ChristophTutorials - (Video)Tutorialseite und IT-Blog

Zitat der Woche

Früher hatten wir die spanische Inquisition. Jetzt haben wir die Kompatibilität.
- Herbert Klaeren

Letzte Artikel

Zufällige Artikel

Verzeichnisse

Blogverzeichnis - Blog Verzeichnis bloggerei.de Blogverzeichnis Blog Verzeichnis Blog Top Liste - by TopBlogs.de Blog Button
Datenschutzerklärung
Impressum

Ist künstliche Intelligenz möglich? - 23.06.2013

Im Folgenden wird unter Anderem mit Bezug auf Alan Turing die Frage nach der Möglichkeit künstlicher Intelligenz thematisiert.

Das Video

Alan Turing: Das Imitationsspiel

Ist künstliche Intelligenz möglich? Alan Turing beschäftigte sich mit dieser Frage. Turing war ein britischer Logiker, Mathematiker und Kryptoanalytiker. Er wurde 1912 in London geboren und starb im Jahre 1954.

Statt die Frage nach der Möglichkeit künstlicher Intelligenz direkt zu beantworten, beschrieb er ein Spiel, das Imitationsspiel, in dem eine künstliche Intelligenz bestehen müsste. Zunächst beschreibt er es auf Menschen bezogen. Es gibt drei Spieler: A, B und C.

A ist ein Mann, B ist eine Frau und C ist der Fragensteller. Der Fragensteller befindet sich alleine in einem Raum. Er kennt die beiden anderen Spieler zunächst als X und Y und weiß nicht welcher Spieler männlich und welcher weiblich ist. Sein Ziel ist es, dies herauszufinden. Dazu darf er X und Y Fragen stellen. Beispielsweise kann er fragen "Würde mir X bitte sagen, wie lang sein Haar ist ?". Ist X A, so muss A nun antworten. A's Ziel ist es, C zur falschen Identifizierung zu veranlassen. A versucht also so zu antworten, als sei er B, beispielsweise mit "Mein Haar ist kurz geschnitten, und die längsten Strähnen sind 23 cm lang.". Die Antwort wird so übermittelt, dass A und B nicht anhand der Stimme oder der Schrift erkannt werden können. B will dem Fragensteller helfen, antwortet also wahrheitsgetreu.

Die Maschine soll nun die Rolle des Spielers A übernehmen, also so tun, als sei sie ein Mensch. Nun stellt sich die Frage, ob C genauso oft falsch entscheidet, wie in der ursprünglichen Fassung des Spiels. Mit dieser Frage will Turing die ursprüngliche Frage, ob Maschinen denken können, ersetzen.

Der Vorteil dieses Tests sei, dass nur die intellektuellen und nicht die physischen Fähigkeiten eine Rolle spielen würden. Fast jeder Bereich dieser Fähigkeiten könne mit dem Test abgedeckt werden. So könne man die Maschine bitten ein Gedicht zu schreiben oder sich nach Beschreibung des Spielfelds für den nächsten Zug in einem Schachspiel zu entscheiden.

Einwände

Turing betrachtete einige Einwände gegen die Möglichkeit denkende Maschinen zu bauen und gegen das Imitationsspiel.

Der theologische Einwand besagt, Denken sei eine Funktion der unsterblichen Seele, die Gott nur Mann und Frau, nicht jedoch anderen Lebewesen oder Maschinen gegeben haben soll. Turing betont zunächst außerstande zu sein, dies auch nur teilweise anzuerkennen. Trotzdem geht er darauf ein und argumentiert, dass es wohl eine ziemliche Beschränkung der Allmacht Gottes sei und dass es ihm auch möglich sein müsse einem Tier oder eben auch einer Maschine eine Seele zu verleihen.

Der zweite von Turing betrachtete Einwand ist der Vogel-Strauß-Einwand, welcher besagt, die Konsequenzen einer denkenden Maschine seien zu schrecklich, weswegen man hoffen wolle, dass dies nicht möglich sei. Das werde, schreibt Turing, nur selten so offen ausgesprochen. Dieser Einwand stehe oft auch in Zusammenhang mit dem theologischen Einwand. Turing halte ihn für zu unwesentlich um darauf einzugehen.

Der dritte Einwand, den Turing nennt, ist der mathematische Einwand. Er betrachtet hierbei das Gödelsche Theorem, welches besagt, dass in jedem genügend reichhaltigen logischen System Sätze formuliert werden können, die man innerhalb des Systems weder beweisen noch widerlegen kann, außer das System ist inkonsistent. Somit gebe es eine Reihe von Dingen, die eine Maschine nicht tun könne. Beim Imitationsspiel gebe es eine Reihe von Fragen, die eine Maschine nicht oder nicht richtig beantworten könne. Turing wendete ein, dass auch Menschen Fragen häufig falsch beantworten würden.

Der vierte Einwand ist das Bewusstseinsargument, welches besagt, dass eine Maschine erst dann wie ein Mensch sei, wenn sie dichten oder komponieren könne und das auf Basis von Gedanken und Gefühlen und nicht mithilfe bloßen Zufalls. Des Weiteren müsse sie auch wissen, was sie getan hat und sie dürfe beispielsweise nicht bloß künstlich Freude signalisieren. Turing schreibt hierzu, gemäß dieser Ansicht sei die einzige Möglichkeit herauszufinden, ob eine Maschine denkt, selbst diese Maschine zu sein. Das würde dann jedoch auch auf andere Menschen zutreffen, schließlich könnten wir uns auch nicht sicher sein, dass sie denken. Die These, dass nur das eigene Bewusstsein existiert und dass es außerhalb dieses Bewusstseins nichts gibt, auch kein anderes Bewusstsein, wird als metaphysischer Solipsismus bezeichnet. Wenn jeder nur von der eigenen Existenz überzeugte sei ohne die des Anderen anzuerkennen sei ein Gedankenaustausch jedoch recht schwierig, weswegen es sinnvoll sei, sich zu einigen, dass auch der jeweils Andere existiert. Turing ist der Ansicht, dass wenn eine Maschine zum Beispiel begründen könne, warum sie ein Sonett auf eine bestimmte Weise geschrieben hat, auch Verfechter des Bewusstseinsarguments zu überzeugen seien.

Der fünfte Einwand betrifft verschiedene Unfähigkeiten, zum Beispiel eine Maschine könne nicht freundlich sein, Initiative besitzen, Humor haben, Richtiges von Falschem unterscheiden, Fehler machen, Gegenstand ihrer eigenen Gedanken sein oder etwas wirklich Neues tun. Turing nach würden solche Feststellungen gewöhnlich durch nichts unterstützt. Seiner Meinung nach würden sie auf dem Prinzip der wissenschaftlichen Induktion basieren. Die Menschen schlössen also daraus, dass sie bisher nur Maschinen gesehen hätten denen eine bestimmte Eigenschaft fehle, dass keine Maschine diese Eigenschaft haben könnte. Zu der Aussage, eine Maschine könne keine Fehler machen sagt Turing, eine für das Imitationsspiel programmierte Maschine müsse beispielsweise aufwändige Berechnungen absichtlich falsch lösen, um einen Menschen nachzuahmen.

Der sechste Einwand, der Einwand von Lady Lovelace, besagt, dass die Analytische Maschine nichts Neues tun könne. Sie könne nur das tun, wofür sie programmiert worden sei. Hierzu sagt Turing, dass Lady Lovelace nur nichts gesehen hätte, was sie dazu veranlasst hätte zu glauben, eine Maschine könne denken und etwas Neues tun, was jedoch nicht heiße, dass dies tatsächlich nicht möglich sei. Außerdem argumentiert er, dass auch bei Menschen nicht sicher sei, ob etwas von ihnen Erdachtes tatsächlich neu und nicht etwa nur ein Produkt von Erziehung sei.

Er erklärt, der Mensch gebe der Maschine eine Idee, die Maschine antworte bis zu einem gewissen Grad und verfalle dann in Schweigen, wie eine von einem Hammer angeschlagene Klavierseite. Als weiteres Beispiel liefert er einen Atomreaktor bei welchem es, wenn er unterhalb einer kritischen Größe liege, beim Eindringen eines Neutrons zu einer Störung komme, die schließlich abklinge. Wäre der Reaktor aber über der kritischen Größe, so verursache das eingedrungene Neutron wahrscheinlich eine Kettenreaktion, die zur Zerstörung des Reaktors führen würde. Das überträgt Turing nun auf den menschlichen Verstand. Der Verstand der meisten Menschen sei unterkritisch, eine eingegebene Idee rufe im Durchschnitt als Erwiderung weniger als eine Idee hervor. Nur ein kleiner Teil sei überkritisch, so dass aus einer Idee ganze Theorien entstünden. Die Frage sei nun, ob sich überkritische Maschinen konstruieren ließen.

Turing ist auch der Meinung, dass es vielleicht sinnvoll sei, statt ein Programm zur Nachahmung des Verstandes eines Erwachsenen, eines zur Nachahmung eines Kindes herzustellen, welches man dann einem Erziehungsprozess unterziehen könne, um das Gehirn eines Erwachsenen zu erhalten. Er hoffe das kindliche Gehirn sei so simpel, dass es leicht nachzuahmen sei. Die Maschine müsse so konstruiert sein, dass Ereignisse, die einer Bestrafung vorausgingen nur mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit wiederholt würden und die Wahrscheinlichkeit belohnter Ereignisse erhöht würde. Außerdem müsse noch eine andere Kommunikationsmöglichkeit zur Maschine bestehen. Man könne versuchen die Maschine so einfach wie möglich zu konstruieren. Man könne aber auch ein vollständiges System logischer Schlussweisen einbauen. Der Speicher wäre hierbei größtenteils mit Definitionen und Sätzen gefüllt. Die Sätze könnten zum Beispiel Tatsachen, Vermutungen, mathematisch bewiesene Sätze oder autoritative Feststellungen sein. Gewisse Sätze ließen sich als Befehle beschreiben. Die Maschine solle auf wohlbegründete Befehle entsprechend reagieren.

Weise der Lehrer die Maschine beispielsweise an, ihre Hausaufgaben zu machen, so werde die Information das er dies täte als wohlbegründete Tatsache eingereiht. In Kombination mit der wohlbegründeten Tatsache, dass alles was der Lehrer sage war sei, könne die Maschine nun den Befehl, jetzt die Hausaufgaben zu machen, als wohlbegründeten Befehl einreihen und mit den Hausaufgaben beginnen.

Bei einer solchen lernenden Maschine wisse der Lehrer oft nur wenig darüber, was in der Maschine vorgehe, auch wenn es ihm zum Teil möglich sei, ihr Verhalten vorauszusagen. In dieser Hinsicht erscheine die Ansicht, die Maschine könne nur das tun, wofür sie programmiert worden sei, seltsam. Intelligentes Verhalten bestehe vermutlich auch in einem Abweichen vom völlig disziplinierten Verhalten bei Rechenvorgängen. Wahrscheinlich sei ein zufälliges Element nützlich.

Der siebte Einwand betrifft die Stetigkeit innerhalb des Nervensystems.

Die heutigen Computer werden als Maschinen mit diskreten Zuständen betrachtet. Maschinen mit diskreten Zuständen sind Maschinen, die in plötzlichen Sprüngen übergangslos von einem zum nächsten Zustand wechseln. Eigentlich gibt es solche Maschinen nicht, da alles stetig verläuft, aber bei vielen Maschinen macht es Sinn sich diese als Maschinen mit diskreten Zuständen vorzustellen. Ein Bit, dass einen Wert annimmt, der größer als 0, aber kleiner als 1, ist macht in den heute gebräuchlichen Computern auch kaum Sinn. Ebenso würde man für einen Lichtschalter in den meisten Fällen nur die Zustände "Aus" und "An" betrachten, außer das Licht ist dimmbar.

Für Maschinen mit diskreten Zuständen, die nur endlich viele Zustände annehmen können, lassen sich Tabellen aufstellen, die für jeden Ausgangszustand beschreiben, wie sich der Zustand der Maschine bei einer Eingabe ändert. Bei einem Lichtschalter ist dies recht trivial: Ist die Lampe gerade aus, so ändert sie ihren Zustand durch Betätigen des Schalters zu "An"; ist sie an, so ist sie nach Schalterbetätigung aus. Eine solche Tabelle ließe sich zum Beispiel auch für einen Computer erstellen, wobei diese dann weitaus komplexer wäre.

Kennt man die Tabelle einer Maschine mit diskreten Zuständen, so kann man auch ermitteln, was sie als nächstes tun wird. Das könnte dann auch ein Computer, dem die Tabelle zur Verfügung steht. Somit wäre dieser auch in der Lage, jede beliebige Maschine mit diskreten Zuständen zu simulieren, sofern er genügend Speicher hat.

Das Nervensystem ist jedoch keine Maschine mit diskreten Zuständen. Schon ein sehr kleiner Informationsfehler bezüglich der Größe eines Nervenimpulses, der eine Zelle treffe, könne einen großen Unterschied bei der Größe des austretenden Impulses zur Folge haben, weswegen man nicht erwarten könne, dass eine Maschine mit diskreten Zuständen fähig sei dies nachzuahmen. Turing sagt hierzu, dass sich Maschinen mit diskreten Zuständen von stetigen Maschinen unterscheiden müssten, dass sich jedoch daraus für den Fragensteller im Imitationsspiel kein Vorteil ergebe. Es könne eine Zufallswahl getroffen werden und der Fragensteller hätte keine Möglichkeit zu bemerken, dass es sich nicht um einen stetige Maschine handle.

Der achte Einwand behandelt die Unmöglichkeit Verhaltensregeln festzusetzen. Es sei demnach unmöglich Regeln aufzustellen, die beschreiben, was ein Mensch in jeder denkbaren Situation tun sollte. Bei einer Verkehrsampel dürfe man zum Beispiel bei grün gehen und müsse bei rot stehen, doch was sei zu tun wenn beiden Lampen aufleuchten würden? Es sei offenbar sicherer stehen zu bleiben, doch könnte auch das zu Schwierigkeiten führen. Turing stimme dem zu. Hieraus lasse sich schließen, dass wir keine Maschinen sein könnten. Hätte der Mensch feste Verhaltensregeln, so sei er nichts besseres als eine Maschine. In diesem Schluss sieht Turing jedoch eine Verwechslung von Verhaltensregeln und Verhaltensgesetzmäßigkeiten. Unter Verhaltensregeln versteht er Vorschriften, etwa dass bei rot anzuhalten ist. Unter Verhaltensgesetzmäßigkeiten versteht er den menschlichen Körper betreffende Naturgesetze, beispielsweise dass, wenn man eine Person kneife, diese schreien würde. Turing ersetzt nun Verhaltensregeln durch Verhaltensgesetzmäßigkeiten und macht deutlich, dass es nicht so leicht sei zu beweisen, dass der Mensch auch keine vollständigen Verhaltensgesetzmäßigkeiten habe. Die einzige Möglichkeit solche Verhaltensgesetzmäßigkeiten zu finden sei die wissenschaftlich Beobachtung und es gebe sicher keine äußeren Umstände, unter denen wir behaupten könnten, wir hätten genügend nachgeforscht und es gebe keine solchen Gesetzmäßigkeiten. Solch eine Feststellung sei generell ungerechtfertigt. Wenn man zum Beispiel eine Maschine hätte, die nach Eingabe einer Zahl eine andere Zahl ausgebe, die aus der ersten errechnet worden sei, so sei es auch nicht unbedingt möglich die Regeln zu ermitteln und künftige Antworten vorherzusagen.

Der letzte Einwand betrifft die außersinnliche Wahrnehmung. Turing schreibt, er nehme an, der Leser sei mit den vier Erscheinungsformen der anomalen Fähigkeiten der Sinneswahrnehmung vertraut, nämlich der Telepathie, dem Hellsehen, der Prophetie und der Psychokinese. Die statistischen Beweise, zumindest für Telepathie, seien überwältigend. Habe man diese Tatsachen akzeptiert, so scheine der Schritt zum Geister- und Gespensterglauben nicht groß. Durch Telepathie oder Hellseherei könnte der Mensch sich beim Imitationsspiel einen Vorteil verschaffen. Der Fragensteller könnte die Maschine durch Psychokinese beeinflussen. Das Problem lasse sich durch einen telepathie-undurchlässigen Raum lösen.

John Searle: Das chinesische Zimmer

Daran, dass Turing zum Nachweis künstlicher Intelligenz das von ihm beschriebene Imitationsspiel verwenden will, lässt sich erkenne, dass es ihm nur darum geht Intelligenz zu simulieren; nicht unbedingt darum, wirklich Intelligenz zu schaffen.

Es gibt einen Einwand gegen das Imitationsspiel, der das gut widerspiegelt, das chinesische Zimmer. Es handelt sich hierbei um ein Gedankenexperiment des Philosophen John Searle. Ein Mensch befindet sich in einem geschlossenen Raum. Durch einen Schlitz in der Tür bekommt er Zettel mit Geschichten auf Chinesisch. Der Mensch in dem Raum kann kein chinesisch, versteht die Geschichte also nicht. Anschließend erhält er einen Zettel mit ebenfalls auf Chinesisch verfassten Fragen zur Geschichte. Er hat jedoch ein Handbuch, welches in seiner Muttersprache geschrieben ist und in welchem steht, welche Zeichen er in Abhängigkeit von der Geschichte und der Frage auf den Antwortzettel schreiben soll.

Die Antworten werden einer Person vor der Tür gegeben, welche chinesisch spricht. Da sie sinnvolle Antworten erhält glaubt sie, im Raum sei jemand, der auch chinesisch spreche.

Dieses Gedankenexperiment zeigt, dass eine Maschine, nur weil sie sinnvolle Antworten gibt nicht unbedingt eigenständig denken kann und auch wirklich versteht, was sie von sich gibt.

1966 schrieb Joseph Weizenbaum ein Programm namens ELIZA. Das Programm ist in der Lage verschiedene Gesprächspartner zu simulieren. Bekannt geworden ist es für die Simulation eines Psychotherapeuten. ELIZA formuliert aus einer eingegebenen Aussage einfach eine Frage, wie es bei Psychotherapeuten auch oft vorkommt. Auf "Ich habe ein Problem mit meinem Auto." kann zum Beispiel die Frage "Warum, sagen Sie, haben Sie ein Problem mit Ihrem Auto?" gestellt werden. Des Weiteren reagiert das Programm auf Schlüsselwörter, was jedoch manchmal zu weniger sinnvollen Ergebnissen führt. Sagt der Benutzer beispielsweise "Krieg ist der Vater aller Dinge.", so wird das Schlüsselwort "Vater" erkannt und man erhält die eher unpassende Aufforderung "Erzählen Sie mir mehr über Ihre Familie!". Ein Vorteil des Programms ist, dass es keine Wissensbasis braucht. Es muss nur die Eingaben verarbeiten. Einige Patienten, glaubten nach einem Gespräch mit ELIZA, mit einem echten Therapeuten gesprochen zu haben. Selbst nachdem den Versuchspersonen mitgeteilt wurde, dass sie sich mit einem Computerprogramm unterhalten hatten, glaubten einige noch, der Gesprächspartner hätte ihnen tatsächlich Verständnis entgegengebracht.

Im Schach gewinnen Computer auch schon gegen die besten menschlichen Spieler. Es handelt sich hierbei jedoch auch nicht um wirkliche Intelligenz. Die Computer haben keine wirklichen Strategien und verstehen nicht, was sie tun, sondern berechnen nur möglichst viele Zustände im Voraus und bewerten sie. Teilweise werden auch Datenbanken mit bewerten Spielzügen, zum Beispiel für den Beginn des Spiels, verwendet.

Selbst in Quizshows können Computer gegen Menschen gewinnen, doch auch das setzt keinen wirklichen Verstand, sondern nur die richtige Verarbeitung der Frage und der zur Verfügung stehenden Datensätze voraus.

Der Laplacesche Dämon

Ein Argument, dass Turing anführt, ist der Laplacesche Dämon. Der Laplacesche Dämon ist eine Veranschaulichung der Vorstellung, dass sich bei Kenntnis aller Naturgesetze und der Positionen, Lagen und Geschwindigkeiten aller Teilchen im Universum alle zukünftigen und vergangenen Zustände des Universums berechnen ließen. Auf diese Weise könnte man auch den Verstand eines Menschen von einem Computer simulieren lassen.

Es gibt einige Einwände gegen den Laplaceschen Dämon. Ein Einwand ist das Dreikörperproblem. Es ist erwiesen, dass es nur in Sonderfällen möglich ist, die Bewegung von drei oder mehr Körpern zu berechnen.

Ein weiteres relevantes Problem ist der Zufall auf Quantenebene. Es lassen sich nur Wahrscheinlichkeitsaussagen machen. Somit ist nicht vorherbestimmbar, wie sich der Verstand eines bestimmten Menschen verhalten wird. Für künstliche Intelligenz stellt das jedoch nicht zwangsläufig ein Problem dar. Man braucht nur eine Möglichkeit um zufälliges Verhalten zu erzeugen. Um entsprechende zufällige Werte zu erhalten, könnten einfach Quanten verwendet werden, deren Verhalten auf die Simulation übertragen wird. Quanten haben sogar einen Vorteil. An einer Stelle hatte Turing das Problem bezüglich der Stetigkeit innerhalb des Nervensystems erwähnt. Laut heute recht verbreiteten Theorien hat das Universum auf Quantenebene diskrete Zustände und verläuft nicht kontinuierlich. Das würde dann auch eine genaue Simulation möglich machen. Da auf diese Weise ein Mensch vollständig im Computer simuliert werden könnte, wäre dieser auch als intelligent zu betrachten. Es gäbe im Grunde keinen wirklichen Unterschied zu echten Menschen.

Aktuelle Projekte

Es gibt derzeit einige Projekte, deren Ziel es ist, das menschliche Gehirn zu simulieren. Eines davon ist das "Human Brain Project", ein Großprojekt der Europäischen Kommission, in dem das gesamte Wissen über das menschliche Gehirn zusammengetragen und in Modellen und Simulationen umgesetzt werden soll. Hier werden spezielle Mikroprozessoren mit neuronenähnlichen Strukturen verwendet. Die Simulation soll unter Anderem helfen Gehirnkrankheiten zu verstehen und zu heilen.

Ein weiteres Projekt in dieser Richtung ist das SyNAPSE-Projekt der DARPA. Auch hier werden spezielle Prozessoren verwendet. Ziel soll es hier sein, ein relativ effizient arbeitendes System zu bauen, dass auch nicht allzu viel Platz einnimmt. Es wurde keine biologisch realistische Simulation des Gehirns erstellt, sondern mathematisch abstrahiert, um mit möglichst wenig Energie und Platz auszukommen und damit das System schnell arbeitet.

Erstaunlich ist die Effizienz des menschlichen Gehirns. Um es vollständig realistisch zu simulieren würden riesige Rechenzentren benötigt, die riesige Energiemengen erfordern würden. Das Gehirn benötigt nur 20 Watt.

Kommentare:

- kein Kommentar -
Um einen Kommentar zu schreiben ist eine Anmeldung nötig.