technika
Autor: Włodzisław Duch | dodano: 2012-10-01
Nieludzka kreatywność

W dzisiejszym świecie kreatywność uchodzi za jedną z najbardziej pożądanych cech umysłowych. Nie wystarczy być inteligentnym, trzeba być inteligentnym kreatywnie. Niewielu to potrafi. Czy będą potrafiły maszyny?

Komputery szybciej liczą, lepiej pamięta­ją, w wielu grach planszowych z łatwością mo­gą pobić mistrza świata, lecz nadal są bezna­dziejnie głupie i niczego nie potrafią stworzyć. Większość ludzi ma nadzieję, że tak będzie za­wsze, bo do tworzenia potrzebna jest świadomość, ta­jemnicza „boża iskra”, której maszyny nie mają i nie mo­gą mieć. To przyjemne antropocentryczne przekonanie, ale czy na pewno prawdziwe?

W wydanej w 1965 roku „Cyberiadzie” Stanisław Lem opisał siedem wypraw Trurla i Klapaucjusza. Wyprawa pierw­sza A – donikąd – była wyprawą do samych granic możli­wości. Trurl skonstruował bowiem elektropoetę zwanego Elektrybałtem. Po zaprogramowaniu całej historii ewolu­cji od początku świata, elektropoeta wygłosił swój pierw­szy wiersz:


Apentuła niewdziosek, te będy gruwaśne
W koć turmiela weprząchnie, kostrą bajtę spoczy,
Oproszędły znimęci, wyświrle uwzroczy,
A korśliwe porsacze dogremnie wyczkaśnie!

Argumować – byle z sensem!
Poezja może się wydawać dziedziną zbyt mglistą i trudną do oceny, by mówić o twórczych możliwościach komputerów. Czy cyberpoeta jest zdolny do wymyślenia takich słówek jak niewdziosek, grubaśne, weprząchnie, znimę ci, wyświrle, uwzroczy, wyczkaśnie? W języku angielskim nie jest to oczywiście możliwe, lecz w języku polskim i kilku innych językach można tworzyć nowe słowa, które są dość zrozumiałe pomimo faktu, że nie znajdziemy ich w żadnym słowniku. Już kilkanaście lat temu stworzyłem prostą sieć neuronową, która uczyła się struktury języka, analizując słowniki i teksty. Sprawdzając, które kombinacje sylab zostaną uznane za prawdopodobne, i oceniając, jak łatwo będzie je wymówić, sieć w pewnym sensie puszcza wodze fantazji, tworząc nowe wyrazy. Elektrybałt na życzenie tworzył poematy zaczynające się na dowolną literę, a oto próbka słów stworzonych przez moją sieć, zaczynających się na „ar”: Argulachny argatywista argumiadał arganialnie: Ardyczulać ardychstronność! Ardywialić ardykloność! Ardywiancje! Arganiastość! Argadolić argadziancje! Arganianalność arganiczna, argaskalność argastyczna, argumował argumofon.

Te słowa wywołują w naszych umysłach wiele skojarzeń, wydają się więc interesujące i mamy wrażenie, że jest tu pewien sens, chociaż ledwo zarysowany. „Argumiadać” kojarzy się zarówno z „argumentować”, jak i „ujadać”, a więc z obrazem tak intensywnej argumentacji, że bliższa jest ujadaniu, które prowadzi propagandzista, tu nazwany argenialnym argatywistą. Chociaż sieć neuronowa – prosty model matematyczny, zapisujący w swojej strukturze informacje o relacjach pomiędzy fragmentami słów na poziomie sylab (i fonemów) oraz krótkich rdzeni (morfemów) – nie rozumie sensu swych tworów, pozwalając jej na radosną twórczość, odkryjemy wiele interesujących słów. Czy można to jakoś praktycznie wykorzystać? Zadaniem wymagającym myślenia twórczego jest poszukiwanie skojarzeń dla jakiejś grupy słów, np. opisujących pewien produkt, firmę lub stronę internetową, dla której poszukujemy dobrej nazwy. Zwykle odbywa się to przez burzę mózgów: startujemy z początkowego opisu, pojawiają się nowe skojarzenia i wstępne propozycje nazw i wreszcie dochodzimy do nazwy, która będzie miała w sobie właściwe skojarzenia i zostanie uznana za najbardziej interesującą. Zajmują się tym wyspecjalizowane firmy, zatrudniające uzdolnionych ludzi. Jak widać po trudnych do zapamiętania nazwach, składających się z cyfr i liter (np. iPAQ H3975, Nokia 6255i), nawet duże firmy słabo sobie z tym radzą. Za słowo „Pentium” Intel zapłacił milion dolarów, kreatywność jest więc w cenie.

Symulacja wyobraźni
Rozumiemy ogólne zasady odpowiedzialne za takie procesy twórcze, więc proces ten można w pewnym stopniu zalgorytmizować. Dział informatyki, czerpiący inspiracje ze zrozumienia zachodzących w mózgu procesów poznawczych, można nazwać informatyką neurokognitywną (wymyśliłem to określenie kilka lat temu, ale nie jest ono jeszcze popularne). Startując z początkowej puli wyrazów opisujących danych produkt (słów torujących, definiujących kontekst), należy najpierw utworzyć zbiór skojarzeń, które mogą się pojawić w mózgu osoby poszukującej nowej nazwy. Można do tego użyć synonimów, robiąc analizę morfologiczną i fonologiczną, rozbijając dane słowa torujące i skojarzone z nimi wyrazy na sylaby, rdzenie, morfemy, prefiksy i sufiksy.

Symulacja wyobraźni polega na łączeniu tych fragmentów w różne ciągi, których może być oczywiście ogrom nie dużo. Właśnie po to potrzebne są nam miliardy neuronów działających jednocześnie, a w przypadku symulacji – potężny, najlepiej wieloprocesorowy komputer. Łączenie fragmentów wyrazów nie jest całkiem przypadkowe, gdyż to, co pojawia się w określonym języku często, ma silniejszą tendencję, by się razem zgrupować. Potrzebny jest więc model probabilistyczny, narzucający pewne więzy na możliwe konfiguracje rozpatrywanych fragmentów. Takie modele są realizowane w naturalny sposób przez sieci neuronowe. Można je dość łatwo na uczyć stosunkowo prostej, choć zwykle nieuświadamianej, wiedzy o korelacjach liter i dźwięków. I w tym przypadku symulacja wyobraźni również nie jest problemem. Nie wszystko, co powstaje w naszym mózgu, pojawia się w umyśle. Z tysięcy konfiguracji pobudzeń, które z różną siłą powstają w ciągu każdej sekundy w mózgu, tylko nieliczne stają się na tyle silne, by pojawić się w naszej świadomości.

Jest to wynikiem konkurencji procesów neuronowych o dostęp do pamięci roboczej, typu „zwycięzca bierze większość”. Zwycięska myśl często nie dopuszcza innych myśli, które pojawiają się tylko przelotnie, gdyż w pamięci roboczej jest miejsce tylko na kilka myśli jednocześnie. Dla czego niektóre z wyobrażeń zwyciężają, usuwając w cień inne? Ponieważ prowadzą do silniejszych pobudzeń, aktywując więcej silnych połączeń zarówno w korze skroniowej, ko dującej reprezentacje fonologiczne, jak i w innych obszarach mózgu, które kodują relacje pomiędzy pojęciami i naszymi działaniami, nadając im sens.

Myśl, czyli zwycięzca
Proces ten można zrozumieć, posługując się pojęciem fil­trowania. Ocena, na ile łatwo będzie dany ciąg znaków wymówić, jest pierwszym filtrem przydatności, po któ­rym mogą nadal pozostać tysiące pseudosłów. Zajmuje się nią część sieci neuronowej, kodująca aspekty fono­logiczne wyrazów. Drugi filtr powinien określić, które z tych pseudosłów są najbardziej interesujące. Istnieją tu przynajmniej dwa komponenty: emocjonalny, zwią­zany z indywidualnymi skojarzeniami i preferencjami, który trudno jest uchwycić, oraz bardziej obiektywny, związany z „gęstością semantyczną” w pobliżu danego wyrazu, tzn. z liczbą potencjalnych interesujących sko­jarzeń, jakie nowe pseudosłowa mogą wywołać. Ten filtr jest realizowany przez pobudzanie sieci neuronowych nadających znaczenie wyrazom. Silne pobudzenie tych sieci oznacza akceptację i szansę na zwycięstwo w kon­kurencji z innymi pseudosłowami.

Filtr semantyczny podpowie nam, że firma archeologicz­na szukająca amatorów do pomocy w wykopaliskach mo­że np. nazwać się „Digventures”. Obydwa fragmenty, „dig” i „venture”, wywołują liczne skojarzenia, dlatego nazwa ta jest interesująca. Mogą jej też używać firmy oferujące wy­prawy z przygodami lub zajmujące się finansami bądź cy­frowymi technologiami, archeolodzy organizujący wykopa­liska itd. Kiedy nazwa ta pojawiła się na moich stronach in­ternetowych, Google nigdzie jej nie znalazł. Bardzo szybko znalazła się jednak firma,którazarejestrowaładigventure.com w nadziei, że ktoś to kupi. Eksperymenty z tworzeniem ­­­­­­­­nowych słów pokazały, że około dwie trzecie z nich już są w użyciu jako nazwy firm, produktów lub stron internetowych, a jedna trzecia jest nowa.

Program wymyśla więc nazwy, które w znacznej mierze pokrywają się z nazwami wymyślonymi przez ludzi. Pozwala to sądzić, że w istocie udało się w ten sposób uchwycić w postaci uproszczonego modelu zachodzące w mózgu procesy odpowiedzialne za prawdziwie twórcze myślenie. Rezultaty tych badań można obejrzeć samemu, korzystając z napisanego przez Macieja Pilichowskiego programu na serwerze Mambo: http://www-users.mat.uni.torun.pl/~macias/mambo/index.php. Program wymyśla na razie tylko słowa angielskie i to niezbyt skomplikowane, ze względu na duże koszty obliczeniowe, jest jednak ciągle ulepszany.

W sieci neuronowej mamy pewną wiedzę o konstruk­cji słów, wynikającą z doświadczenia (analizy tekstów), ma­my też wyobraźnię, opartą na chaotycznych kombinacjach fragmentów wiedzy i ograniczoną przez kontekst, oraz fil­trowanie wyników na podstawie oceny łatwości wymowy i możliwych skojarzeń z istniejącymi słowami. Do praw­dziwej twórczości brakuje nam dobrej oceny sensu zdań, ich przydatności w danym kontekście. To wymagałoby ca­łej wiedzy o świecie, którą Trurl obdarzył swego Elektrybał­ta. Niestety, nasze obecne możliwości reprezentowania wie­dzy w sieciach neuronowych są bardzo ograniczone. Typowe metody stosowane w sztucznej inteligencji, oparte na logice lub wykorzystujące złożone struktury zwane ramami (rodzaj obiektów, znanych z klasycznych języków programowania), pozwalają na reprezentację złożonych koncepcji, ale nie da się za ich pomocą dobrze przybliżyć zachodzących w mó­zgu procesów.

Ogólny mechanizm kreatywnego myślenia jest zapewne taki sam jak w przypadku wymyślania słów, ale struktura pojęć jest znacznie bardziej złożona. Psycho­logia kreatywności pozostała na poziomie czysto opisowym procesu tworzenia i twórczego myślenia, dopiero połącze­nie modeli komputerowych i metod obrazowania czynno­ści mózgu da nam głębsze zrozumienie procesów odpowie­dzialnych za kreatywność.

Polot na cyfrowym płótnie
Podobne podejście jak do słów można zastosować do twór­czości malarskiej. 30 lat temu Harold Cohen, brytyjski artysta o inżynierskich inklinacjach, zadał pytanie: ja­kie minimalne wymagania musi spełniać zbiór znaków graficznych, aby funkcjonować jako obraz? Po dwóch la­tach spędzonych w Laboratorium Sztucznej Inteligencji w Stanfordzie udało mu się znaleźć praktyczną odpo­wiedź: program AARON, którego zadaniem było mode­lowanie procesów poznawczych leżących u podstaw ry­sunku i twórczości artystycznej. Filtrem oceniającym na końcowym etapie jest reakcja estetyczna człowieka. Idee leżące u podstaw tego programu są podobne do opi­sanych wyżej modeli tworzenia słów: elementy graficz­ne łączy się w sposób przypadkowy, przy użyciu ogra­niczeń wynikających z wiedzy o świecie, wprowadzając filtry oceniające różne możliwości łączenia elementów. AARON za każdym razem tworzy unikatowe obrazy, portrety i martwe natury, które można obejrzeć w wie­lu muzeach amerykańskich i japońskich, oraz w Stede­lijk Museum w Amsterdamie i w Tate Gallery w Londy­nie. Jest też autorem kilku dużych murali i mozaik, np. w Waszyngtonie, w Muzeum Dziecięcym na Kapitolu. Próbki działania tego programu, a także jego kompute­rową wersję, obejrzeć można na stronie www.kurzweil­cyberart.com.

Mat od komputera
Twórcze myślenie w obszarach abstrakcyjnych można badać również na przykładzie szachów. Panuje przeko­nanie, że szachiście dobre plany gry po prostu przycho­dzą do głowy intuicyjnie, a komputer musi pracowicie rozważyć wszystkie możliwości, aby wybrać tę najlep­szą. Jest to oczywiście przekonanie błędne. Intuicja bie­rze się bowiem z doświadczenia, tysięcy rozgrywanych partii, ogromnej pamięci i zdolności do abstrakcji istot­nych układów figur na szachownicy .Programy szacho­we szukają dobrych planów działania, używając podob­nych heurystyk co eksperci szachowi.

Mózg szachisty jest zdolny do wykonywania przynajmniej 1000 razy większej liczby operacji niż komputer szachowy. Nie jesteśmy świadomi procesów prowadzących do pojawie­nia się pomysłów w naszej głowie, gdyż procesy te wymagają zbyt wielkiej ilości obliczeń. Cząstkowe wyniki pracy mózgu pojawiają się jednocześnie i są zbyt mało przydatne do po­dejmowania decyzji, nie ma więc ani powodu, ani możliwo­ści, aby na tyle mocno wpłynęły na stan pamięci roboczej, by ujawniły się w treści umysłu. Tylko najbardziej interesujące z nich wygrywają w konkurencji z pozostałymi i pojawiają się w umyśle szachisty. Na poziomie świadomym przypisu­jemy zasługi swojemu „ja”, które „wymyśla”, ale w rzeczywi­stości mamy do czynienia z zachodzącymi w mózgu proce­sami obliczeniowymi na olbrzymią skalę.

Struktura kreatywności
Mózg ma ogromną liczbę wyspecjalizowanych podobsza­rów, dokonujących transformacji informacji zmysłowej, selekcji istotnej informacji, skojarzeń z zapamiętanymi sytuacjami i przeprowadzających abstrakcyjne opera­cje. Aby zrobić krok prowadzący do znalezienia rozwią­zania, należy znaleźć transformację, która da coś cieka­wego. Pierwsze zadanie – skojarzenie – wymaga szuka­nia wśród milionów znanych faktów tych, które dadzą się w danych warunkach zastosować, drugie – okre­ślenie, co to znaczy „ciekawe” – wymaga odfiltrowa­nia z możliwych skojarzeń tych najbardziej interesu­jących. Podstawowym elementem tego procesu jest triada: postawienie problemu – szukanie rozwią­zań – przedstawienie częściowego wyniku, zmie­niające postawiony problem.

W pierwszym kroku informacja o problemie do rozwiązania musi być udostępnio­­na wszystkim wyspecjalizowanym procesorom. Wymaga to wprowadzenia informacji, skupienia się nad zrozumie­niem problemu, tak aby stał się on „powszechnie dostęp­ny” wszystkim wyspecjalizowanym obszarom, które mogą coś wnieść do jego rozwiązania. W drugim kroku informacja dostępna wszystkim obszarom mózgu wywołuje rezonanse w tych obszarach mózgu, w których znajdują się wyspecja­lizowane procesory mogące skojarzyć, przetworzyć lub coś dodać do rozsyłanej informacji. Liczba możliwych trans­formacji danego problemu jest często bardzo duża; konku­rencja pomiędzy obszarami, które uległy aktywizacji, oraz oceny emocjonalne rezultatów prowadzą do wyboru tych pobudzeń, których aktywność jest najsilniejsza (najlepiej pasują do przesłanek) i które w nie trywialny sposób zmieniają opis sytuacji, zbliżając ją do rozwiązania (sytuacji docelowej) lub tworząc nowy interesujący podproblem.

W efekcie w pamięci roboczej pojawia się częściowe lub końcowe rozwiązanie bądź kilka pomysłów, które mogą doprowadzić do rozwiązania lub przynajmniej do prostszych problemów; rozwiązanie oznacza podjęcie akcji lub zdolność do podjęcia takiej akcji. Proces ten powtarza się bez przerwy, prowadząc krok po kroku do rozwiązania końcowego. Naj­ważniejszym etapem rozwiązywania postawionego zadania jest więc wprowadzenie informacji do mózgu, do czego jest potrzebna odpowiednia koncentracja na wykonywanym za­daniu, wyłączenie innych procesów zachodzących w mózgu. Jednakże bez wcześniejszego przygotowania, bez elementar­nych skojarzeń, doświadczenia w grze, nauki tabliczki mno­żenia, podstawowych przekształceń algebraicznych czy po­znania schematów postępowania przez rozwiązywanie licz­nych zadań nie da się efektywnie zrobić drugiego kroku, gdyż żadne wyspecjalizowane procesory nie zaczną rezonować, dostając informację o zadaniu do rozwiązania. Trzeci krok wymaga znowu skupienia, aby nie utracić wyłaniającego się rozwiązania w chaosie wrażeń czy myśli. Niestety, obecny system edukacyjny pomija naukę koncentracji, która jest najważniejszym elementem całego procesu.

Powoli uczymy się symulować takie procesy za pomocą komputera. Badania nad autentyczną kreatywnością kom­puterów, wzorowaną na neurokognitywnych pro­cesach, nabierają rozpędu i stworzenia Elek­trybałta nie należy już wkładać między bajki. Dopóki to jednak nie nastąpi, warto poczytać „Cyberiadę”.

Więcej w specjalnym wydaniu miesięcznika „Wiedza i Życie" nr 02/2008 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
07/2020
06/2020
Kalendarium
Lipiec
7
W 1889 r. William Robert Brooks odkrył kometę 16P/Brooks.
Warto przeczytać
Co wspólnego mają suknia ślubna i kombinezon sapera?    
Dlaczego dla marynarzy bardziej niebezpieczne od rekinów są krewetki?
Kiedy kurczak najlepiej sprawdza się jako broń artyleryjska?

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Włodzisław Duch | dodano: 2012-10-01
Nieludzka kreatywność

W dzisiejszym świecie kreatywność uchodzi za jedną z najbardziej pożądanych cech umysłowych. Nie wystarczy być inteligentnym, trzeba być inteligentnym kreatywnie. Niewielu to potrafi. Czy będą potrafiły maszyny?

Komputery szybciej liczą, lepiej pamięta­ją, w wielu grach planszowych z łatwością mo­gą pobić mistrza świata, lecz nadal są bezna­dziejnie głupie i niczego nie potrafią stworzyć. Większość ludzi ma nadzieję, że tak będzie za­wsze, bo do tworzenia potrzebna jest świadomość, ta­jemnicza „boża iskra”, której maszyny nie mają i nie mo­gą mieć. To przyjemne antropocentryczne przekonanie, ale czy na pewno prawdziwe?

W wydanej w 1965 roku „Cyberiadzie” Stanisław Lem opisał siedem wypraw Trurla i Klapaucjusza. Wyprawa pierw­sza A – donikąd – była wyprawą do samych granic możli­wości. Trurl skonstruował bowiem elektropoetę zwanego Elektrybałtem. Po zaprogramowaniu całej historii ewolu­cji od początku świata, elektropoeta wygłosił swój pierw­szy wiersz:


Apentuła niewdziosek, te będy gruwaśne
W koć turmiela weprząchnie, kostrą bajtę spoczy,
Oproszędły znimęci, wyświrle uwzroczy,
A korśliwe porsacze dogremnie wyczkaśnie!

Argumować – byle z sensem!
Poezja może się wydawać dziedziną zbyt mglistą i trudną do oceny, by mówić o twórczych możliwościach komputerów. Czy cyberpoeta jest zdolny do wymyślenia takich słówek jak niewdziosek, grubaśne, weprząchnie, znimę ci, wyświrle, uwzroczy, wyczkaśnie? W języku angielskim nie jest to oczywiście możliwe, lecz w języku polskim i kilku innych językach można tworzyć nowe słowa, które są dość zrozumiałe pomimo faktu, że nie znajdziemy ich w żadnym słowniku. Już kilkanaście lat temu stworzyłem prostą sieć neuronową, która uczyła się struktury języka, analizując słowniki i teksty. Sprawdzając, które kombinacje sylab zostaną uznane za prawdopodobne, i oceniając, jak łatwo będzie je wymówić, sieć w pewnym sensie puszcza wodze fantazji, tworząc nowe wyrazy. Elektrybałt na życzenie tworzył poematy zaczynające się na dowolną literę, a oto próbka słów stworzonych przez moją sieć, zaczynających się na „ar”: Argulachny argatywista argumiadał arganialnie: Ardyczulać ardychstronność! Ardywialić ardykloność! Ardywiancje! Arganiastość! Argadolić argadziancje! Arganianalność arganiczna, argaskalność argastyczna, argumował argumofon.

Te słowa wywołują w naszych umysłach wiele skojarzeń, wydają się więc interesujące i mamy wrażenie, że jest tu pewien sens, chociaż ledwo zarysowany. „Argumiadać” kojarzy się zarówno z „argumentować”, jak i „ujadać”, a więc z obrazem tak intensywnej argumentacji, że bliższa jest ujadaniu, które prowadzi propagandzista, tu nazwany argenialnym argatywistą. Chociaż sieć neuronowa – prosty model matematyczny, zapisujący w swojej strukturze informacje o relacjach pomiędzy fragmentami słów na poziomie sylab (i fonemów) oraz krótkich rdzeni (morfemów) – nie rozumie sensu swych tworów, pozwalając jej na radosną twórczość, odkryjemy wiele interesujących słów. Czy można to jakoś praktycznie wykorzystać? Zadaniem wymagającym myślenia twórczego jest poszukiwanie skojarzeń dla jakiejś grupy słów, np. opisujących pewien produkt, firmę lub stronę internetową, dla której poszukujemy dobrej nazwy. Zwykle odbywa się to przez burzę mózgów: startujemy z początkowego opisu, pojawiają się nowe skojarzenia i wstępne propozycje nazw i wreszcie dochodzimy do nazwy, która będzie miała w sobie właściwe skojarzenia i zostanie uznana za najbardziej interesującą. Zajmują się tym wyspecjalizowane firmy, zatrudniające uzdolnionych ludzi. Jak widać po trudnych do zapamiętania nazwach, składających się z cyfr i liter (np. iPAQ H3975, Nokia 6255i), nawet duże firmy słabo sobie z tym radzą. Za słowo „Pentium” Intel zapłacił milion dolarów, kreatywność jest więc w cenie.

Symulacja wyobraźni
Rozumiemy ogólne zasady odpowiedzialne za takie procesy twórcze, więc proces ten można w pewnym stopniu zalgorytmizować. Dział informatyki, czerpiący inspiracje ze zrozumienia zachodzących w mózgu procesów poznawczych, można nazwać informatyką neurokognitywną (wymyśliłem to określenie kilka lat temu, ale nie jest ono jeszcze popularne). Startując z początkowej puli wyrazów opisujących danych produkt (słów torujących, definiujących kontekst), należy najpierw utworzyć zbiór skojarzeń, które mogą się pojawić w mózgu osoby poszukującej nowej nazwy. Można do tego użyć synonimów, robiąc analizę morfologiczną i fonologiczną, rozbijając dane słowa torujące i skojarzone z nimi wyrazy na sylaby, rdzenie, morfemy, prefiksy i sufiksy.

Symulacja wyobraźni polega na łączeniu tych fragmentów w różne ciągi, których może być oczywiście ogrom nie dużo. Właśnie po to potrzebne są nam miliardy neuronów działających jednocześnie, a w przypadku symulacji – potężny, najlepiej wieloprocesorowy komputer. Łączenie fragmentów wyrazów nie jest całkiem przypadkowe, gdyż to, co pojawia się w określonym języku często, ma silniejszą tendencję, by się razem zgrupować. Potrzebny jest więc model probabilistyczny, narzucający pewne więzy na możliwe konfiguracje rozpatrywanych fragmentów. Takie modele są realizowane w naturalny sposób przez sieci neuronowe. Można je dość łatwo na uczyć stosunkowo prostej, choć zwykle nieuświadamianej, wiedzy o korelacjach liter i dźwięków. I w tym przypadku symulacja wyobraźni również nie jest problemem. Nie wszystko, co powstaje w naszym mózgu, pojawia się w umyśle. Z tysięcy konfiguracji pobudzeń, które z różną siłą powstają w ciągu każdej sekundy w mózgu, tylko nieliczne stają się na tyle silne, by pojawić się w naszej świadomości.

Jest to wynikiem konkurencji procesów neuronowych o dostęp do pamięci roboczej, typu „zwycięzca bierze większość”. Zwycięska myśl często nie dopuszcza innych myśli, które pojawiają się tylko przelotnie, gdyż w pamięci roboczej jest miejsce tylko na kilka myśli jednocześnie. Dla czego niektóre z wyobrażeń zwyciężają, usuwając w cień inne? Ponieważ prowadzą do silniejszych pobudzeń, aktywując więcej silnych połączeń zarówno w korze skroniowej, ko dującej reprezentacje fonologiczne, jak i w innych obszarach mózgu, które kodują relacje pomiędzy pojęciami i naszymi działaniami, nadając im sens.

Myśl, czyli zwycięzca
Proces ten można zrozumieć, posługując się pojęciem fil­trowania. Ocena, na ile łatwo będzie dany ciąg znaków wymówić, jest pierwszym filtrem przydatności, po któ­rym mogą nadal pozostać tysiące pseudosłów. Zajmuje się nią część sieci neuronowej, kodująca aspekty fono­logiczne wyrazów. Drugi filtr powinien określić, które z tych pseudosłów są najbardziej interesujące. Istnieją tu przynajmniej dwa komponenty: emocjonalny, zwią­zany z indywidualnymi skojarzeniami i preferencjami, który trudno jest uchwycić, oraz bardziej obiektywny, związany z „gęstością semantyczną” w pobliżu danego wyrazu, tzn. z liczbą potencjalnych interesujących sko­jarzeń, jakie nowe pseudosłowa mogą wywołać. Ten filtr jest realizowany przez pobudzanie sieci neuronowych nadających znaczenie wyrazom. Silne pobudzenie tych sieci oznacza akceptację i szansę na zwycięstwo w kon­kurencji z innymi pseudosłowami.

Filtr semantyczny podpowie nam, że firma archeologicz­na szukająca amatorów do pomocy w wykopaliskach mo­że np. nazwać się „Digventures”. Obydwa fragmenty, „dig” i „venture”, wywołują liczne skojarzenia, dlatego nazwa ta jest interesująca. Mogą jej też używać firmy oferujące wy­prawy z przygodami lub zajmujące się finansami bądź cy­frowymi technologiami, archeolodzy organizujący wykopa­liska itd. Kiedy nazwa ta pojawiła się na moich stronach in­ternetowych, Google nigdzie jej nie znalazł. Bardzo szybko znalazła się jednak firma,którazarejestrowaładigventure.com w nadziei, że ktoś to kupi. Eksperymenty z tworzeniem ­­­­­­­­nowych słów pokazały, że około dwie trzecie z nich już są w użyciu jako nazwy firm, produktów lub stron internetowych, a jedna trzecia jest nowa.

Program wymyśla więc nazwy, które w znacznej mierze pokrywają się z nazwami wymyślonymi przez ludzi. Pozwala to sądzić, że w istocie udało się w ten sposób uchwycić w postaci uproszczonego modelu zachodzące w mózgu procesy odpowiedzialne za prawdziwie twórcze myślenie. Rezultaty tych badań można obejrzeć samemu, korzystając z napisanego przez Macieja Pilichowskiego programu na serwerze Mambo: http://www-users.mat.uni.torun.pl/~macias/mambo/index.php. Program wymyśla na razie tylko słowa angielskie i to niezbyt skomplikowane, ze względu na duże koszty obliczeniowe, jest jednak ciągle ulepszany.

W sieci neuronowej mamy pewną wiedzę o konstruk­cji słów, wynikającą z doświadczenia (analizy tekstów), ma­my też wyobraźnię, opartą na chaotycznych kombinacjach fragmentów wiedzy i ograniczoną przez kontekst, oraz fil­trowanie wyników na podstawie oceny łatwości wymowy i możliwych skojarzeń z istniejącymi słowami. Do praw­dziwej twórczości brakuje nam dobrej oceny sensu zdań, ich przydatności w danym kontekście. To wymagałoby ca­łej wiedzy o świecie, którą Trurl obdarzył swego Elektrybał­ta. Niestety, nasze obecne możliwości reprezentowania wie­dzy w sieciach neuronowych są bardzo ograniczone. Typowe metody stosowane w sztucznej inteligencji, oparte na logice lub wykorzystujące złożone struktury zwane ramami (rodzaj obiektów, znanych z klasycznych języków programowania), pozwalają na reprezentację złożonych koncepcji, ale nie da się za ich pomocą dobrze przybliżyć zachodzących w mó­zgu procesów.

Ogólny mechanizm kreatywnego myślenia jest zapewne taki sam jak w przypadku wymyślania słów, ale struktura pojęć jest znacznie bardziej złożona. Psycho­logia kreatywności pozostała na poziomie czysto opisowym procesu tworzenia i twórczego myślenia, dopiero połącze­nie modeli komputerowych i metod obrazowania czynno­ści mózgu da nam głębsze zrozumienie procesów odpowie­dzialnych za kreatywność.

Polot na cyfrowym płótnie
Podobne podejście jak do słów można zastosować do twór­czości malarskiej. 30 lat temu Harold Cohen, brytyjski artysta o inżynierskich inklinacjach, zadał pytanie: ja­kie minimalne wymagania musi spełniać zbiór znaków graficznych, aby funkcjonować jako obraz? Po dwóch la­tach spędzonych w Laboratorium Sztucznej Inteligencji w Stanfordzie udało mu się znaleźć praktyczną odpo­wiedź: program AARON, którego zadaniem było mode­lowanie procesów poznawczych leżących u podstaw ry­sunku i twórczości artystycznej. Filtrem oceniającym na końcowym etapie jest reakcja estetyczna człowieka. Idee leżące u podstaw tego programu są podobne do opi­sanych wyżej modeli tworzenia słów: elementy graficz­ne łączy się w sposób przypadkowy, przy użyciu ogra­niczeń wynikających z wiedzy o świecie, wprowadzając filtry oceniające różne możliwości łączenia elementów. AARON za każdym razem tworzy unikatowe obrazy, portrety i martwe natury, które można obejrzeć w wie­lu muzeach amerykańskich i japońskich, oraz w Stede­lijk Museum w Amsterdamie i w Tate Gallery w Londy­nie. Jest też autorem kilku dużych murali i mozaik, np. w Waszyngtonie, w Muzeum Dziecięcym na Kapitolu. Próbki działania tego programu, a także jego kompute­rową wersję, obejrzeć można na stronie www.kurzweil­cyberart.com.

Mat od komputera
Twórcze myślenie w obszarach abstrakcyjnych można badać również na przykładzie szachów. Panuje przeko­nanie, że szachiście dobre plany gry po prostu przycho­dzą do głowy intuicyjnie, a komputer musi pracowicie rozważyć wszystkie możliwości, aby wybrać tę najlep­szą. Jest to oczywiście przekonanie błędne. Intuicja bie­rze się bowiem z doświadczenia, tysięcy rozgrywanych partii, ogromnej pamięci i zdolności do abstrakcji istot­nych układów figur na szachownicy .Programy szacho­we szukają dobrych planów działania, używając podob­nych heurystyk co eksperci szachowi.

Mózg szachisty jest zdolny do wykonywania przynajmniej 1000 razy większej liczby operacji niż komputer szachowy. Nie jesteśmy świadomi procesów prowadzących do pojawie­nia się pomysłów w naszej głowie, gdyż procesy te wymagają zbyt wielkiej ilości obliczeń. Cząstkowe wyniki pracy mózgu pojawiają się jednocześnie i są zbyt mało przydatne do po­dejmowania decyzji, nie ma więc ani powodu, ani możliwo­ści, aby na tyle mocno wpłynęły na stan pamięci roboczej, by ujawniły się w treści umysłu. Tylko najbardziej interesujące z nich wygrywają w konkurencji z pozostałymi i pojawiają się w umyśle szachisty. Na poziomie świadomym przypisu­jemy zasługi swojemu „ja”, które „wymyśla”, ale w rzeczywi­stości mamy do czynienia z zachodzącymi w mózgu proce­sami obliczeniowymi na olbrzymią skalę.

Struktura kreatywności
Mózg ma ogromną liczbę wyspecjalizowanych podobsza­rów, dokonujących transformacji informacji zmysłowej, selekcji istotnej informacji, skojarzeń z zapamiętanymi sytuacjami i przeprowadzających abstrakcyjne opera­cje. Aby zrobić krok prowadzący do znalezienia rozwią­zania, należy znaleźć transformację, która da coś cieka­wego. Pierwsze zadanie – skojarzenie – wymaga szuka­nia wśród milionów znanych faktów tych, które dadzą się w danych warunkach zastosować, drugie – okre­ślenie, co to znaczy „ciekawe” – wymaga odfiltrowa­nia z możliwych skojarzeń tych najbardziej interesu­jących. Podstawowym elementem tego procesu jest triada: postawienie problemu – szukanie rozwią­zań – przedstawienie częściowego wyniku, zmie­niające postawiony problem.

W pierwszym kroku informacja o problemie do rozwiązania musi być udostępnio­­na wszystkim wyspecjalizowanym procesorom. Wymaga to wprowadzenia informacji, skupienia się nad zrozumie­niem problemu, tak aby stał się on „powszechnie dostęp­ny” wszystkim wyspecjalizowanym obszarom, które mogą coś wnieść do jego rozwiązania. W drugim kroku informacja dostępna wszystkim obszarom mózgu wywołuje rezonanse w tych obszarach mózgu, w których znajdują się wyspecja­lizowane procesory mogące skojarzyć, przetworzyć lub coś dodać do rozsyłanej informacji. Liczba możliwych trans­formacji danego problemu jest często bardzo duża; konku­rencja pomiędzy obszarami, które uległy aktywizacji, oraz oceny emocjonalne rezultatów prowadzą do wyboru tych pobudzeń, których aktywność jest najsilniejsza (najlepiej pasują do przesłanek) i które w nie trywialny sposób zmieniają opis sytuacji, zbliżając ją do rozwiązania (sytuacji docelowej) lub tworząc nowy interesujący podproblem.

W efekcie w pamięci roboczej pojawia się częściowe lub końcowe rozwiązanie bądź kilka pomysłów, które mogą doprowadzić do rozwiązania lub przynajmniej do prostszych problemów; rozwiązanie oznacza podjęcie akcji lub zdolność do podjęcia takiej akcji. Proces ten powtarza się bez przerwy, prowadząc krok po kroku do rozwiązania końcowego. Naj­ważniejszym etapem rozwiązywania postawionego zadania jest więc wprowadzenie informacji do mózgu, do czego jest potrzebna odpowiednia koncentracja na wykonywanym za­daniu, wyłączenie innych procesów zachodzących w mózgu. Jednakże bez wcześniejszego przygotowania, bez elementar­nych skojarzeń, doświadczenia w grze, nauki tabliczki mno­żenia, podstawowych przekształceń algebraicznych czy po­znania schematów postępowania przez rozwiązywanie licz­nych zadań nie da się efektywnie zrobić drugiego kroku, gdyż żadne wyspecjalizowane procesory nie zaczną rezonować, dostając informację o zadaniu do rozwiązania. Trzeci krok wymaga znowu skupienia, aby nie utracić wyłaniającego się rozwiązania w chaosie wrażeń czy myśli. Niestety, obecny system edukacyjny pomija naukę koncentracji, która jest najważniejszym elementem całego procesu.

Powoli uczymy się symulować takie procesy za pomocą komputera. Badania nad autentyczną kreatywnością kom­puterów, wzorowaną na neurokognitywnych pro­cesach, nabierają rozpędu i stworzenia Elek­trybałta nie należy już wkładać między bajki. Dopóki to jednak nie nastąpi, warto poczytać „Cyberiadę”.