Jak nauczyliśmy maszyny liczyć i myśleć za nas? Część 45: Test Turinga

Prawie w każdym artykule, sprawozdaniu, filmie lub innym tekście dotyczącym sztucznej inteligencji można natknąć się na frazę „test Turinga”. Kim właściwie był Turing? Jaki test opracował? I wreszcie – jak to wszystko się ma do sztucznej inteligencji? Czy to działa? Czy jest w ogóle potrzebne? Na te oraz inne pytania chciałbym odpowiedzieć w tym felietonie.

Alan Turing jako uczony

Alan Mathison Turing, bo tak w pełni nazywał się człowiek, o którym mowa, to urodzony 23 czerwca 1912 r. w Londynie brytyjski matematyk, uważany obecnie za ojca sztucznej inteligencji. Studiował matematykę od 1931 do 1934 r., kończąc te studia z wyróżnieniem. W 1935 r. obronił pracę doktorską. Sławę przyniosła mu wydana w 1938 r. praca matematyczna „On Computable Numbers...”, czyli „O liczbach obliczalnych...”. W tej pracy wprowadził abstrakcyjną maszynę, która była w stanie wykonywać zaprogramowane na taśmie operacje za pomocą głowicy, która mogła odczytywać znaki z taśmy, zapisywać tam znaki i przesuwać się nad taśmą do przodu lub do tyłu. Owa maszyna rozważana z dzisiejszej perspektywy to model... komputera: taśma to pamięć, a głowica to mikroprocesor. Jest jednak jedna istotna różnica. W swoich rozważaniach teoretycznych Turing zakładał, że jego maszyna będzie używać nieskończenie długiej taśmy, podczas gdy komputery mają pamięć o skończonej długości (chociaż z roku na rok coraz większą).

Turing najpierw opisał maszynę wykonującą tylko jeden algorytm, ale potem zdefiniował uniwersalną maszynę, która mogła wykonać dowolny algorytm. Ale badając właściwości wymyślonej maszyny, Turing wykazał, że istnieją problemy matematyczne, których jego maszyna rozstrzygnąć nie potrafi. Jest to prawdziwe do dziś: są takie zagadnienia, których komputery rozwiązać nie są w stanie.

W 1939 r. wybuchła wojna, Turing podjął więc pracę kryptoanalityka i usiłował łamać niemieckie szyfry, korzystając z opracowanych według jego pomysłu urządzeń nazywanych bombami kryptoanalitycznymi. Owe bomby były w pewnym sensie komputerami, chociaż działającymi w sposób mechaniczny i przeznaczonymi do realizacji jednego tylko algorytmu – kryptoanalizy. W 1945 r. za swe osiągnięcia Turing został odznaczony Orderem Imperium Brytyjskiego i przeniesiony do pracy przy tajnym projekcie ACE (Automatic Computing Engine – czyli automatycznego komputera). Ze względu na tajemnicę wojskową ACE nie został zbudowany, ale Turing, który rozczarowany zatrudnił się na Uniwersytecie w Manchesterze, miał możliwość programowania jednego z pierwszych komputerów Manchester Mark I.

Test Turinga

W tym pionierskim okresie rozwoju komputerów dosyć szybko zauważono, że te maszyny potrafią nie tylko szybko liczyć i zapamiętywać duże ilości informacji, ale mogą także – po odpowiednim zaprogramowaniu – przeprowadzać automatycznie procesy analogiczne do ludzkiego rozumowania. Powstały pierwsze programy grające w różne gry wymagające strategicznego myślenia (głównie szachy i warcaby), zbudowano programy automatycznie dowodzące twierdzenia matematyczne, nauczono komputery rozpoznawania obrazów i dźwięków... Na bazie tych sukcesów odważni badacze sformułowali tezę, że oto mamy do czynienia z nowym bytem: sztuczną inteligencją.

Ponieważ jednak koncepcja sztucznej inteligencji budziła sporo kontrowersji, a pytanie: „czy maszyna może być inteligentna?”, było rozważane z różnych punktów widzenia (co opiszę w osobnym felietonie), Turing uznał, że musi się włączyć do dyskusji i zaproponował test, który miał owe wątpliwości rozstrzygnąć w sposób empiryczny.

Konstrukcję i zasady owego testu zaczerpnął Turing z popularnej w Anglii gry towarzyskiej nazywanej grą w naśladownictwo (imitation game). Biorą w niej udział trzy osoby: mężczyzna (A), kobieta (B) i pytający – C (dowolnej płci). Mężczyzna i kobieta przebywają w osobnych pokojach, oddzieleni od siebie i od pytającego. Oczywiście gracze nie mogą się widzieć ani słyszeć, ale mogą sobie przesyłać pytania i odpowiedzi na kartkach pisanych na maszynie (żeby charakter pisma nie zdradził płci). Pytający może zadawać pytania osobom w pokojach, które zna jako X i Y. Jego zadaniem jest określenie (wyłącznie na podstawie uzyskanych odpowiedzi), w którym pokoju znajduje się kobieta, a w którym mężczyzna. Dodatkowo zakłada się, że A w trakcie gry ma robić wszystko, aby wprowadzić pytającego w błąd i by dokonał niepoprawnej identyfikacji – może zatem swobodnie kłamać, natomiast B ma udzielać zawsze prawdziwych odpowiedzi. Modyfikacja, którą wprowadza Turing, polega na zastąpieniu jednej z osób maszyną.

Główną ideą testu jest to, że maszyna – odpowiadając na zadawane jej pytania – ma udawać, że jest człowiekiem. Zda ów test tylko wtedy, kiedy owo udawanie będzie przekonujące. Każdy z sędziów będzie musiał oceniać swego rozmówcę kilkakrotnie i zwykle sędziowie będą mieli do czynienia z człowiekiem, a tylko niekiedy z maszyną. Tak to ustawiono, żeby sędziowie za każdym razem nie stwierdzali bez zastanowienia „to jest maszyna”, bo się zdyskredytują. Turing uważał, że do uznania komputera za myślący wystarczy, by oszukał on 30 procent ludzi, z którymi będzie rozmawiał. Typowa rozmowa trwa pięć minut.

Zaraz opiszę, jak z testem Turinga zmagano się w informatyce przez ponad 50 lat, ale najpierw muszę przekazać smutną wiadomość na temat samego Turinga.

Tragiczna śmierć

Nie ulega wątpliwości, że Turing był geniuszem i mógł dokonać jeszcze wielu epokowych odkryć w rodzącej się na początku lat 50. XX wieku informatyce i (zawłaszcza!) sztucznej inteligencji. Jednak miał on jedną cechę, którą w jego czasach uważano za dramatyczną wadę. Otóż był on homoseksualistą. W czasie wojny, gdy jego praca była niezbędna przy łamaniu szyfrów, wiedziano o jego skłonnościach, ale wojskowi twierdzili, że „pozbędą się go” (tak to wyrazili!) dopiero wtedy, gdy zwycięstwo nad Niemcami będzie pewne. I rzeczywiście zwolnili go dopiero pod koniec 1944 r. Natomiast podczas pracy naukowej Turinga w Manchesterze parasola ochronnego nad geniuszem już nie było, dlatego w 1952 r. wytoczono mu proces (w Wielkiej Brytanii homoseksualizm był uważany za przestępstwo!) i sąd skazał uczonego na długoletnie więzienie albo kastrację hormonalną (przyjmowanie przez rok estrogenu). Turing wybrał to drugie, ale 7 czerwca 1954 r. zamknął się w swojej sypialni i popełnił samobójstwo, nadgryzając nasączone cyjankiem potasu jabłko. To nadgryzione jabłko jest do dziś znakiem rozpoznawczym firmy Apple. Ale test Turinga żyje i jest stale przywoływany jako miernik inteligencji maszyn.

Pierwszy „zaliczony” test

Przez długi czas żaden komputer nie zaliczył testu Turinga. Pierwszy raz ogłoszono jego pokonanie w 2011 r. Doszło do tego podczas dorocznego festiwalu Techniche w indyjskim Guwahati. Aspirował program komputerowy o nazwie Cleverbot, stworzony w 1988 r. przez Rollo Carpentera. Od momentu stworzenia Cleverbot cały czas się uczył, prowadząc niekończące się rozmowy z ludźmi. W 1997 r. doczekał się bardzo istotnej innowacji, która polegała na udostępnieniu każdemu internaucie na świecie możliwość przeprowadzenia z nim rozmowy. Cleverbot miał podobno przeprowadzić w sumie ponad 65 miliardów konwersacji.