תודעה חיה

קוגניציה ובינה מלאכותית

כשאני אומר לאנשים שאני לומד מדעי הקוגניציה לרוב שואלים אותי: “מה זה?”. אלה שמתביישים להודות שאין להם מושג אומרים שזה כנראה משהו שקשור למוח או להכרה אבל לא בטוחים איך בדיוק. לא קל לענות על השאלה הזו בכמה משפטים וכאן אני רוצה להציג באופן כללי את התחום, את אחת השאלות המורכבות והמעניינות ביותר בה הוא עוסק, ואת הבעיות שבגישות השונות לפתרונה.

מדעי הקוגניציה הוא תחום אינטר-דיסציפלינרי, כלומר כולל מחקר במספר דיסציפלינות שונות, שכוללות פסיכולוגיה, מדעי המוח, בלשנות תיאורטית, פילוסופיה ומדעי המחשב. כל החבורה הזו של תחומים באה לנסות להסביר היבטים שונים של הקוגניציה האנושית. אבל מה זה בדיוק קוגניציה? במפתיע רוב החוקרים בתחום לא ידעו לענות על השאלה הבסיסית הזו חוץ מלהגיד שזה אוסף של תהליכים מנטליים שכוללים זכרון, תפיסה, הבנה של שפה, למידה וכו. זוהי כמובן לא הגדרה טובה, אלא רשימת דוגמאות מובהקות לתהליכים קוגניטיביים גבוהים. לא ברור עדיין מה צריך לאפיין תהליך כדי שיחשב לתהליך קוגניטיבי. נתעלם בשלב זה מהפדיחה הזו ונסתפק בהגדרה הרקורסיבית, כלומר ברשימת התהליכים המנטליים שקל לזהות אותם בתור קוגניטיביים.

איך כל הדיסציפלינות השונות תורמות למדעי הקוגניציה?

המדעים של מדעי קוגניציה

הקשר המובהק כמובן הוא זה של מדעי המוח שמתעסקים באיך פועלת מערכת עצבים אנושית, שככל הנראה שום תהליך קוגניטיבי גבוה אינו יכול להתקיים בלעדיה. הפסיכולוגיה הקוגנטיבית מנסה לבנות מודלים של פעילות מנטלית בהתאם לתוצאות הניסויים. הרעיון של זכרון לטווח קצר/ארוך למשל מגיע ממנה. מודלים אלא ירשו במידה רבה את מילון המושגים של מדעי המחשב. מושגים כמו “עיבוד מידע”, “שמירה ושליפה מזכרון” וכדומה שכיחים בפסיכולוגיה קוגנטיבית. מדעי המחשב היו השראה לפיתוח מודלים קוגנטיביים מאז שנות השישים בערך. הדעה שרווחה אז (ולצערי פורחת במידה רבה גם היום) היתה שמוח הוא מחשב דיגיטלי וכל התהליכים הקוגנטיבים בו הם

פעולות שדומות לפעולות המחשב.

זאת לא הייתה התרומה היחידה של מדעי המחשב לתחום. התחום של בינה מלאכותית מנסה לדמות תהליכים קוגנטיביים שונים (כמו למידת שפה) על מנת להבין טוב יותר איך הם מתרחשים.
בגלל ששפה היא היבט כל כך חשוב של הקוגניציה האנושית (וכל כך מורכב) גם התחום של בלשנות הפך לענף במדעי הקוגניציה. לבסוף, כמו לכל תחום מדעי רחב, גם למדעי הקוגניציה יש היבטים פילוסופיים מורכבים, וכמו שאמרתי לא מובן מאליו אפילו מה זה בכלל קוגניציה ואיך צריך לחקור אותה. כמו כן נראה שתחומי עניין שלמים של  פילוסופיה חופפים מאוד עם אלו של המדעים הקוגנטיביים (למשל פילוסופיה של הנפש ותורת ההכרה.

 פער ליבניץ והגישות השונות של מדעי קוגניציה

אחת הבעיות המעניינות שבה עוסקים המדעים הקוגנטיביים היא בעית “פער לייבניץ”. בעיה זו נוסחה על ידי (לא תאמינו) לייבניץ, פילוסוף גרמני מהמאה ה17. הבעיה היא שנראה כי לא קיים שום דמיון בין העולם המנטלי שלנו- המחשבות, התחושות והרגשות שאנו חווים, לבין התיאור הביולוגי של תהליכים במוח. אם פותחים את המוח – לא רואים בפנים מחשבות. רואים דברים שלא ברור מה הקשר ביניהם לבין המחשבות. הניסוח המודרני יותר של הבעיה מתייחס לאופן הפעולה הסמנטי של המוח, כלומר לכך שמוח עובד עם משמעויות. אנחנו מבינים את משמעות המילים והבנה זו משפיע על תהליכים פיזיים קונקרטיים במוח (למשל אנחנו מתרגשים מהנאמר). אבל מה הקשר בין “משמעות” שהיא לא איזה דבר פיזי שאפשר לראות אותו במיקרוסקופ לבין נוירונים שאחראים להפרשת הורמונים והנעת הגוף כתגובה ל”משמעות” שנקלטה?

נסרוק עכשיו את הגישות שמנסות לצמצם את הפער הזה שבין הפנומנולוגיה שלנו (כלומר מבט מגוף ראשון) למדעי הטבע (שהם מבט מגוף שלישי).

הפסיכולוגיה הקוגנטיבית לא מתענינת כמעט בפיזיולוגיה. הניסויים בה בנויים בצורה שמתבוננת על התנהגות האדם מבחוץ ומודדת זמני תגובה או פרמטרים נצפים אחרים. בהתאם לתוצאות בונים מודלים של איך למשל זכרון וקשב עובדים בתנאים שונים. אין כאן שום התייחסות לאיך המודלים האלה מתממשים במערכת עצבים.

הסברים חישוביים נותנים הצעות פונקציונליות לאיך תופעות פסיכולוגיות שמוכרות לנו יכולות להיות ממומשות בצורה של אלגוריתמים חישוביים. הסברים אלו מנסים להראות שאת מה שאנו מכירים כתופעות פסיכולוגיות ניתן לממש בצורה פורמלית במערכת פיזית כלשהי (כמו מחשב). נציגים רדיקלים של גישה זו אומרים שמשמעות היא סינטקס, כלומר אוסף חוקים לוגיים, ממש כמו במחשב. המבנים הסינטקטיים מחוברים זה לזה באופן שמדמה משמעות סמנטית (כלומר נראים לנו בעלי תוכן סמנטי, בעלי משמעות) אבל בפועל הם פורמלים לחלוטין ויכולים להיות ממומשים על כל מערכת פיזיקלית מתאימה. בהסברים אלו יש יותר קשר בין הקצה הפסיכולוגי-פנומנולוגי לקצה הפיזיולוגי, אך עדיין אין שום התייחסות לאיך בפועל אלגוריתמים מתממשים בפיזיולוגיה של המוח (לא מובטח גם שזה אפשרי בכלל). הפער קצת מצטמצם כאן אבל לא מספיק בכדי לראות את הקשר בין פסיכולוגיה לפיזיולוגיה.

הסברים קונקציוניסטים (connectionists) מקטינים את הפער עוד יותר כי הם מציעים מודלים של רשתות מלאכותיות דמויות רשתות נוירונים שמתוכנתות לבצע פעולות קוגנטיבות שונות. מספר רב של מעבדים (המדמים נוירונים בודדים) מחוברים בצורה רשתית ובהתאם לסוגי הקשרים שבין מעבד למעבד הם מגיבים לקלטים שונים. מודלים כאלה גילו הצלחה מסויימת במשימות של למידה.
במידה והמודלים הללו היו באמת מדוייקים מספיק ומובנים מספיק הם היו כנראה מבטלים את הפער הלייבניציאני סופית, אבל המודלים מחד פשוטים מדי ולא באמת משקפים את מה שהולך במוח, ומאידך גם לא תמיד מובן איך הם בדיוק מצליחים לבצע את הפעולות שלמדו לבצע. בנוסף ההצלחה בללמד את הרשתות המלאכתיות לבצע פעולות קוגניטיבות היא מוגבלת ביותר.

הסברים ממדעי המוח מתחילים בקצה השני של הפער –הקצה הפיזיולוגי. בגירסה החזקה של ההסברים הללו המטרה היא לשלול את המושגים הפסיכולוגיים כמושגים ריקים מתוכן שאינם משקפים את מה שבאמת קורה במוח. גישה זו אינה פותרת את בעית הפער הלייבציאני אלא מכחישה את קיומו. נראה שסתירה כל כך חזקה בין פנומנולוגיה לבין “מה שבאמת קורה במוח” היא לפחות חשודה מאוד, מה גם שלא ברור מה היא בדיוק מנסה להסביר אם כל אותן תופעות פסיכולוגיות לא באמת קיימות (אני מרחיב את הנושא הזה במאמר אחר על חוויות).
הגישה הרווחת יותר היא זו שמחפשת יישום פיזיקלי של תיאוריות המגיעות מהסברים מסוגים אחרים (חישוביים, קונקציוניסטיים). גישה זו בהחלט נותנת תקווה שעם הצטברות כמות ידע מספקת על המוח, בשילוב עם מודלים מוצלחים ברמות פונקציונליות מופשטות יותר, ניתן יהיה להתגבר על הפער הלייבציאני.

מטפורת המחשב במדעי קוגניציה

כמו שאפשר לראות, הסטיה החזקה ביותר לכיוון של מדעי המחשב מופיעה בהסברים חישוביים וקונקציוניסטיים. הסברים אלה לפעמים אפילו לא נוגדים זה את זה, אלא משלימים ברמות ניתוח שונות. אפשר לראות את ההסבר החישובי כהסבר ברמה של סימנים (symbols). הנפש היא מנוע סינטקטי שעובד עם הסימנים (שמייצגים אובייקטים בעולם למשל) באופן שמשקף פעילות מנטלית. תיאוריית “שפת המחשבה” של הפילוסוף ג’רי פודור מציעה הסבר בדיוק ברמה הזו. אבל איך הסימנים האלה ממומשים פיזית? אחת הדרכים לענות היא להגיד שהם ממומשים בצורת רשתות, מצב רשת מסויים הוא “סימן” בשפת המחשבה. זוהי רמת הסבר “תת-סימנית” שמשלימה את הרמה של הסימנים.

הסברים ממדעי המוח פחות חוטאים במטפורות ממדעי המחשב כל עוד הם עוסקים בביולוגיה נטו, אך ברגע שמנסים לדבר על תהליך קוגניטיבי מורכב (כמו תפיסה) מתחילים לצוץ ביטויים כמו “עיבוד מידע”, “קלט” וכו’. ככה שכל הגישות הקלאסיות במדעים הקוגנטיביים שהצגתי בסופו של דבר מגיעים למודל המחשב כדי להסביר מה היא קוגניציה ומה היא נפש.

עכשיו זה זמן טוב לחזור ל”פדיחה” שהייתה לנו בהתחלה – מה זה בכלל קוגניציה ? האם מי שמדבר על תהליכים מעולם המחשבים באמת מדבר על קוגניציה? ואם “משמעות” היא מושג כל כך מהותי להבנת הנפש האם זה לא יהיה מגוחך לדבר על קידוד של משמעות במערכות פיזיקליות בלי שנבין מה זה בכלל משמעות ?

נתחיל מהשאלה האחרונה.

מהי משמעות?

אנחנו כל כך התרגלנו לדבר על משמעות, להבין את המשמעות שמאחורי המילים, אירועים, רמזים, סמלים וכדומה, שנראה לנו שהיא דבר מה אובייקטיבי ששוכב לו שם בעולם וכל אחד יכול לבוא ולאסוף אותו. אבל לא קיימת שום משמעות בלי שקיים מישהו שעבורו היא קיימת. משמעות היא תמיד אישית ורק דמיון רב שבין האנשים השונים (שמתבטא בשפה משותפת, תרבות ואינספור קונצנזוסים) מאפשר לנו לחלוק משמעות אחד עם השני ולהרגיש שכולנו מבינים משהו באותה צורה.

משמעות מופיעה ביקום עם הופעה של האורגניזם החי הראשון שעבורו מאפייני הסביבה השונים הם בעלי משמעות שונה במובן הפשוט ביותר. האורגניזם הראשון שנתקל בחומר מזין בסביבתו מכיר אותו בתור “תזונה”, עבורו יש משמעות מסויימת לחומר זה (יש ערך). החומר הזה בפני עצמו הוא לא “תזונה”, הוא סתם חומר. רק עבור מישהו לחומר הזה יש משמעות. המשמעות הזו נובעת מהנורמות הפנימיות של האורגניזם, היא מתקיימת ביחס אליהן בלבד.

משמעות היא תמיד תוצר של מגע בין אורגניזם אוטונומי עצמאי לבין הסביבה. היא מבטאת ערך כלשהו עבור האורגניזם, היא תמיד אישית. גם לטקסט הזה כאן אין שום משמעות מחוץ לראש של מי שקורא אותו, הוא בכלל לא “טקסט” בלי שמישהו יקרא אותו. בזכות זה שלמדנו שפה אנחנו יכולים לזהות “מאחורי” הסימנים הקטנים האלה מילים שבתורן מהדדות עם דברים בזכרון שלנו. המשמעות כאן מותנית בידע הקודם שלנו, שגם הוא אישי מאוד.
אפילו ידע מנותק כמו “מה היא בירת צרפת?” הוא אישי מאוד. צריך לדעת מה זה צרפת, מה זה מדינה; ואת זה אי אפשר לדעת בלי לדעת שאני גם גר במדינה, בישראל, בניגוד למי שגר במקום אחר. מה זה אומר לגור? מה זה “אני” ? מה הן פעולות רלוואנטיות למיקום שלי (למשל תנועה היא כן, שירה היא לא) ועוד אינסוף דברים בסופו של דבר מגיעים אל הערכים האישיים הבסיסיים של יחסי סובייקט-אובייקט. משמעות היא תמיד הוליסטית באופן חלקי, כלומר תמיד מקושרת אל מושגים בסיסיים יותר של יחסי אורגניזם-סביבה. פשוט רוב הדברים שקשורים לכל מושג ומושג נשארים “ברקע” בלי שאנחנו חושבים עליהם במודעות. זאת תודות למיומנות הכל כך מושלמת שלנו להשתמש בשפה.

אז בשביל שלמשהו תהיה משמעות, צריך שיהיה “מישהו” שעבורו היא תתקיים. מחשב הוא לא מישהו במובן זה. מחשב אינו ישות עצמאית בעלת נורמות פנימיות שחייבת לייחס משמעות למגעים שלה עם העולם, על מנת להתנהל בו בצורה אפקטיבית למען השרדותה. כמו שעבור שולחנות ומנורות אין שום משמעות בעולם כך גם עבור מחשב. אין זה אומר שלא ניתן ליצור בינה מלאכותית שעבורה תהיה משמעות בעולם. זה רק אומר שבינה כזו תהיה “חיה” (במובן של אירגון אוטופואטי כפי שמתואר במאמר שלי על ידע). בינה לא חיה היא סתירה עצמית. מה שמביא אותנו לשאלה:

מהי קוגניציה?

גם קוגניציה היא מושג שרלוואנטי רק לאורגניזם חי. אם נצליח ליצור אורגניזם מלאכותי בעל מבנה ביו-כימי שונה לגמרי מצורות חיים שאנחנו מכירים גם לו תהיה קוגניציה. כפי שהגדירו הביולגים והמדענים הקוגנטיביים אומברטו מטורנה ופרנציסקו ורלה: “חיים הם קוגניציה ותהליך החיים הוא תהליך של יחוס משמעות”. קוגניציה היא אוסף של כל הפעולות שהאורגניזם עושה על מנת להתנהל בעולם (תהליך פנימי שלא נפסק אפילו לחלקיק שניה). בשביל להתנהל בעולם הוא חייב לייחס משמעות שונה למאפייני הסביבה השונים ולבחור דרך פעולה שתשרת אותו.

זה מתחיל בפעולות פרימיטיות ביותר של תנועה אצל אורגניזמים חד תאיים ומתפתח עד למה שאנחנו מכירים בתור תהליכים קוגנטיביים גבוהים (במובן הרחב הזה גם כל התהליכים הפנימיים התוך-תאים הם תהליכים קוגניטיביים כי הם תומכים בתחזוקת האוטונומיה של האורגניזם, הם הקוגנציה של התא). בשביל שיתקיים תהליך קוגנטיבי צריכה להיות הפרדה בין סוכן הפעולה (agent) לבין הסביבה. זה בכלל לא רלוואנטי כמה טוב המחשב משחק שחמט או מטיס מטוס, הוא בסך הכול מכשיר נוסף בתוך המטוס או במקרה של שחמט –צעצוע אלקטרוני מורכב. אין לו שום קוגניציה, שום בינה. זה מהסיבה שאין שם “מישהו” שתהיה לו קוגניציה בנפרד מהסביבה.

אי אפשר לתפוס את הסביבה, לזכור אותה, לייחס לה משמעות ולפעול עליה אם “אתה” לא קיים בכלל בתור ישות עצמאית בעלת אוטונומיה פונקציונלית מהסוג שאנו פוגשים רק ביצורים חיים. רק אורגניזם ששומר על איזון פנימי ביחס לשינויי הסביבה, מייצר ומתחזק את עצמו באופן מעגלי, הוא בעל אוטונומיה מהסוג שאפשר לייחס לה בינה מינימלית.

אז מה נדרש מאיתנו כדי ליצור בינה מלאכותית?

אפשר ליצור סביבה וירטואלית ובה תכנה בעלת יכולת להגיב למאפייני הסביבה הזו באופן שימנע ממנה “למות”. תכנה זו אולי גם תלמד ותכיר עם הזמן יותר טוב את הסביבה ובעקבות זאת תייעל את “התנהגותה”. ניתן יהיה להגיד שבגבולות הסביבה הוירטואלית הפשוטה הזו לתכנה זו יש קוגניציה מינימלית. כמובן שכדי שנוכל לדבר על “בינה” נצטרך משהו הרבה יותר מורכב. העולם האמיתי שאנחנו חיים בו הוא מקום מורכב ברמה שקשה לדמיין (מי שלמד קצת מדעי הטבע מבין למה אני מתכוון). לא סביר ליצור שום סימולציה שתדמה את העולם האמיתי, לכן בינה מלאכותית חייבת לחיות בעולם שלנו ולא בתוך סביבה וירטואלית כלשהי.

אז מתכנה אנחנו חייבים לעבור לרובוט. רובוט זה צריך לדעת להסתדר בעולם האמיתי, להשיג אנרגיה, לתקן תקלות, להמנע מסיכונים וכל זה בסביבה שמשתנה ומפתיעה. רק כך תהיה למאפייני העולם השונים משמעות אישית עבורו. כנראה שכדי לעמוד במטלות אלו בהצלחה בלי עזרה של בני אדם נזדקק לרובוט מורכב כל כך שכיום קשה לדמיינו- איך בדיוק הוא אמור לדעת מה התקלה שקרתה לו? איך לטפל בה? מה לעשות אם אין אנרגיה במקור שבו הוא רגיל לקבל אותה? אלו ועוד אינסוף בעיות יעמדו בפניו. חשוב לציין שאני לא אומר שזה יהיה בלתי אפשרי ליצור רובוט כזה אלא שרובוט כזה יהיה כל כך מורכב שבשביל שיוכל להתקיים לאורך זמן (ואנחנו מתקיימים כבר יותר ממיליארד שנה) יצטרך להיות דומה מאוד לאורגניזם ביולוגי, כלומר מה שנקבל בסופו של דבר הוא יצור חי בעל בינה, שהנדסנו אותו בהתאם למה שלמדנו מאורגניזמים אחרים שהתפתחו באופן טבעי.

בינה ומשמעות (כמו גם החופש) הם מושגים שנובעים מהגדרת החיים. הבנה של הבינה החיה, של הנפש הביולוגית, נדרשת כדי להבין מה היא קוגניציה ואיפה לחפש תשובות לשאלות המדעיות והפילוסופיות שהיא מביאה איתה. מטפורות פשטניות שלא תופסות את מהותם של התהליכים קוגנטיביים הן שימושיות לפעמים בשביל יישום מטרות טכנולוגיה או הבהרת היבט כלשהו שמשותף להן ולקוגניציה, אבל חשוב שמי שמשתמש בהן יזכור שבסופו של דבר מטפורות אלה זרות לתחום ובדרך כלל הן לא יותר מפרי של אופנה טכנולוגית של התקופה בה הן הופיעו.

One thought on “קוגניציה ובינה מלאכותית

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>