(تابع لموضوع: الاستدلال)

حل المشاكل



هل يستطيع الحاسوب التفكير؟ لقد تناول السيكولوجيون هذا المشكل منذ أكثر من ثلاثة عقود، وقد تعلق الأمر دوما بتحديد ما نقصده بالتفكير.
الواضح أن الحاسوب يمكنه القيام بشكل سريع وناجع بالكثير من مهمات حل المشاكل، وبذلك يلعب دورا هاما في الحياة اليومية للإنسان. وعلى الرغم من ذلك، فإنه لا يستطيع الاستقلال بطريقة اشتغاله، فبالرغم من برمجته بمهارة وذكاء، لا يستطيع الحاسوب القيام بالعمليات التي يقوم بها الإنسان بدون عناء مثل تنظيم قطعة موسيقية، أو الربط بين الكلمات والمعاني، أو التمييز بين "الوردة" و"الزنبقة" (Longnet-Higgins، 1987).
وإذن، لماذا محاولة جعل الحاسوب يفكر كالإنسان؟ لقد استقطبت الحالات الذهنية اهتمام السيكولوجيين لفترة طويلة. وتعمل الأبحاث في الذكاء الاصطناعي على مراجعة ميدان قديم بتقنيات حديثة من خلال استعمال الحاسوب لتقييس أساليب تفكير الإنسان. إذ بفضل اكتشاف الحاسوب والتطوير المستمر لبرمجياته، يعمل الباحثون على تمثيل الاشتغالات الفطرية للعقل الإنساني التي لم تكن قابلة للملاحظة المباشرة ( Stillingsوآخرون، 1987).
يمكن برمجة الحاسوب لتوظيف بعض الاستراتيجيات التي يستعملها الإنسان لحل المشاكل. فمثلا، تعتبر عملية برمجة الحاسوب المعتمدة على التجارب لفك المثلثات الشبكية عملية سهلة نسبيا، فالحاسوب يمكنه إيجاد حل لهذه العمليات بشكل سريع ومتقن، شريطة برمجة استدلالاته بطريقة ملائمة، لأن وجود خطإ واحد يمكن أن يعرض البرنامج كله للفشل (Griderوآخرون، 1993 : 306)، من ثمة فإن الصعوبات التي يواجهها الذكاء الاصطناعي تستمد وجودها من عدم قدرة الإنسان على إيجاد الحلول الملائمة لمجموعة من المشاكل المتعلقة بهندسة الحاسوب الإلكترونية والبرمجية. وفي هذا الباب، يحيل الذكاء الاصطناعي إلى ذلك الجانب من البحث الذي يركز، في الحياة الواقعية، على تطوير حواسيب تستطيع حل المشاكل بشكل ذكي، أو جديد، أو وحيد. ولخلق آلات ذكية، وظف العلماء مقاربتين كبيرتين (Huffman،1991 : 257):
- المقاربة السلوكية التي تركز على السلوك الإنساني: لقد ركزت المقاربة السلوكية على النتيجة في كل مشاريع الحاسوب الذكي، أي أنها اعتبرت أن الهدف من السلوك هو العامل الأكثر أهمية. مثلا، إن برنامجا جيدا للعب الشطرنج لن يكون بالضرورة أحد نماذج عمليات تفكير لاعب شطرنج إنساني، بل يمكن أن يكون فقط أحد الذين يربحون في لعبة الشطرنج. وبذلك فإن تطوير برامج ذكية للحاسوب بدون الاهتمام باستنساخ وظائف الذهن الإنساني، تأخذ الامتياز على مهارات الحاسوب التي تستعمل الخوارزمات، والتي يمكن بواسطتها حل المشاكل في حيز معقول من الزمن. وإذا كانت المقاربة السلوكية تركز على النتائج القابلة للاستعمال، فإننا نتساءل عن مدى إمكانية استعمالها لإنتاج حواسيب يمكنها تقييس القدرات الإنسانية.
- المقاربة ذات التوجه المعرفي التي تتموضع في الجانب المقابل للمقاربة السلوكية: وتركز على عمليات التفكير الإنساني، في محاولة لتطوير حواسيب تحاكي سيرورات الإنسان المعرفية. فبعض السيكولوجيين يهتمون باستعمال نماذج الحواسيب هاته لفهم أحسن لكيفية تفكير الإنسان، والبعض الآخر يعتقد أن هذه المقاربة ستبرهن على قيمة أكبر لتصميم حواسيب المستقبل تكون ذات كفاءات عالية. إنهم يتصورون أن تصميم الجيل الموالي من الحواسيب سيكون بشكل يجعل الإنسان قادرا على التفاعل معها ومحاورتها.
ومن أجل ذلك يجب أولا أن يضبط السيكولوجيون بشكل جيد كيف يحل الفرد مختلف أصناف المشاكل التي على الحاسوب معالجتها. مثلا لإنجاز حاسوب يستطيع حل المشكل الذي طرحه Bartlett (1958) حول DONALD+GERALD([1]) بالطريقة التي يحله بها الإنسان، يجب أولا جمع المعطيات عن كيفية معالجة الإنسان لهذا المشكل، لتستعمل بعد ذلك في بناء نموذج للتفكير الإنساني يمكن أن ينبني عليه برنامج حاسوبي. ولتجاوز صعوبة جمع المعطيات حول سيرورات التفكير، يطلب السيكولوجيون من الأفراد التفكير بصوت مرتفع وهم يحلون المشاكل المطروحة عليهم([2]). وبعد تحليل الأجوبة، يبني السيكولوجيون نموذجا يكون أساس تطوير برنامج حاسوبي يحاول تقييس الكفاءة الإنسانية. فإذا اشتغل البرنامج بشكل ملائم، أمكن اعتبار النموذج صالحا، وسبل الوصول إليه صالحة (Huffmanوآخرون،1991 :257).
لقد حاولت أجهزة الإنتاج([3]) حل الصعوبات السالفة، ونشير هنا إلى أن النـزعة الصورية المنحدرة من أعمال Post (1943) حول قواعد إعادة الكتابة، والتي استعملها كل من Newell وsimon (1972) لمحاولة وصف سلوك الفرد في حالات حل المشاكل، هي التي كانت منطلق الأجهزة الخبيرة التي تتطور الآن في ميدان الذكاء الاصطناعي، وتتأسس على قاعدة الإنتاج التي تتكون في جزء منها من "شرط" condition وفي جزء آخر من "فعل" action؛ ويمكن أن يحتوي هذان الجزءان على العديد من الشروط والأفعال، وهو ما يسمح بوصف أكثر دقة لمتواليات الفعل التي تثيرها تشكيلات configurations الأحداث. وبالإضافة إلى ذلك، (وبخلاف براديغم: مثير-استجابة S-R)، فإن قواعد الإنتاج يمكن أن تكون عامة أو خاصة، كما تسمح بوصف التمثلات الذهنية (معرفة، هدف) (Tiberghien،1991 : 28).
ولعل أهم نموذج نقدمه في هذا الباب سنستقيه من أولى أعمال Newell وSimon التي انصبت على لعبة الشطرنج، بهدف تطوير برنامج عام لحل المشاكل (GPS: General Problem Solver). لقد اعتمد الباحثان على إجراء عام تمثل في مراقبة أشخاص يلعبون الشطرنج في محاولة لفهم العمليات الذهنية التي يقومون بها للمرور من حالة إلى أخرى. ومن أجل القيام بذلك، وظف Newell وSimon تقنيات "المقابلة" entretien وقاما بدراسة المحاضر المحررة verbalisation كمصدر للمعلومات حول المعالجات الداخلية. وفي مرحلة ثانية تنمذج المعارف التي وظفها الفرد وكذا السيرورات الذهنية التي شغّلها، على أن تترجم هذه النمذجة في مرحلة ثالثة على شكل برنامج معلومياتي. أما في مرحلة رابعة، فتقارن مخرجات البرنامج بالسلوكات الفعلية للأفراد، فإذا سمحت مخرجات البرنامج بتقييس سلوكات الأفراد، كان لدينا تقييس جيد للسيرورة التي وضعت من أجلها. لكن التوصل إلى تقييس السلوكات لا يعني تميز النموذج -الذي استخدم كقاعدة لإنجاز برنامج- بالواقعية على المستوى السيكولوجي، على اعتبار أن هناك عددا لامتناهيا من أشكال الأوطوماط automates القادرة على حساب calculer نفس الوظيفة التي يمكن أن يكون لها نفس السلوك إذا ما لوحظت من الخارج (Weil-Barais وآخرون،1993 : 50-49)، لأن هناك، كما يقول Céllerien (1987)، "عدد لامتناه من طرق مكننة mécaniser وظيفة البنية".
على المستوى التطبيقي، تتعلق حدود هذه المقاربة بكون الأجهزة الاصطناعية المؤسسة بهذا الشكل، ليست أبدا في مثل كفاءة الأفراد، باستثناء الحالة التي يتعلق الأمر فيها بمهمات متكررة يتم حلها بواسطة الخوارزمات([4]). ولذلك يبدو أن الذكاء الإنساني لا يتحدد كثيرا في الحساب ولكن في القدرة على بناء تمثلات ملائمة للأوضاع وتغييرها، فمن السهل مثلا تقييس حل جبري algébrique لنسق من المعادلات؛ وعلى عكس ذلك، يبدو صعبا بل مستحيلا، تقييس صياغة المشكلات في معادلات، لأن ذكاء الإنسان يتميز غالبا باستعماله لأساليب استكشافية heuristiques بدلا من الأساليب الخوارزمية كما تفعل الحواسيب. وتسمح هذه الأساليب الاستكشافية، غير المعروفة جيدا في جزء كبير منها، للفرد بالاقتراب بكل تأكيد من الهدف الذي يجب الوصول إليه، لأننا نادرا ما نلجأ، في الحياة العادية، إلى إجراءات تحليلية، وغالبا ما تكون قليلة الفعالية عندما نكون مضطرين لاستعمالها (في حالات عطب مثلا).
هكذا وبشكل متناقض، أفضت المقاربة الحاسوبية إلى أعمال ترتبط بالتفكير الاستكشافي، وسمحت بإظهار ما يميز خصوصية الذكاء الإنساني مقارنة مع خصوصية الآلات.

(يتبع بموضوع: الذاكرة)

[1] يلزم استعمال الكثير من الأهداف التحتية لحل هذا المشكل الذي طوره Bartlett(1958)، والذي يتطلب تحديد ما هي الأرقام من 0 إلى 9 التي يمكن أن تعوض الحروف، على اعتبار أن كل حرف يمثل رقما مختلفا، انطلاقا من أن حرف D يساوي رقم 5.
D O N A L D
+G E R A L D
R O B E R T
نلاحظ مدى صعوبة حل هذا الشكل في حيز زمني مقبول باستعمال الخوارزمات. إذ هناك 362.880 تأليف مختلف للحروف والأرقام. وبسرعة محاولة في كل دقيقة، وبوجود 8 ساعات في اليوم و5 أيام في الأسبوع و52 أسبوعا في السنة، سيتطلب الأمر حوالي 3 سنوات للقيام بكل الاحتمالات. تكون المقاربة الاستكشافية heuristic approach أكثر يسرا وسرعة عند توظيف المعارف الجبرية لطرح أهداف صغرى، من خلال تحديد قيمة الحرف T (إذا كانت D تساوي 5 فإن 5+5=10، وإذن T=0 وسنحتفظ برقم 1 لخانة العشرات).
5 2 6 4 8 5
+1 9 7 4 8 5
7 2 3 9 7 0
Huffman وآخرون (1991: 238).

[2] خصص Newell وSimon (1972) فصلا كاملا للإجابات اللفظية لفرد حاول حل مشكل DONALD+GERALD.

[3] راجع:Ganascia (1991: 56-71).

[4] مثلا عندما يصاغ مشكل ما صياغة رياضية، فإن الحاسوب يكون أكثر سرعة ونجاعة.