Sistema de símbolo físico - Physical symbol system

Un sistema de símbolos físicos (también llamado sistema formal ) toma patrones físicos (símbolos), combinándolos en estructuras (expresiones) y manipulándolos (usando procesos) para producir nuevas expresiones.

La hipótesis del sistema de símbolos físicos ( PSSH ) es una posición en la filosofía de la inteligencia artificial formulada por Allen Newell y Herbert A. Simon . Ellos escribieron:

"Un sistema de símbolos físicos tiene los medios necesarios y suficientes para una acción inteligente general".

Esta afirmación implica tanto que el pensamiento humano es una especie de manipulación de símbolos (porque un sistema de símbolos es necesario para la inteligencia) como que las máquinas pueden ser inteligentes (porque un sistema de símbolos es suficiente para la inteligencia).

La idea tiene raíces filosóficas en Hobbes (quien afirmó que el razonamiento era "nada más que un ajuste de cuentas"), Leibniz (quien intentó crear un cálculo lógico de todas las ideas humanas), Hume (quien pensó que la percepción podría reducirse a "impresiones atómicas") y incluso Kant (que analizó toda la experiencia como controlada por reglas formales). La última versión se llama teoría computacional de la mente , asociada con los filósofos Hilary Putnam y Jerry Fodor .

La hipótesis ha sido fuertemente criticada por varias partes, pero es una parte fundamental de la investigación de la IA. Una opinión crítica común es que la hipótesis parece apropiada para la inteligencia de alto nivel, como jugar al ajedrez, pero menos apropiada para la inteligencia común como la visión. Por lo general, se hace una distinción entre el tipo de símbolos de alto nivel que se corresponden directamente con objetos en el mundo, como <dog> y <tail> y los "símbolos" más complejos que están presentes en una máquina como una red neuronal .

Ejemplos de

Ejemplos de sistemas de símbolos físicos incluyen:

  • Lógica formal : los símbolos son palabras como "y", "o", "no", "para todo x" y así sucesivamente. Las expresiones son declaraciones en lógica formal que pueden ser verdaderas o falsas. Los procesos son las reglas de la deducción lógica.
  • Álgebra : los símbolos son "+", "×", " x ", " y ", "1", "2", "3", etc. Las expresiones son ecuaciones. Los procesos son las reglas del álgebra, que permiten manipular una expresión matemática y retener su verdad.
  • Una computadora digital : los símbolos son ceros y unos de la memoria de la computadora, los procesos son las operaciones de la CPU que cambian la memoria.
  • Ajedrez : los símbolos son las piezas, los procesos son los movimientos de ajedrez legales, las expresiones son las posiciones de todas las piezas en el tablero.

La hipótesis del sistema de símbolos físicos afirma que ambos son también ejemplos de sistemas de símbolos físicos:

  • Pensamiento humano inteligente: los símbolos están codificados en nuestro cerebro. Las expresiones son pensamientos . Los procesos son las operaciones mentales del pensamiento.
  • Un programa de inteligencia artificial en ejecución : los símbolos son datos. Las expresiones son más datos. Los procesos son programas que manipulan los datos.

Argumentos a favor de la hipótesis del sistema de símbolos físicos

Newell y Simon

Dos líneas de evidencia sugirieron a Allen Newell y Herbert A. Simon que la "manipulación de símbolos" era la esencia tanto de la inteligencia humana como de la máquina: el desarrollo de programas de inteligencia artificial y experimentos psicológicos en seres humanos.

En primer lugar, en las primeras décadas de investigación en IA había una serie de programas muy exitosos que utilizaron alto nivel de procesamiento de símbolos, como Newell y Herbert A. Simon 's general solucionador de problemas o Terry Winograd ' s SHRDLU . John Haugeland llamó a este tipo de investigación de IA "Buena IA a la antigua" o GOFAI . Los sistemas expertos y la programación lógica son descendientes de esta tradición. El éxito de estos programas sugirió que los sistemas de procesamiento de símbolos podrían simular cualquier acción inteligente.

Y en segundo lugar, los experimentos psicológicos llevados a cabo al mismo tiempo encontraron que, para problemas difíciles de lógica, planificación o cualquier tipo de "resolución de acertijos", las personas también usaban este tipo de procesamiento de símbolos. Los investigadores de IA pudieron simular paso a paso las habilidades de resolución de problemas de las personas con programas de computadora. Esta colaboración y las cuestiones que planteó eventualmente conducirían a la creación del campo de la ciencia cognitiva . (Este tipo de investigación se denominó " simulación cognitiva ".) Esta línea de investigación sugirió que la resolución de problemas humanos consistía principalmente en la manipulación de símbolos de alto nivel.

Símbolos vs señales

En los argumentos de Newell y Simon, los "símbolos" a los que se refiere la hipótesis son objetos físicos que representan cosas en el mundo, símbolos como <perro> que tienen un significado o denotación reconocible y se pueden componer con otros símbolos para crear más complejos. símbolos.

Sin embargo, también es posible interpretar la hipótesis como una referencia a los simples 0 y 1 abstractos en la memoria de una computadora digital o al flujo de 0 y 1 que pasa a través del aparato perceptivo de un robot. Estos también son, en cierto sentido, símbolos, aunque no siempre es posible determinar exactamente qué significan los símbolos. En esta versión de la hipótesis, no se hace ninguna distinción entre "símbolos" y "señales", como explican David Touretzky y Dean Pomerleau .

Según esta interpretación, la hipótesis del sistema de símbolos físicos afirma simplemente que la inteligencia se puede digitalizar . Esta es una afirmación más débil. De hecho, Touretzky y Pomerleau escriben que si los símbolos y las señales son lo mismo, entonces "[s] uficiencia es un hecho, a menos que uno sea dualista o algún otro tipo de místico, porque los sistemas de símbolos físicos son universales de Turing ". La tesis de Church-Turing, ampliamente aceptada , sostiene que cualquier sistema universal de Turing puede simular cualquier proceso concebible que pueda ser digitalizado, con suficiente tiempo y memoria. Dado que cualquier computadora digital es Turing-universal , cualquier computadora digital puede, en teoría, simular cualquier cosa que pueda ser digitalizada con un nivel suficiente de precisión, incluido el comportamiento de organismos inteligentes. La condición necesaria de la hipótesis de los sistemas de símbolos físicos también puede ser refinada, ya que estamos dispuestos a aceptar casi cualquier señal como una forma de "símbolo" y todos los sistemas biológicos inteligentes tienen rutas de señales.

Crítica

Nils Nilsson ha identificado cuatro "temas" o motivos principales en los que se ha atacado la hipótesis del sistema de símbolos físicos.

  1. La "afirmación errónea de que la [hipótesis del sistema de símbolos físicos] carece de base simbólica ", que se presume que es un requisito para la acción inteligente general.
  2. La creencia común de que la IA requiere un procesamiento no simbólico (el que puede proporcionar una arquitectura conexionista, por ejemplo).
  3. La afirmación común de que el cerebro simplemente no es una computadora y que "la computación, tal como se entiende actualmente, no proporciona un modelo apropiado para la inteligencia".
  4. Y por último, algunos también creen que el cerebro es esencialmente inconsciente, que la mayoría de lo que ocurre son reacciones químicas y que el comportamiento inteligente humano es análogo al comportamiento inteligente mostrado, por ejemplo, por las colonias de hormigas.

Dreyfus y la primacía de las habilidades inconscientes

Hubert Dreyfus atacó la condición necesaria de la hipótesis del sistema de símbolos físicos, llamándola "el supuesto psicológico" y definiéndola así:

  • La mente puede verse como un dispositivo que opera con bits de información de acuerdo con reglas formales.

Dreyfus refutó esto mostrando que la inteligencia y la experiencia humanas dependían principalmente de los instintos inconscientes más que de la manipulación simbólica consciente. Los expertos resuelven problemas rápidamente utilizando sus intuiciones, en lugar de búsquedas paso a paso de prueba y error. Dreyfus argumentó que estas habilidades inconscientes nunca serían capturadas en reglas formales. Sin embargo, los avances en el razonamiento sensible y del sentido común han presentado datos empíricos que los académicos están considerando seriamente en yuxtaposición a "la suposición psicológica".

Searle y su habitación china

El argumento de la habitación china de John Searle , presentado en 1980, intentó mostrar que no se podía decir que un programa (o cualquier sistema de símbolos físicos) "comprendiera" los símbolos que utiliza; que los símbolos en sí mismos no tienen significado o contenido semántico, por lo que la máquina nunca puede ser verdaderamente inteligente a partir de la manipulación de símbolos únicamente.

Brooks y los roboticistas

En los años sesenta y setenta, varios laboratorios intentaron construir robots que usaban símbolos para representar el mundo y planificar acciones (como el Stanford Cart ). Estos proyectos tuvieron un éxito limitado. A mediados de los ochenta, Rodney Brooks del MIT pudo construir robots que tenían una capacidad superior para moverse y sobrevivir sin el uso de razonamiento simbólico en absoluto. Brooks (y otros, como Hans Moravec ) descubrieron que nuestras habilidades más básicas de movimiento, supervivencia, percepción, equilibrio, etc., no parecían requerir símbolos de alto nivel en absoluto, que de hecho, el uso de símbolos de alto nivel era más complicado y menos exitoso.

En un artículo de 1990 Los elefantes no juegan al ajedrez , el investigador de robótica Rodney Brooks apuntó directamente a la hipótesis del sistema de símbolos físicos, argumentando que los símbolos no siempre son necesarios ya que "el mundo es su mejor modelo propio. Siempre está exactamente actualizado. Siempre tiene todos los detalles que hay que conocer. El truco consiste en detectarlo de forma adecuada y con la suficiente frecuencia ".

Conexionismo

Filosofía encarnada

George Lakoff , Mark Turner y otros han argumentado que nuestras habilidades abstractas en áreas como matemáticas , ética y filosofía dependen de habilidades inconscientes que se derivan del cuerpo, y que la manipulación consciente de símbolos es solo una pequeña parte de nuestra inteligencia.

Ver también

Notas

Referencias