Текст книги "Фреймы для представления знаний"
Автор книги: Марвин Минский
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 12 страниц)
2.6. Сценарии
«Мышление... в биологическом плане возникает вслед за развитием процессов формирования образов. Оно возможно только тогда, когда будет найден способ разрушить „массированное“ влияние прежних стимулов и ситуаций, когда будет познан механизм подавления тирании прежних реакций. Но хотя мышление является более сложной формой умственной деятельности, оно не заменяет собой метода восприятия образов. Мышлению присущ ряд недостатков. По сравнению с воображением оно несколько теряет в живости и разнообразии. Основным инструментом мышления выступают слова, и не только потому, что они социальны, но и потому, что при употреблении они обязательно выстраиваются в цепочки и входит в привычные действия даже более легко, нежели образы. Благодаря мышлению мы подвергаемся риску оказаться все более и более втянутыми в поиск утверждений общего характера, имеющих мало общего с реальным и конкретным опытом. Если нам не удается придерживаться методов мышления, то реальна опасность ограничить себя частными примерами и стать игрушкой воли случая».
Ф.Бартлетт (1932)
В языке и мышлении мы кратко выражаем или условно представляем сложные ситуации и целые эпизоды с помощью слов и символов. Далеко не все слова, видимо, могут «определяться» с помощью простых и изящных структур; например, лишь весьма незначительный в своей полноте смысл понятия «торговля» может быть установлен исходя из следующих выражений:
Первый фрейм Второй фрейм А имеет X, В имеет Y –> В имеет X, А имеет Y
Торговые сделки производятся на основании определенных социальных законов, в обстановке доверия и обоюдного согласия. Если эти факты не получат должного отражения, то многочисленные торговые операции будут почти бессмысленными– Важно знать, что стороны, участвующие в сделке, обычно не против иметь обе обмениваемые вещи, но вынуждены пойти на компромисс. Счастливым, но необычным является такой вариант, когда каждый из торговцев стремится избавиться от своего товара. Чтобы представить стратегию торговли, можно включить в вышеприведенный сценарий, который состоит из двух фреймов, основное правило торговли; для того, чтобы А смог заставить В пожелать приобрести больше Х (или отдать больше Y), ему следует придерживаться одной из следующих тактик:
Предложить больше за Y.
Объяснить, почему Х очень полезен для В.
Cоздать благоприятный для В побочный эффект от наличия у него X.
Демонстрировать свое пренебрежение конкурирующими с Х товарами.
Заставить В думать, что С хочет получить X.
В этом, однако, заключается только лишь поверхностное рассмотрение проблемы. Торговля обычно производится в рамках сценария, действия которого связаны друг с другом значительно сложнее, нежели просто последовательной цепью событий. Одного из таких сценариев будет явно недостаточно; когда возникает мысль о торговле, важно знать, какой из имеющихся сценариев будет, по всей вероятности, наиболее полезен.
Е.Чарняк(1974) рассмотрел вопросы, связанные со сделками: сделки на первый взгляд достаточно просты для понимания, тем не менее, они могут быть представлены только с помощью структур, богатых, заданиями отсутствия. В учебниках для младших школьников можно найти такие рассказы, как, например:
Джейн была приглашена к Джеку на день рождения.
Она подумала, понравится ли ему воздушный змей.
Она пошла в свою комнату и потрясла копилку.
Из копилки не донеслось ни звука.
Большинство читателей понимает, что Джейн нужны деньги, чтобы купить Джеку в подарок воздушный змей, что в ее копилке нет для этого денег. Е.Чарняк предлагает ряд способов для облегчения вывода подобных фактов, например: использовать "демон" подарок с помощью которого может выполняться поиск вещей приобретаемых за деньги, или демон, связанный с копикой, который «знает», что если ее трясут и из нее не доносится никаких звуков, то она пуста, и т.д. Демон (Е.Чарняк, 1974) – это утверждение процедурального типа, ассоциируемое с некоторым понятием семантической сети. Например, демон «дерево» может быть связан с понятием весна н отражать следующую причинно-следственную связь: "Когда весна полностью вступает в свои права, начинают цвести плодовые деревья ". Несмотря на то что теперь слово подарок активирует понятие деньги, сами они в рассказе не фигурируют и это может вызвать удивление. Подарок определенно связан с днем рождения, а деньги – с копилкой, но каким образом строятся эти длинные цепочки рассуждении? Это еще одна из проблем, затронутых в работе Е. Чарняка. Приятель говорит Джейн:
У него уже есть воздушный змей
Он заставит тебя отнести его обратно.
Какой воздушный змей надо будет отнести обратно?! Мы не хотели бы, чтобы Джейн вернула старый змей Джека. Чтобы разобраться в том, какое слово заменено здесь местоимением «его», нужно, в рамках предполагаемого сценария понять очень многие вещи. Ясно, что слово «его» относится к новому воздушному змею, который должна купить Джейн. Но каким образом мы об этом узнаем? (Заметьте, что совсем не обязательно требовать единственного объяснения). Обычно местоимения относятся к последнему из упомянутых ранее объектов, но, как показывает данный пример, это отношение не определяется просто лишь локальным синтаксисом.
Предположим, что мы пытаемся заполнить конкретными заданиями пробелы в субфрейме "покупка подарка". Само по себе слово "его" недостаточно информативно, но группа слов "взять его обратно" вполне подошла бы для согласования соответствующего терминала сценария покупка. Поскольку задания этого терминала должны одновременно удовлетворять маркерам терминала «подарок», мы убеждаемся в правильности вхождения слова «его» (подарок) в словосочетание «отнести Х обратно». Таким образом, тот факт, что отнести следует новый воздушный змей. устанавливается автоматически. Конечно, так же, как и у всех других, у искомого терминала имеются свои собственные ограничения. Субфрейму «покупка подарка» для идиомы «отнести его обратно» должно быть известно, что действие «отнести Х обратно» предполагает следующее:
X куплен недавно.
Возврат производится по месту покупки.
У вас должен быть товарный чек и т.д.
Если текущий сценарий не содержит терминала "отнести его обратно", следует найти и использовать другой сценарий, сохранив по возможности наибольшее числе прежних заданий. Отметим, что при нормальном выполнении процесса согласования вопрос о старом воздушное змее здесь попросту не возникнет. Ощущение двусмысленности появляется только тогда, когда рассматриваются отклонения, близкие к неправдоподобным.
Е. Чарняк предложил аналогичное решение; он, однако, подчеркивает важность понимания того факта, что поскольку у Джека уже есть воздушный змей, ему вряд ли нужен будет еще один. Е. Чарняк предлагает использовать следующие правила, связанные со словом "подарок":
(A) Если мы видим, что подарок Х не нравится лицу Р, то следует ожидать возврата Х в магазин, где он был куплен.
(B) Если возврат Х в магазин предполагается или является установленным фактом, то причина этого в том, что Х не нравится Р.
Автор этих правил считает, что подобные "советы" процедурального типа должны реализовываться как дополнение к сведениям декларативного характера, хранящимся в базах данных, и вызываться в ситуациях, соответствующих определенным контекстам. Если все предшествующие условия для таких "советов" выполнены, то включенные в них действия привнесут то количество информации (о Джеке, о воздушном змее), которое достаточно, например, для правильного разрешения вопроса с местоимением "его".
Е.Чарняк придерживается того мнения, что система должна следить за определенными типами событий и ситуаций и использовать в своей работе сведения о возможных причинах, мотивах и объяснениях происходящего. Он предполагает, что дополнительные взаимосвязи между фрагментами рассказа должны помочь процессу согласования в тех случаях, когда "правдоподобные" предположения заводят в тупик формальные логические процедуры. Допуская, например, что утверждение "X не нравится" является следствием того, что "X возвращён назад". Чарняк надеется таким путем получить возможность имитации понимания обычных или повседневных событий. Пока еще не ясно, насколько должны быть сложны и разнообразны механизмы выработки правдоподобных заключений для понимания действий заданного уровня общности, работа Е.Чарняка(1974) также не дает ответа на этот вопрос, поскольку в ней рассматриваются лишь относительно простые вопросы моделирования мыслительных процессов. Е.Чарняк в большинстве случаев предлагает ограничиваться установлением причины или мотива поведения и не проводить более углубленный анализ, если в том нет необходимости. К примеру, если надо установить, почему Джек может возвратить второй воздушный змей, достаточно выяснить то, что он ему не нравится. В то же время более глубокий анализ мог бы показать, что Джек хотел бы получить в подарок разные вещи, поскольку их ценность в данном случае (когда предполагается только один подарок – от Джейн) значительно выше ценности одинаковых вещей.
2.7. Более сложные сценарии
Смысл празднования дня рождения ребенка весьма приближенно передается тем определением, которое можно найти, например, в толковом словаре: день рождения – это «прием гостей, устраиваемый по случаю дня рождения». Прием здесь может, в свою очередь, толковаться как «люди, собравшиеся по случаю праздника». В этом определении отсутствуют следы какой-либо деятельности, т. е. то, без чего невозможна сама жизнь. Дети знают, что такое определение должно включать в себя большее число различных конкретных данных; это может быть реализовано с помощью таких заданий отсутствия, как например:
Одежда Воскресная, самая лучшая Подарок Должен понравиться хозяину, должен быть куплен и красиво упакован Игры Жмурки, салочки Украшение Воздушные шары, гирлянды цветов, банты, креповая бумага. Угощение Пирог, мороженое, лимонад, бутерброды с горячими сосисками. Развлечения Свечи, задуть свечи, высказывать пожелания, петь песни, посвященные дню рождения. Мороженое Обычное, ассорти
Эти компоненты типично американского дня рождения следует включать в более крупную структуру. Поскольку день рождения обычно празднуют в течение одного дня, его следует поместить во фрейм соответствующего дня. Обычно день включает в себя такие основные события, как
Подъем, Одевание, Завтрак, Поездка на работу. Обед и т.д.
День школьника содержит более определенные данные:
Подъем, Одевание, Завтрак, Поездка в школу, Пребывание в школе. Класс, Сбор, Английский язык. Математика, Обед, Естественные науки, Перерыв, Физкультура. Возвращение домой. Игры. Ужин. Домашняя работа. Приготовление ко сну. Сон.
Очевидно, что день рождения не вписывается во фрейм дня школьника. Родители знают, что угощение во время дня рождения приурочивается к обеду. Однако я хорошо помню ребенка, который, видимо, не понимал этого и, плотно поев во время угощения, все время спрашивал, когда же, наконец, будет обед.
Возвратимся к проблеме с воздушным змеем. Первая фраза, которую мы слышим, несет в себе информацию о том, что Джейн приглашена на день рождения к Джеку. Без разработанного сценария дня рождения или, по крайней мере, без сценария "пригласить в гости", второе предложение:
Она подумала, понравится ли ему воздушный змей, оказалось бы несколько загадочным. Чтобы попытаться объяснить, каким образом человек может быстро сообразить, в чем здесь дело, я предлагаю в состав фрейма, имеющего структуру сценария, явным образом включать Указатели на те вопросы, которые обычно тесно связаны с этим фреймом.
Допустим, что терминалы фреймов представляют собой именно такие вопросы, и рассмотрим эту идею более подробно. Для приема гостей в день рождения лица Х получится следующая схема:
Y должен приобрести Р для X Выбрать Р! Р должно понравиться лицу Х Будет Х рад видеть P? Купить Р Где купить Р? Достать деньги для покупки Р Где достать деньги? (Подвопросы для данного фрейма) У должен быть одет Что следует надеть У?
Именно эти вопросы будут в первую очередь одолевать человека, который приглашен в гости.
Читателю предоставляется возможность подумать, насколько приемлемо сделанное выше предложение о включении указателей в состав фрейма. Действительно, вопрос "Будет ли Х рад видеть Р", вне всякого сомнения, согласуется с фразой "Она подумала, понравится ли ему воздушный змей" и правильно соотносит параметр Р с его значением "воздушный змей". Вместе с тем важно понять, можно ли считать окружающий нас мир настолько систематизированным, чтобы, составив подобные группы вопросов, ожидать от предложенного механизма хорошей работы? Мне кажется, что ответ здесь должен быть двояким. И в самом деле, с одной стороны, мы убеждены в существовании большого числа подобных вопросов, а с другой – не в силах предвидеть все возможные в такой ситуации варианты. Специальные проверки или "экспертизы" предназначены для того, чтобы получить представление о характере основных проблем и их взаимосвязях в малоизвестных нам ситуациях. Обратим внимание на то, что в нашем фрейме-сценарии "день рождения" нет заданий отсутствия для тех событий, которые могут происходить в какой-то определенный момент времени. Это акцентирует наше внимание на тематических вопросах и вопросах включения во фреймы соответствующих заданий терминалов. В любом случае, видимо, не обойтись без более действенного механизма для понимания слова «подумала», механизма, который сможет, располагая информацией, сосредоточенной в данном фрейме, выработать предположения о том, что же могла подумать Джейн.
Третье предложение рассказа ("Она пошла в свою комнату и потрясла копилку") также должно согласовываться с одним из вопросов фрейма. Здесь имеется указанная явным образом связь между понятиями "деньги" и "копилка", поскольку она, видимо, содержится во фрейме "копилка", а не во фрейме "день рождения". Будучи обнаруженной, она будет сопоставлена с вопросом: "Где достать деньги?"
Основная функция копилки состоит в накоплении денег с тем, чтобы их в нужный момент можно было взять обратно. Последнее действие может быть осуществлено тремя основными способами:
1. Использовать ключ (что в большинстве копилок не предусмотрено).
2. Разбить копилку (чего дети обычно не любят).
3. Вытрясти деньги или использовать тонкий предмет, по которому монеты могут выскользнуть из копилки.
Рассмотрим, наконец, четвертое предложение ("Из копилки не донеслось ни звука"). Знает ли человек о том, что та копилка, из которой при тряске не доносится звуков, пуста (я полагаю, что это именно так), или же он пользуется общими сведениями, именно, что пустым является любой пустотелый ящик, не издающий звуков при тряске? Мне известны многие люди, которые предпочитают второй вариант. Использование этого логического "универсального" принципа было бы достаточным; я, однако, чувствую, что при этом будет упущено из виду то важное обстоятельство, что конкретный сценарий такого характера крепко врезается в память каждого ребенка. Более того, наш рассказ сразу же становится понятным большинству читателей, чего нельзя было бы столь же категорично утверждать, если бы они использовали более сложные рассуждения, базирующиеся на общих принципах. Можно привести примеры, значительно более трудные, нежели предыдущий, например:
Коза забрела в огород, где что-то красил Джек, и опрокинула краску на себя. Когда мать увидела козу, она спросила: «Джек, это ты сделал?»
Здесь .нет ни одного слова или фразы, к чему бы вносилось местоимение "это". Е.Чарняк(1974) отмечает, что оно, видимо, относится к "той причине, по которой и коза оказалась измазанной краской", и, не указывая, каким образом следует пытаться решать проблемы такого рода, отмечает лишь то, что для подобных слабоограниченных микромиров его концепция "демонов" должна быть значительно paсширена. Обратите внимание, как много должен знать человек об окружающем его мире, чтобы понять, что "это" относится не к "козе во дворе", а к "козе, измазанной краской". В той же работе Е.Чарняка изучаются вопросы активации демонов в соответствии с имеющимися в них ожиданиями и знаниями в виде заранее заготовленных значений, многие из его идей нашли отражение в настоящей работе.
Попытаемся провести параллель между тем, как Е.Чарняк трактует проблему понимания естественного языка, и зрительным восприятием образов. Существенные для проведения рассуждений тематические структуры или сценарии вызываются из памяти с помощью ключевых слов или ценных для этих рассуждении идей. Отдельные утверждения способствуют возникновению временных представлений, которые, но всей вероятности соответствуют тому, что современная лингвистика именует "глубинными структурами", и которые могут быстро изменяться или совсем исчезать по мере уточнения и развития основной идеи в рамках выбранного сценария. Среди ингредиентов такой структуры можно выделить в порядке увеличения масштабности охвата событий следующие уровни:
1. Поверхностные синтаксические фреймы – главным образом, это структуры с глаголами и существительными. Для них необходимы соглашения о предлогах и порядке следования слов в предложении. Напомним, что английский язык отличается строгим порядком следования слов в предложении, отклонениями от которого подчёркивается его особая семантическая окраска.
2. Поверхностные семантические фреймы – группы слов, объединенные вокруг действий. Необходимы определители и отношения для действующих лиц, инструментов, траекторий, стратегий, целей, последствий и побочных явлений.
3. Тематические фреймы – это сценарии для видов деятельности, окружающих условий, изображений кого-либо или чего-либо, наиболее важных проблем, обычно связанных с данной темой.
4. Повествовательные фреймы – это скелетные формы для типичных рассказов, объяснений и аргументации. Необходимыми здесь являются соглашения о формах построения повествований, о развитии действий, о главных действующих лицах, основных событиях и т.д., призванные помочь слушателю строить в своем уме новые тематические фреймы и конкретизировать задания отсутствия. В том случае, когда задание не согласуется голее в той степени, в какой это необходимо, отдельные предложения могут переозначивать задания терминалов, присоединять другие субфреймы, использовать трансформационные механизмы или вызывать замену фреймов верхнего уровня.
В видении трансформации между фреймами по своей природе просты, они заключаются в переходе от одной группы данных к другой; при изучении языковых форм общения следует предполагать потребность в более сложных и менее регулярных системах фреймов. Тем не менее, поскольку время, причина и действие чрезвычайно важны для понимания смысла, мы часто применяем связанные трансформации для замены ситуаций их временными или причинными последовательными цепочками событий.
Изучение лингвистических структур, по всей видимости, поможет нам лучше понять, как построены наши системы фреймов, по той причине, что синтаксические структурные правила управляют отбором и компоновкой фреймов переходных предложений. С их помощью можно искать эти особым образом связанные с "задающими" терминалами структуры, для чего следует выбирать наиболее важные точки зрения (трансформации), вводить структуры предложений в тематические структуры и изменять крупные тематические представления в целом.
Наконец, по аналогии с известными нам "основными сюжетными линиями" для рассказов должны существовать основные суперфреймы и для проведения рассуждений, аргументации, изложения фактов и т.д. Следует ожидать, что удастся найти особые лингвистические указатели для операций, касающихся этих более крупных структур. Не следует ограничиваться изучением грамматики предложений, если мы хотим найти и систематизировать лингвистические соглашения, действующие, в более широких масштабах и связанные с компоновкой и трансформациями сценариев и планов.
2.8. Вопросы, системы и концептуальные случаи
«Вопросы являются следствием определенных точек зрения, они проистекают из чего-то такого, что помогает выяснять неясные моменты, формулировать ответы и уточнять проблематичные вещи. Не следует думать, что наши взгляды на окружающий мир предопределяют его; они выражают только то, что мы принимаем из действительности, и то, как мы ее создаем.»
А.Ньюэлл(1973б)
Область лингвистики подводит нас к созданию такой концепции фрейма, в которой терминалы служат для хранения наиболее вероятных (в некоторой ситуации) вопросов. Разберем более детально эту интерпретацию фреймов.
Фрейм – это множество вопросов, которые необходимо задать относительно предполагаемой ситуации; на их основе происходит уточнение перечня тем, которые следует рассмотреть, и определяются методы, требуемые для этих целей.
Терминалы фрейма соответствуют, видимо, "концептуальным случаям" Р.Шенка(1972), хотя, как мне кажется, их не следует ограничивать столь малым числом типов, как это предлагает Р.Шенк. Чтобы понять действие, о котором идет речь или за которым человек имеет возможность наблюдать, ему часто приходится искать ответы на такие вопросы, как:
В чем причина этого действия (агент)?
Какова цель действия (намерение)?
Каковы последствия этого действия (побочные явления)?
На кого (или что) это действие влияет (получатель)?
С помощью каких средств оно выполнено (инструмент)?
Число таких вопросов или, по Р.Шенку, "случаев", которые полезны для понимания действий, проблематично. Хотя нам нравится сокращать число "примитивов" до весьма малого их количества (по аналогии, видимо с традиционным лингвистическим анализом), я считаю, что в этом случае нет оснований серьезно рассчитывать на успех. Сам я склоняюсь на сторону таких исследователей, как У.Мартин(1974), который исходит из наличия значительного числа "примитивов", снабженных комментариями относительно того, каким образом они связаны между собой. Только время может показать, какая из этих двух концепций лучше.
Что касается сущностей, отличных от действий, то относительно них задают самые различные вопросы, тематически значительно менее локализованные, например:
Почему они говорят мне об этом?
Как я могу выяснить об этом больше данных?
Каким образом это поможет мне в реальной обстановке? и т. п.
В рамках любого рассказа обычно интересуются его темой, отношением к ней автора, главным событием, главными героями и т. д. По мере того, как на каждый подобный вопрос дается предварительный ответ, к фрейму-рассказу присоединяются соответствующие субфреймы и вопросы, которые возникают при этом, становятся, в свою очередь, активными.
"Маркеры", предложенные нами для фреймов зрительного восприятия, приобретают здесь вид более сложных конструкций. Если (временно!) встать на позицию А.Ньюэлла(1973а) и рассматривать понятие "точка зрения" более широко, чем мы это делали до сих пор, то, помимо поиска ответа на какой-либо вопрос, нужно указать, каким образом на него следует отвечать. Следовательно, в терминале должны содержаться данные или предположения о том, где и как следует искать ответы для конкретизации заданий терминалов. В этом случае введенные ранее задания отсутствия играют роль наиболее простых вариантов подобных рекомендаций. Человек обладает целой иерархией таких правил, которая управляется внешними ситуациями и соответствует структурам «предпочтений» Дж.Уилкса(1973).
Для синтаксических фреймов характерно стремление к полной конкретизации заданий своих терминалов, но люди вообще придерживаются более гибких правил.
"Люди обычно не разъясняют всех подробностей той мысли, которую они стремятся сообщить другим, поскольку стараются быть краткими и опускают вследствие этого предполагаемую и несущественную информацию...
Концептуальный процессор использует незаполненные пробелы для поиска определенной информации в предположении или в более крупной единице рассуждения, полезной при их конкретизации" (Р.Шенк,1972).
При зрительном восприятии ситуация аналогична Наблюдатель не в силах охватить взглядом коробку сразу со всех четырех сторон, и, несмотря на "стремление к краткости", при необходимости может потребоваться осуществление движения вокруг этого предмета.
В соответствии с этой точкой зрения системы фреймов представляют собой точки выбора, соответствующие, (на концептуальном уровне) системам взаимно исключающего выбора Т.Винограда(1971). Различные системы фреймов представляют собой различные варианты использования одной и той же информации, локализованной в общих терминалах. Как и в языке, в каждый момент времени следует выделять только один из множества имеющихся вариантов. На концептуальном уровне этот выбор может осуществляться в соответствии с тем, какие вопросы следует задать относительно данной ситуации.
Откуда берутся вопросы? Рассмотрение этой проблемы выходит за рамки настоящей работы, однако, кем бы и как бы ни создавались фреймы, они должны использовать некоторые общие принципы. Методы, лежащие в основе порождения вопросов, в конечном счете, образуют общий интеллектуальный стиль каждого человека. Люди, конечно, во многом отличаются друг от друга, в частности, в том, например, какие вопросы они предпочитают задавать: «Почему?» или «Каким образом я бы мог выяснить кое-что еще?», «Что мне это даст?» или «Каким образом это мне может помочь в достижении более общих целей?» и т. п.
Аналогичные проблемы не могут не возникнуть в отношении стиля даваемых ответов. В простейшей форме стремление к заполнению конкретными данными пробелов терминалов может показаться чем-то похожим на удовлетворение человеком голода или ликвидации неудобств, ибо воспринимается как поиск любого задания, не противоречащего наложенным ограничениям.
Заманчиво представить себе множество систем фреймов, которое включает, с одной стороны, простые шаблонно заполняемые структуры, а с другой – конструкции для реализации "точек зрения". А. Ньюэлла со всей их причастностью к согласованной работе генераторов вопросов, с методиками оценок предлагаемых ими решений, способами их исследования и т.д. Мне представляются не совсем правильными попытки использования одних и тех же видов теоретических построений для работы на различных понятийных уровнях. Нам следует предполагать, что существуют весьма различные механизмы, которые оперируют как нашими стереотипами нижнего уровня, так и всеобъемлющими стратегическими концепциями.
