at alle videnskaber bender sig i denne tilstand. Man kan sige Kuhn er singulær i hans opfattelse af videnskabens fremskridt, modsat Lakatos. Udtrykskraften i Lakatos' forskningsprogrammer kan også siges at være højere end i Kuhns paradigmer, i og med at Lakatos skelner mellem henholdsvis degenerative og progressive forskningsprogrammer. Således har vi at der for en sekvens af teorier, i mellem 4 (Lohsee, 1993, p. 224, 10. linje fra bunden) 5 (Lohsee, 1993, p. 225, midten) 6 (Strom og Darden, 1996, p. 153, linje 1)

5 3. Redegørelse for centrale pointer i Bolter (1986) 3 hvilke der er skift. Hvor det gælder, at disse skift kun progressive, når bestemte betingelser er opfyldt. 7 Dette benytter Kuhn ikke af, han observerer en række af afvigelser indenfor et bestemt paradigme. Og afhænger af de førnævnte tre begreber 8 som skal være opfyldt inden et paradigmeskift nder sted. 3 Redegørelse for centrale pointer i Bolter (1986) I teksten Turings Man af David Bolter, fortælles om Turing og hans opfattede kunstig intelligens og hvilken indydelse det har haft og stadig har, på forskning i netop dette felt. Bolter beskriver 9 Turing som en brilliant logikker, der i sin artikel fra 1936, On Computable Numbers, forud for computerens tid denerede de teoretiske begrænsninger for logiske maskiner. Bolter skriver også at Turing i hans artikel fra 1950 Machinery and Intelligence påstår at computere inden år 2000, perfekt vil kunne imitere menneskelig intelligens. 10 Bolter beskriver Turing her, ikke som blot værende en type der udelukkende var grebet af begejstringen af en ny opdagelse, men også som en mand hvis indsigt måtte anses for at være dybere. Dybere nok da den var funderet i matematikkens sandheder, om hvad der kunne lade sig gøre. Det siges at Turing beskrev selve betydningen for computere i vor tidsalder. Bolter skriver 11, at ved at computerteknologien lover (eller truer med) at erstatte menneskets rolle, så redeneres mennesket også, som værende reduceret blot til en informationprocessor og den natur som omgiver os, er den information som skal processeres. De som accepterer dette syn på mennesket og naturen, kalder Bolter for Turings men. 7 At den nye teori T n, skal kunne skabe samme succeser som foregående teori T n 1. At indholdet af T n skal kunne beskrive en større mængde observationer, end T n 1 kunne. Og til sidst skal noget af de ikke-underbyggede udsagn eller observationer fra tidligere teorier T n 1, være underbygget i den nye teori T n. Dette skal være opfyldt ellers er skiftet degenerativt. 8 (Lohsee, 1993, p. 224, 10. linje fra bunden) 9 (Bolter, 1986, p. 12, starten) 10 (Bolter, 1986, p. 12, 14. linje fra bunden) 11 (Bolter, 1986, p. 13, midten)

6 4 4. Analyse af forskellene mellem klassisk KI og ny KI 4 Analyse af forskellene mellem klassisk KI og ny KI Jeg vil nu analysere forskellene mellem Kunstig Intelligens (KI) i den klassiske og i den nye form. Strom og Darden starter med at klandre 12 Hubert Dreyfus for at han erklærer KI for hvis ikke død, så som værende et degenerativt forskningsprogram (jf. Lakatos' metodologi). Det er degenerativt, fordi alle bevillinger til forskning i KI forsvinder, som følge af at støtterne indser at målene ikke er blevet nået. Strom og Darden virker til godt at kunne argumentere i mod Dreyfus' kritik. Og i kraft af deres argumenter, viser det at forskningsprogrammet stadig er progressivt. Så hvis Dreyfus ændrer hans opfattelse af KI fra den klassiske til den nyere, så ville han indse dette. Hvis vi herefter tager fat i Bolters Turings man, så er det, et eksempel på den klassiske KI. Da selve formalismen, som er en turingmaskine, beror på det faktum at der eksisterer en endelig tilstandsgraf, hvori svaret på et hvilket som helst input kan ndes. Så må Turings man jo være af denne type. Men sådan som det forholder sig i den eksisterende verden, så er Turings Man snarere et billede på den nye KI, i form af at det er en mand som ikke, bevidst i hvert fald, træer valg ud fra en fast deneret model af verden. Men mere bearbejder de sanseindtryk han får, og reagerer kognitivt ved at evaluere sin situation og træe det bedste valg i øjeblikket. Og det er netop her, man gerne vil have KI til at nå frem. Den klassiske KI virker udfra, at enhederne eller computerene, forud for deres liv har en komplet model, af den verden som omgiver dem. Dette er en model de kan beregne på og træe valg ud fra. Hvor den klassiske KI 13 opfatter tænkning eller kognition, som noget der er fastlagt af model, mål, logik og planlægning, og som tager sansning som input og outputter en handling. Så er den nye KI 14 i højere grad en symbiose, hvor agenten er fællesmængden af input fra sansning, handling og tænkning. Hvor kognition i den klassiske KI foregik ved traversering af tilstrækkeligt dybe søgetræer og tunge beregninger, foregår det i den nye KI i højere grad ved hjælp af de indtryk som netop er blevet opfanget, eller måske dem som kommer ind sideløbende 12 (Strom og Darden, 1996, p. 152, toppen) 13 (Johansen, 2003, p. 36, g. 3) 14 (Johansen, 2003, p. 36, g. 4)

7 5. Diskussion af forskellige tilgange til KI 5 med at beslutningen beregnes. Johansen eksemplicerer forskellen ved at beskrive tænkehandlinger. Hvor beregningsproblemer løses ved at handle og sanse 15. Sprogforståelse af naturlige sprog, er en bedrift tidligere forsøgt med klassisk KI gennem CYC-projektet, nemlig ved at gøre et tilstrækkeligt stort ordforråd tilgængeligt. Men det blev og bliver nok aldrig en succes. I stedet håber man på bl.a. med denne nye KI at kunne opnå sprogforståelse af naturlige sprog. Det er eksempelvis et forsøg med hele grupper af robotter som har kørt rundt og talt med hinanden. Luc Steel 16 har ladet disse robotter køre rundt og, i stedet for som ved klassisk KI, at have forudprogrammerede handlemønstre, så har robotterne ved at køre rundt og interagerer med hinanden, udviklet et internt sprog. 5 Diskussion af forskellige tilgange til KI Som det er beskrevet i Strom og Darden (1996) så er Dreyfus' tilgang til den klassiske KI, at det er en degenerende proces, som deneret af Lakatos. Ud fra hans postulater, må man antage at han anser KI for at beskæftige sig med videnskabeligt forældede opdagelser og at der er en stilstand, som gør at intet nyt opdages. Hvis man i stedet vælger at kigge på KI fra et ny KI standpunkt, mener jeg at man vil observere at udviklingen absolut ikke er degenererende. Det er vigtigt at bemærke at en robot eller computer med ny KI ikke altid, faktisk sjældent i starten, træer de rigtige valg. Men det er heller ikke et kriterie. For pointen er netop at de vil blive bedre over tid, som man observerede med Luc Steels robotter, der udviklede et naturligt sprog. Den nye KI er, som også nævnt ovenfor, en metode hvorpå man undgår det at skulle modellere hele den verden som robotten skal fungere som en del af. Og det giver fremover en nemmere tilgang til dennes indlæringsproces. En konklusion kan være, at det ikke altid er trivielt at udtrykke intelligens. Oftest kræver det mere end blot en tilstrækkelig dyb søgning. Det kan også kræve øjebliksmålinger af omgivelserne, for at kunne beslutte hvad det næste træk bør være. Men stoppe det her? Jeg mener man bør se på hvad Turing har skrevet. Det har en tendens 15 (Johansen, 2003, p. 35, 1. spalte) 16 (Johansen, 2003, p. 35, 1. spalte)

8 6 5. Diskussion af forskellige tilgange til KI til at føles mere validt, når det kommer fra ham, snarere som en losof. Alan Turing, om kunstig intelligens; "Not until a machine can write a sonnet or compose a concerto because of thoughts and emotions felt, and not by the chance fall of symbols, could we agree that machine equals brain - that is, not only write it but know that it had written it. No mechanism could feel (and not merely articially signal, an easy contrivance) pleasure at its successes, grief when its valves fuse, be warmed by attery, be made miserable by its mistakes, be charmed by sex, be angry or depressed when it cannot get what it wants." (Turing, 1950, Computing Machinery and Intelligence, s ) Jeg mener det giver et godt billede af hvordan pioneren mener vi bør tænke på det. I den her tid, med mere og mere intelligente maskiner og programmer, bør vi spørge os selv, hvad intelligens i virkeligheden er. Er det blot det bedste valg, blandt en liste af muligheder, eller er det noget som knytter sig til det faktum at vi er selvbevidste, og ubevidst nok også er det i vore valg.

9 Litteratur 7 Litteratur Andersen, H. (2003). Videnskabelige revolutioner. Aktuel Naturvidenskab (2), Bolter, J. D. (1986). Turing's Man: Western Culture in the Computer Age. London etc.: Penguin Books. Johansen, M. W. (2003). At tænke eller ikke at tænke. Aktuel Naturvidenskab (2), Lohsee, J. (1993). Theories of scientic progress. I A Historical Introduction to the Philosophy of Science, kapitel 14, pp Oxford & New York: Oxford University Press. Strom, J. D. og L. Darden (1996). Is articial intelligence a degenerating program?: A review of Hubert Dreyfus' What Computers Still Can't Do. Articial Intelligence 80 (1), Turing, A. (1950). Computing Machinery and Intelligence. /philosophy/ex9.html: Mind LIX (236).