Intel_Nils, страница 2

Читатель, знакомый с основными понятиями теории множеств и комбинаторной математики, не должен встретить трудностей при разборе приводимых в книге доказательств. В конце каждой главы даны задачи, которые можно разбить на три группы. Одни из них просто предназначаются для проверки понимания читателем материала книги, другие содержат важные идеи, которые не нашли исчерпывающего объяснения в тексте, третьи же могли бы служить темами соответствуюших курсовых работ. Последняя группа задач отмечена звездочкой. В каждой главе имеются также <Библиографические и исторические замечания», в которых перечисляются и вкратце об- Предисловие суждаются наиболее важные работы по материалу соответствующей главы.

Все эти работы объединены в алфавитном порядке в список литературы в конце книги. При создании этой книги ряд организаций и отдельных лиц оказали мне неоценимую помощь. Я хотел бы особо отметить первоначальную поддержку Отдела информационных систем Управления военно-морских исследований. Дополнительная помощь исходила от Группы техники обработки информации Агентства перспективных исследовательских проектов, которое поддерживает работы по проектам искусственного интеллекта Станфордского исследовательского института и Станфордского университета (где я провел часть академического года в !963— (969 гг.). Группа искусственного интеллекта из Станфордского исследовательского института, членом которой я состою, создала все необходимые условия для выполнения этой работы.

Доктор Петер Харт из Станфордского исследовательского института затратил немало усилий на чтение н критический разбор нескольких вариантов рукописи. С его помощью изложение материала удалось сделать значительно более ясным. Беседы с профессорами вычислительного факультета Станфордского университета Эдвардом Фейгенбаумом н Артуром Сэмюэлем помогли мне в выборе структуры книги. Я также хочу поблагодарить профессора Дэвида Лакхэма из Станфорда за его попытку научить меня математической (формальной) логике. Многие из аспирантов вычислительного факультета Станфордского университета, в частности Дж.

Кеннет Сиберз, внесли предложения, позволившие улучшить эту книгу. Нильс Нильсон К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ Это предисловие, написанное специально для русского издания, дает мне возможность высказать ряд новых соображений по поводу искусственного интеллекта вообще и этой книги в частности. Прежде врего я хотел бы остановиться на моей позиции в вопросе вансности процессов поиска н различных стратегий решения задач, изучаемых в настоящей книге. В последнее время исследования в области искусственного интеллекта в США в какой-то степени отошли от эвристического поиска.

Первая причина этого состоит, по-видимому, в том, что методика эвристического поиска уже доведена до такого уровня развития, при котором дальнейшее изучение приемов поиска едва ли может коренным образом повысить их эффективность. Другая, и более важная причина состоит в том, что, как показывает опыт, обобщенные' процессы поиска, взятые сами по себе, как правило, недостаточны для решения по-настояшему Предисловие сложных задач.

Если предстоит написать программы для вычислительной машины, позволяюшие переводить с одного языка на другой, мастерски играть в шахматы, эффективно и разумно управлять деятельностью механического робота, то в такие программы нужно вложить, помимо конкретных сведений (о языке, о шахматах н т.

д.), еще и представления «здравого смысла» об окружающем мире. Поэтому исследования в области искусственного интеллекта в нескольких главных центрах США в настоящее время концентрируются на том, как представить эти знания в системах программ для вычислительной машины и как ими пользоваться. Отметив это смешение акцентов, наш потенциальный читатель может подумать, что, пожалуй, ему следует читать вместо нее какие-то другие книги, скажем «Как вкладывать знания в программы для ЭВМ» или лучше «Как компьютеры могут усваивать знания». Мы можем только пожелать, чтобы такие книги существовали. К сожалению, их пока нет. (Возможно, кто-либо из читателей этого предисловия будет участвовать в их написании.) Во всяком случае, цель этой книги состоит не в объяснении наиболее модных в настояшее время вопросов из области искусственного интеллекта, а скорее в том, чтобы ввести читателя в круг идей, которые являются и существенными и достаточно установившимися.

Как отмечено в предиаловии к американскому изданию, я считаю, что искусственный интеллект — это по существу инженерная дисциплина. Мы хотим строить разумные системы. Как и для всякой инженерной дисциплины, имеется несколько связанных с ней теоретических предметов, знание которых обязательно для специалиста. Я по-прежнему считаю, что эвристический поиск, обсуждаемый в этой книге, представляет главную компоненту техники искусственного интеллекта. Было бы очень трудно понять современный путь развития искусственного интеллекта, не имея основ соответствуюших знаний о предметах, обсуждаемых в книге. Эти предметы не стали вдруг ненужными.

Наоборот: в настоящее время принято считать, что специалист уже хорошо с ними знаком. Совершенно ясно, что в области искусственного интеллекта существуют также и другие фундаментальные вопросы. К сказанному по этому поводу в предисловии к'американскому изданию я бы добавил здесь, что будушему специалисту можно посоветовать приобрести знания в таких областях, как автоматические системы управления и информационные системы.

При таких основах мыслящий исследователь будет располагать всеми возможностями для разработки новых важных идей в области искусственного интеллекта. Март, ~97З гт'илье гтпльсон Падь.йльто Глава 1 ВВЕДЕНИЕ 1.1. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ И ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ Многие виды деятельности человека, такие, как решение го.

ловоломок, участие в играх, занятия математикой и даже вождение автомобиля, требуют, как это принято считать, участия «интеллекта». Если бы вычислительные машины могли справляться с деятельностью такого типа, то они (вместе с их программами), вероятно, обладали бы в какой-то степени искусственным интеллектом. Многие специалисты полагают, что в конечном итоге искусственный интеллект вычислительных машин превзойдет интеллект человека, хотя теперь-все больше н больше осознается тот факт, что процессы, требуемые для выполнения даже самых обычных для человека задач, неизбежно будут чрезвычайно сложными.

В настоящей книге мы подробно исследуем некоторые процессы, связанные с решением задач, в которых участвует интеллект. Решение задач может показаться весьма неясным предметом, и тем не менее на нем концентрируется большая доля исследований по искусственному интеллекту. В самом широком смысле этих слов нахождение решений включает в себя всю вычислительную науку, поскольку всякая вычислительная задача может рассматриваться как задача, решение которой надо найти. Однако для наших целей нужно более узкое определение, которое исключает такие стйндартные вычислительные методы, как методы, используемые, скажем, при обращении матрицы 50-го порядка или при решении системы линейных дифференциальных уравнений.

Если мы внимательно рассмотрим методы нахождения решений, изучаемые в исследованиях по искусственному интеллекту, то обнаружим, что в большинстве из них используется понятие поиска путем проб и ошибок. Это значит, что в этих методах задачи решаются посредством поиска решения в пространстве возможных решений.

Наша цель состоит в разъяснении наиболее важных методов решения задач с использованием процедур поиска. Имеются, конечно, и другие важные направления в изучении искусственного интеллекта. Типичные представители тех из них, которым было уделено особое внимание (кроме нахождения решений), следующие: Гл. Е Введение Обработка сенсорных данных (особенно зрительных образов и речи).

Сложные системы хранения и извлечения информации. Обработка естественных языков. К сожалению, никто еще не мог сказать ничего достаточно полезного относительно того, как названные элементы могли бы быть объединены вместе в' одном общем «интеллекте» (каком бы то ии было). В действительности при внимательном анализе становится ясно, что любая из предполагаемых «фундаментальных» компонент интеллектуального поведения содержит, по-видимому, в себе черты других фундаментальных компонент. Так, для сенсорного, восприятия могут потребоваться весьма изощренные способы выбора решения, для которых в свою очередь возникает необходимость в достаточно эффективной системе извлечения информации, опирающейся, возможно, на дополнительный выбор решений и т, д.

Наш опыт работы с этими сложными процессами все еще недостаточен для создания единой теории организации интеллекта. На самом деле в настоящее время нет никаких оснований полагать, что такая теория вообще могла бы существовать. Некоторые исследователи считают, что интеллектуальное поведение может быть получено на вычислительных машинах только посредством комбинирования специализированных программ, каждая из которых содержит множество подходящих к данному случаю решений (или, как их часто называют, «программистских находок»), с возможностью обращения к магазину энциклопедических сведений, содержащему хорошо систематизированные факты. Однако сейчас нам не хотелось бы занимать определенную позицию по этому вопросу. Вместо этого мы опишем те приемы решения задач, которые, по-видимому, имеют достаточно широкую область применения.