Питер Макоуэн - Вычислительное мышление - Метод решения сложных задач

Специалисты по компьютерным наукам черпают вдохновение в природе и создают алгоритмы, которые помогают нам выполнять сложные задачи. В процессе естественного отбора появились умные инженерные решения, которые позволили живым существам выжить на нашей планете. Так почему бы их не скопировать? В конце концов, крылья птиц подсказали первым авиаторам идею аэроплана. Так зачем на этом останавливаться? В ходе эволюции были не только решены инженерные проблемы, но и нашлись способы обработки информации для решения очень сложных задач.

Ученые-компьютерщики изучили, как работает наша иммунная системасо сложной системой антител, которые позволяют справиться с болезнью. Антитела подбираются так, чтобы их форма соответствовала форме белковых молекул на поверхности микробов и других угрожающих здоровью организмов. Систему антител можно сымитировать на компьютере и ввести в алгоритм набор различных цифровых шаблонов. Так мы выявим шаблоны в данных, будь то вербальный контент, спам-сообщения или подозрительный трафик в сети.

Компьютерная симуляция путей муравьев-фуражиров, доставляющих добычу в муравейник, используется, чтобы помочь роботам разработать хорошие решения по улучшению своей навигационной схемы. Изучение системы зрительного внимания,которая показывает, какие участки изображения привлекают наш взгляд, и создание ее модели стали возможными благодаря пониманию принципов работы зрительной зоны коры головного мозга, отвечающей за обработку визуальной информации. С помощью этой модели роботы начинают понимать, что происходит перед ними, а специалисты по рекламе улучшают дизайн своих макетов.

Постоянное продвижение в понимании принципов работы биологических систем позволит компьютерам работать по-но­вому, в основе схем будет лежать упрощенный вариант систем, функционирующих в природе.

Уличные фокусники часто используют этот психологический трюк. Попросите друга быстро загадать двузначное число от 1 до 100, из нечетных и обязательно разных цифр. Сосредоточьтесь и дайте ответ… 37!

Во-первых, этот фокус получается не всегда! Конечно, в телепередачах показывают только случаи, когда он удается. Фокус основан на вероятности и довольно хитром способе ограничить выбор зрителя. Если он не сработал — о чем разговор! Это же чтение мыслей — дело сложное. Просто вы не настроились как следует.

Вы сообщаете добровольцу, что он может выбрать любое дву­значное число между 1 и 100. Значит, он запомнит, что него есть выбор в промежутке от 1 до 100. Это так называемый эффект первичностипри запоминании: мы лучше запоминаем то, что было в начале.

Потом вы говорите, что обе цифры должны быть нечетными, и это сокращает возможные варианты в два раза — исключаются все четные. Потом вы говорите, что цифры должны быть разными, и это еще больше сокращает выбор. По факту остается очень мало чисел, из которых можно выбрать (хотя обычно никто этого не замечает).

И здесь настает черед психологии и статистики. Когда людей просят быстро выбрать число, огромное большинство называет 37. Возможно, дело в том, что оно стоит где-то посередине. Число 13 слишком мало, 97 — велико. Может быть, люди просто объединяют 3 и 7, которые чаще всего выбирают, если задан промежуток от 1 до 10. Как бы там ни было, велики шансы, что вы получите желаемое число 37.

Эффект, вследствие которого большинство людей выбирают число 37, называется когнитивным искажением.Вот еще один пример: если попросить быстро выбрать любой цвет, большинство людей назовет КРАСНЫЙ. А если речь зайдет об овоще, большинство подумает о МОРКОВИ. Такие особенности человеческой психологии, например первичный эффект при запоминании и когнитивные искажения, использованные в описанном фокусе, изучает когнитивистика.Это увлекательная наука, которая пытается понять процесс человеческого мышления. Специалисты по вычислительным системам используют ее достижения, чтобы создавать легкие в использовании программы или искусственный интеллект со способностями, подобными человеческим. Поэтому в следующий раз, когда вам придет в голову 37, вспомните об открытиях когнитивистики и выберите 57 (а может быть, вы так и поступили!).

Если подбросить симметричную монету 10 раз подряд и каждый раз выпадет решка, какова вероятность, что в следующий раз будет орел? Считаете, что вероятность этого высока? Вовсе нет. Всякий раз, когда мы подбрасываем монету, шансы 50 : 50, и эта вероятность не зависит от других попыток. Но большинство людей в такой ситуации уверены, что решка обязательно появится, хотя за этим убеждением не стоит рациональных вероятностных аргументов. Такое когнитивное искажение называется ошибкой игрока.Мы склонны считать, что на будущую вероятность какого-то события влияют предыдущие события, тогда как в реальности такой зависимости нет.