Sistema de símbolo físico - Physical symbol system

Um sistema de símbolos físicos (também chamado de sistema formal ) pega padrões físicos (símbolos), combinando-os em estruturas (expressões) e manipulando-os (usando processos) para produzir novas expressões.

A hipótese do sistema de símbolos físicos ( PSSH ) é uma posição na filosofia da inteligência artificial formulada por Allen Newell e Herbert A. Simon . Eles escreveram:

"Um sistema de símbolos físicos tem os meios necessários e suficientes para uma ação inteligente geral."

-  Allen Newell e Herbert A. Simon

Essa afirmação implica que o pensamento humano é um tipo de manipulação de símbolos (porque um sistema de símbolos é necessário para a inteligência) e que as máquinas podem ser inteligentes (porque um sistema de símbolos é suficiente para a inteligência).

A ideia tem raízes filosóficas em Hobbes (que afirmava que o raciocínio era "nada mais que um cálculo"), Leibniz (que tentou criar um cálculo lógico de todas as ideias humanas), Hume (que pensava que a percepção poderia ser reduzida a "impressões atômicas") e até mesmo Kant (que analisou toda a experiência controlada por regras formais). A última versão é chamada de teoria computacional da mente , associada aos filósofos Hilary Putnam e Jerry Fodor .

A hipótese foi fortemente criticada por várias partes, mas é uma parte central da pesquisa de IA. Uma visão crítica comum é que a hipótese parece apropriada para inteligência de nível superior, como jogar xadrez, mas menos apropriada para inteligência comum, como a visão. Normalmente, é feita uma distinção entre os tipos de símbolos de alto nível que correspondem diretamente a objetos no mundo, como <dog> e <tail>, e os "símbolos" mais complexos que estão presentes em uma máquina como uma rede neural .

Exemplos

Exemplos de sistemas de símbolos físicos incluem:

• Lógica formal : os símbolos são palavras como "e", "ou", "não", "para todo x" e assim por diante. As expressões são declarações em lógica formal que podem ser verdadeiras ou falsas. Os processos são as regras de dedução lógica.
• Álgebra : os símbolos são "+", "×", " x ", " y ", "1", "2", "3", etc. As expressões são equações. Os processos são as regras da álgebra, que permitem manipular uma expressão matemática e reter sua verdade.
• Um computador digital : os símbolos são zeros e uns da memória do computador, os processos são as operações da CPU que trocam a memória.
• Xadrez : os símbolos são as peças, os processos são os lances de xadrez legais, as expressões são as posições de todas as peças no tabuleiro.

A hipótese do sistema de símbolos físicos afirma que ambos são exemplos de sistemas de símbolos físicos:

• Pensamento humano inteligente: os símbolos são codificados em nossos cérebros. As expressões são pensamentos . Os processos são as operações mentais do pensamento.
• Um programa de inteligência artificial em execução : os símbolos são dados. As expressões são mais dados. Os processos são programas que manipulam os dados.

Argumentos a favor da hipótese do sistema de símbolos físicos

Newell e Simon

Duas linhas de evidência sugeriram a Allen Newell e Herbert A. Simon que a "manipulação de símbolos" era a essência da inteligência humana e da máquina: o desenvolvimento de programas de inteligência artificial e experimentos psicológicos em seres humanos.

Primeiro, nas primeiras décadas de pesquisa em IA, havia vários programas muito bem-sucedidos que usavam processamento de símbolos de alto nível, como o General Problem Solver de Newell e Herbert A. Simon ou o SHRDLU de Terry Winograd . John Haugeland chamou esse tipo de pesquisa de IA de "Good Old Fashioned AI" ou GOFAI . Os sistemas especialistas e a programação lógica são descendentes dessa tradição. O sucesso desses programas sugere que os sistemas de processamento de símbolos podem simular qualquer ação inteligente.

E, em segundo lugar, experimentos psicológicos realizados ao mesmo tempo descobriram que, para problemas difíceis de lógica, planejamento ou qualquer tipo de "solução de quebra-cabeças", as pessoas também usavam esse tipo de processamento de símbolos. Os pesquisadores de IA foram capazes de simular passo a passo as habilidades de resolução de problemas de pessoas com programas de computador. Essa colaboração e as questões que ela levantou eventualmente levariam à criação do campo das ciências cognitivas . (Esse tipo de pesquisa foi chamado de " simulação cognitiva ".) Essa linha de pesquisa sugeriu que a solução de problemas humanos consistia principalmente na manipulação de símbolos de alto nível.

Símbolos vs. sinais

Nos argumentos de Newell e Simon, os "símbolos" aos quais a hipótese se refere são objetos físicos que representam coisas no mundo, símbolos como <cachorro> que têm um significado reconhecível ou denotação e podem ser compostos com outros símbolos para criar mais complexos símbolos.

No entanto, também é possível interpretar a hipótese como referindo-se aos 0s e 1s abstratos simples na memória de um computador digital ou ao fluxo de 0s e 1s passando pelo aparato perceptual de um robô. Esses são, em certo sentido, também símbolos, embora nem sempre seja possível determinar exatamente o que os símbolos representam. Nesta versão da hipótese, nenhuma distinção está sendo feita entre "símbolos" e "sinais", como explicam David Touretzky e Dean Pomerleau .

Sob essa interpretação, a hipótese do sistema de símbolos físicos afirma apenas que a inteligência pode ser digitalizada . Esta é uma afirmação mais fraca. De fato, Touretzky e Pomerleau escrevem que se os símbolos e sinais são a mesma coisa, então "[s] uficiência é dada, a menos que alguém seja dualista ou algum outro tipo de místico, porque os sistemas de símbolos físicos são universais de Turing ". A tese amplamente aceita de Church-Turing sustenta que qualquer sistema Turing-universal pode simular qualquer processo concebível que possa ser digitalizado, com tempo e memória suficientes. Uma vez que qualquer computador digital é Turing-universal , qualquer computador digital pode, em teoria, simular qualquer coisa que possa ser digitalizada com um nível de precisão suficiente, incluindo o comportamento de organismos inteligentes. A condição necessária da hipótese dos sistemas de símbolos físicos também pode ser refinada, uma vez que estamos dispostos a aceitar quase qualquer sinal como uma forma de "símbolo" e todos os sistemas biológicos inteligentes têm vias de sinal.

Crítica

Nils Nilsson identificou quatro "temas" ou fundamentos principais nos quais a hipótese do sistema de símbolos físicos foi atacada.

1. A "afirmação errônea de que a [hipótese do sistema de símbolo físico] carece de base de símbolo ", que se presume ser um requisito para a ação inteligente geral.
2. A crença comum de que a IA requer processamento não simbólico (aquele que pode ser fornecido por uma arquitetura conexionista, por exemplo).
3. A afirmação comum de que o cérebro simplesmente não é um computador e que "a computação como é entendida atualmente não fornece um modelo apropriado para a inteligência".
4. E, por último, alguns também acreditam que o cérebro é essencialmente irracional, a maior parte do que ocorre são reações químicas e que o comportamento inteligente humano é análogo ao comportamento inteligente exibido, por exemplo, por colônias de formigas.

Dreyfus e a primazia das habilidades inconscientes

Hubert Dreyfus atacou a condição necessária da hipótese do sistema de símbolos físicos, chamando-a de "a suposição psicológica" e definindo-a assim:

• A mente pode ser vista como um dispositivo operando em bits de informação de acordo com regras formais.

Dreyfus refutou isso mostrando que a inteligência humana e a perícia dependiam principalmente de instintos inconscientes, em vez de manipulação simbólica consciente. Os especialistas resolvem problemas rapidamente usando suas intuições, em vez de pesquisas passo a passo por tentativa e erro. Dreyfus argumentou que essas habilidades inconscientes nunca seriam capturadas em regras formais. No entanto, os avanços no raciocínio senciente e de senso comum estabeleceram dados empíricos que os estudiosos estão considerando seriamente em justaposição à "suposição psicológica".

Searle e seu quarto chinês

John Searle 's quarto chinês argumento, apresentado em 1980, tentou mostrar que um programa (ou qualquer sistema de símbolos físicos) não poderia ser dito para 'entender' os símbolos que ele usa; que os próprios símbolos não têm significado ou conteúdo semântico e, portanto, a máquina nunca pode ser verdadeiramente inteligente apenas com a manipulação de símbolos.

Brooks e os roboticistas

Nos anos 60 e 70, vários laboratórios tentaram construir robôs que usassem símbolos para representar o mundo e planejar ações (como o Stanford Cart ). Esses projetos tiveram sucesso limitado. Em meados dos anos 80, Rodney Brooks, do MIT, foi capaz de construir robôs com capacidade superior de se mover e sobreviver sem o uso de raciocínio simbólico. Brooks (e outros, como Hans Moravec ) descobriram que nossas habilidades mais básicas de movimento, sobrevivência, percepção, equilíbrio e assim por diante não pareciam exigir símbolos de alto nível, que na verdade, o uso de símbolos de alto nível era mais complicado e menos bem sucedido.

Em um artigo de 1990, Elefantes não jogam xadrez , o pesquisador de robótica Rodney Brooks mirou diretamente na hipótese do sistema de símbolos físicos, argumentando que os símbolos nem sempre são necessários, pois "o mundo é seu melhor modelo. Ele está sempre exatamente atualizado. Ele sempre tem todos os detalhes que precisam ser conhecidos. O truque é senti-lo apropriadamente e com a freqüência necessária. "

Conexionismo

Filosofia incorporada

George Lakoff , Mark Turner e outros argumentaram que nossas habilidades abstratas em áreas como matemática , ética e filosofia dependem de habilidades inconscientes que derivam do corpo, e que a manipulação consciente de símbolos é apenas uma pequena parte de nossa inteligência.

Veja também

• Inteligência artificial, abordagem situada

Notas

Referências

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