المنظر المنطقي

مُنظِّر المنطق هو برنامج حاسوبي كتبه ألين نيويل وهربرت أ. سيمون وكليف شو عام 1956. ,  and  وكان أول برنامج مُصمم عمدًا لأداء التفكير الآلي ، ووُصف بأنه "أول برنامج ذكاء اصطناعي ".   أثبت مُنظِّر المنطق 38 من أول 52 نظرية في الفصل الثاني من كتاب مبادئ الرياضيات لوايت هيد وبرتراند راسل ، ووجد براهين جديدة وأقصر لبعضها. 

 تاريخ 
في عام 1955، عندما بدأ نيويل وسايمون العمل على منظر المنطق، لم يكن مجال الذكاء الاصطناعي موجودًا بعد؛ ولم يتم صياغة مصطلح "الذكاء الاصطناعي" حتى الصيف التالي. 

كان سيمون عالمًا سياسيًا درس سابقًا كيفية عمل البيروقراطيات، بالإضافة إلى تطوير نظريته عن العقلانية المحدودة (التي فاز عنها لاحقًا بجائزة نوبل التذكارية في العلوم الاقتصادية عام 1978). كان يعتقد أن دراسة منظمات الأعمال التجارية والصناعية تتطلب، مثل الذكاء الاصطناعي، فهمًا عميقًا لطبيعة حل المشكلات البشرية واتخاذ القرارات. وقد ذكر سيمون أنه عندما كان يعمل مستشارًا في مؤسسة راند في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي، رأى طابعة تطبع خريطة، باستخدام الحروف العادية وعلامات الترقيم كرموز. دفعه هذا إلى الاعتقاد بأن الآلة التي يمكنها التلاعب بالرموز يمكنها محاكاة عملية اتخاذ القرار، وربما حتى عملية التفكير البشري.  

كان نيويل، عالمٌ في مؤسسة راند يدرس نظرية اللوجستيات والتنظيم، قد كتب البرنامج الذي طُبع فيه الخريطة. كانت اللحظة الحاسمة بالنسبة لنيويل في عام ١٩٥٤ عندما حضر أوليفر سيلفريدج إلى مؤسسة راند لوصف عمله في مطابقة الأنماط . أثناء مشاهدته للعرض التقديمي، أدرك نيويل فجأةً كيف يُمكن لتفاعل وحدات بسيطة قابلة للبرمجة أن يُؤدي إلى سلوكيات مُعقدة، بما في ذلك السلوك الذكي للبشر. قال لاحقًا: "حدث كل ذلك في ظهيرة واحدة".   كانت لحظةً نادرةً من الإلهام العلمي."شعرت وكأنني اكتشفت طريقًا جديدًا بالكامل، وكان عليّ أن أسلكه. نادرًا ما أشعر بمثل هذا الإحساس. عادةً أنا متشكك ولا أغوص في الأمور بهذا العمق، لكن هذه المرة كان مختلفًا. كنت منغمسًا بالكامل، بحيث لم أعد أفكر على المستويات العادية—لا مجرد العمل، ولا مجرد إدراك أنك تعمل، ولا التفكير في النتائج والعواقب. كنت بالكامل في العملية، مستغرقًا فيها لمدة عشر إلى اثنتي عشرة ساعة بلا توقف.". بدأ نيويل وسايمون الحديث عن إمكانية تعليم الآلات التفكير. كان مشروعهما الأول برنامجًا قادرًا على إثبات النظريات الرياضية، كتلك المستخدمة في كتاب "مبادئ الرياضيات" لبرتراند راسل وألفريد نورث وايتهيد . استعانا بمبرمج الحاسوب كليف شو ، وهو أيضًا من مؤسسة راند، لتطوير البرنامج. (يقول نيويل: "كان كليف عالم الحاسوب الأذكى بين الثلاثة"  ).

تم محاكاة الإصدار الأول يدويًا: حيث كتبوا البرنامج على بطاقات بحجم 3 × 5، وكما يتذكر سيمون:"في يناير 1956، جمعت زوجتي وأطفالي الثلاثة مع بعض طلاب الدراسات العليا. وزّعنا على كل شخص بطاقة، ليصبح كل واحد منهم، بطريقة ما، جزءًا من البرنامج الحاسوبي… هنا كانت الطبيعة تقلّد الفن الذي يقلّد الطبيعة نفسها." نجحوا في إثبات قدرة البرنامج على إثبات النظريات بنجاح، تمامًا كما يفعل عالم رياضيات موهوب. وفي النهاية، تمكن شو من تشغيل البرنامج على الحاسوب في منشأة راند بسانتا مونيكا.

في صيف عام ١٩٥٦، نظّم جون مكارثي ، ومارفن مينسكي ، وكلود شانون، وناثان روتشستر مؤتمرًا حول ما أسموه "الذكاء الاصطناعي" (وهو مصطلح صاغه مكارثي لهذه المناسبة). قدّم نيويل وسايمون بفخرٍ للمجموعة "برنامج مُنظّر المنطق". لاقى البرنامج من الحضور استحسانًا محدودًا. كتبت باميلا ماكوردوك: "لا أحدًا، باستثناء نيويل وسايمون، شعر بالأهمية بعيدة المدى لما كانا يفعلانه".  ويُقرّ سايمون بأنه "ربما كنا متغطرسين بعض الشيء حيال الأمر برمته"  ويُضيف:لم يريدوا أن يسمعوا منا، وبالتأكيد لم نكن نريد أن نسمع منهم: كان لدينا ما نريهم إياه! ... كان الأمر مثيرًا للسخرية إلى حد ما لأننا كنا قد أنجزنا بالفعل المثال الأول لما كانوا يسعون إليه؛ وثانيًا، لم ينتبهوا إليه كثيرًا. تمكّن برنامج مُنظِّر المنطق من إثبات 38 من أصل 52 مبرهنة في الفصل الثاني من كتاب المبادئ الرياضية (Principia Mathematica). وكان إثبات المبرهنة رقم 2.85 أكثر أناقة من الإثبات الذي قام به راسل ووايتهيد يدويًا وبشكل شاق.

حاولوا نشر الإثبات الجديد في مجلة المنطق الرمزي (The Journal of Symbolic Logic)، لكنه رُفض بحجة أن إثباتًا جديدًا لمبرهنة رياضية بسيطة لا يُعد أمرًا يستحق النشر، متجاهلين على ما يبدو حقيقة أن أحد مؤلفي الإثبات كان برنامجًا حاسوبيًا.

.  

 التأسيس 
يُعد مُنظِّر المنطق برنامجًا يُنفِّذ عمليات منطقية على التعبيرات المنطقية.  يعمل مُنظِّر المنطق وفقًا للمبادئ التالية:

 التعبيرات 

 يتكون التعبير من عناصر .
 هناك نوعان من الذاكرة: ذاكرة العمل وذاكرة التخزين .
 تحتوي كل ذاكرة عاملة على عنصر واحد. عادةً ما يستخدم مُنظّر المنطق من ذاكرة عاملة واحدة إلى ثلاث.
 كل ذاكرة تخزين هي قائمة تُمثل تعبيرًا كاملًا أو مجموعة عناصر. وتحتوي تحديدًا على جميع البديهيات والنظريات المنطقية المُثبتة.
 التعبير هو عبارة عن شجرة نحوية مجردة ، حيث تكون كل عقدة عبارة عن عنصر يحتوي على ما يصل إلى 11 سمة.

على سبيل المثال، التعبير المنطقي  يتم تمثيلها كشجرة مع عنصر الجذر الذي يمثل  من بين سمات العنصر الجذري مؤشرات إلى العنصرين اللذين يمثلان التعبيرات الفرعية  و  .

 العمليات 
هناك أربعة أنواع من العمليات، من الأدنى إلى الأعلى.

 التعليمات: تُشبه هذه التعليمات شيفرة التجميع . يُمكنها إما إجراء عملية بدائية على تعبير في الذاكرة العاملة، أو الانتقال شرطيًا إلى تعليمة أخرى. مثال: "وضع العنصر الفرعي الأيمن من الذاكرة العاملة ١ في الذاكرة العاملة ٢".
 العمليات الأولية: تُشبه البرامج الفرعية، وهي عبارة عن سلسلة من التعليمات التي يُمكن استدعاؤها.
 الطريقة: سلسلة من العمليات الأولية. هناك أربع طرق:
 الإحلال : عند إعطاء تعبير ما، فإنه يحاول تحويله إلى نظرية أو بديهية مثبتة عن طريق استبدال المتغيرات والروابط المنطقية.
 الانفصال: تعبير معطى  ، فهو يحاول العثور على نظرية أو بديهية مثبتة للشكل  ، أين  العائدات  بعد الاستبدال، ثم يحاول إثبات  عن طريق الاستبدال.
 التسلسل للأمام: التعبير المعطى  ، فهو يحاول العثور على نظرية أو بديهية مثبتة للشكل  ثم حاول إثبات ذلك  عن طريق الاستبدال.
 التسلسل للخلف: التعبير المعطى  ، فهو يحاول العثور على نظرية أو بديهية مثبتة للشكل  ثم حاول إثبات ذلك  عن طريق الاستبدال.
 طريقة التحكم التنفيذي: تطبق هذه الطريقة كل واحدة من الطرق الأربع بالتسلسل على كل نظرية يجب إثباتها.

 تأثير علماء المنطق على الذكاء الاصطناعي 
قدم Logic Theorist العديد من المفاهيم التي ستكون محورية لأبحاث الذكاء الاصطناعي:

 الاستدلال كبحث
 استكشف مُنظّر المنطق شجرة بحث : كان الجذر هو الفرضية الأولية، وكان كل فرع استنتاجًا قائمًا على قواعد المنطق. في مكان ما من الشجرة كان الهدف: الاقتراح الذي كان البرنامج يهدف إلى إثباته. كان المسار على طول الفروع الذي أدى إلى الهدف هو الدليل. - سلسلة من العبارات، يتم استنتاج كل منها باستخدام قواعد المنطق، والتي تؤدي من الفرضية إلى القضية التي يجب إثباتها.
 الاستدلالات
 أدرك نيويل وسيمون أن شجرة البحث ستنمو بشكل كبير، وأنهما بحاجة إلى "تشذيب" بعض الفروع، باستخدام " قواعد عامة " لتحديد المسارات التي من غير المرجح أن تؤدي إلى حل. أطلقا على هذه القواعد المخصصة اسم " الاستدلالات "، مستخدمين مصطلحًا طرحه جورج بوليا في كتابه الكلاسيكي عن الإثبات الرياضي ، " كيفية حلها" . (كان نيويل قد درس دورات على يد بوليا في جامعة ستانفورد ).  ستصبح الاستدلالات مجالًا بحثيًا مهمًا في مجال الذكاء الاصطناعي ، ولا تزال تُمثل طريقة مهمة للتغلب على الانفجار التركيبي المستعصي لعمليات البحث المتزايدة بشكل كبير.
 معالجة القائمة
 لتنفيذ Logic Theorist على جهاز كمبيوتر، قام الباحثون الثلاثة بتطوير لغة برمجة، IPL ، والتي استخدمت نفس شكل معالجة القائمة الرمزية التي شكلت لاحقًا أساس لغة برمجة McCarthy's Lisp ، وهي لغة مهمة لا يزال يستخدمها باحثو الذكاء الاصطناعي.  

 التداعيات الفلسفية 
كتبت باميلا ماكوردوك أن نظرية المنطق كانت "دليلاً قاطعاً على أن الآلة قادرة على أداء مهام كانت تُعتبر حتى ذلك الحين ذكية ومبدعة وفريدة من نوعها".  وبالتالي، فهي تمثل إنجازًا بارزًا في تطوير الذكاء الاصطناعي وفهمنا للذكاء بشكل عام.

قال سيمون في فصل دراسي للدراسات العليا في يناير 1956، "في عيد الميلاد، اخترعنا أنا وآل نيويل آلة تفكير،" Quoted in   وكتب:لقد اخترعنا برنامج كمبيوتر قادر على التفكير غير العددي، وبالتالي قمنا بحل مشكلة العقل والجسد العريقة، موضحين كيف يمكن لنظام مكون من المادة أن يمتلك خصائص العقل. Quoted in هذه المقولة، التي تقول إن الآلات تمتلك عقولًا كالبشر، أطلق عليها الفيلسوف جون سيرل لاحقًا اسم " الذكاء الاصطناعي القوي ". ولا تزال موضع نقاش حتى يومنا هذا.

ترى باميلا ماكوردوك أيضًا في كتاب "مُنظِّر المنطق" ظهور نظرية جديدة للعقل، وهي نموذج معالجة المعلومات (يُسمى أحيانًا الحوسبة أو الإدراكية ). وتكتب أن "هذه الرؤية ستُصبح محورية لأعمالهم اللاحقة، وفي رأيهم، محورية لفهم العقل في القرن العشرين كما كان مبدأ داروين في الانتقاء الطبيعي محوريًا لفهم علم الأحياء في القرن التاسع عشر ".  وقد صاغ نيويل وسايمون لاحقًا هذا الاقتراح رسميًا باعتباره فرضية أنظمة الرموز الفيزيائية .

 ملحوظات 

 مراجع 

  , pp. 44–46.
  , pp. 161–170.


 روابط خارجية 

 تقرير مؤسسة راند لنيويل وسايمون عن نظرية المنطق
 النسخة الكاملة لتقرير نيويل وسايمون الصادر عن مؤسسة راند حول نظرية المنطق
 مكتبات جامعة كارنيجي ميلون: العقول البشرية والآلية
 الكود المصدر بصيغة PDF على Github

تصنيف:تاريخ الذكاء الاصطناعي