Av möss, män och datorer

Shannon, Minsky och Licklider MED MUSEUM

jag I mars 1952 var läsare av Popular Science introducerad till ett ovanligt djur . Berättelsen fick högsta fakturering, ovan en guide till att fixa hus och ett inslag på en ny hot rod. Den här musen är smartare än du är, löd den lockande rubriken.

Musen i fråga var faktiskt ett träblock utrustat med en magnet, tre hjul och en uppsättning kopparmorrhår. Uppfinningen kom från Claude Shannon, SM ’40, PhD --’40. Dess smeknamn var Theseus, och den hade en färdighet: den kunde lösa en labyrint.

Theseus var inte bara ännu en Mickey-wannabe. Det var ett proof of concept för en idé som skulle revolutionera datoranvändning: att kretsdesign kunde kokas ner till en uppsättning ja-eller-nej-frågor (se Mighty mouse, MIT News, januari/februari 2019). Faktum är att om du tittar noga noga är annalerna om datorhistorik fyllda med viktiga - om de är falska - möss.

Shannon var en lågmäld, gizmo-älskande matematiker. Som doktorand vid MIT i slutet av 1930-talet arbetade han med en massiv analog dator som användes för att lösa differentialekvationer. Shannon insåg att maskinen kunde användas för att lösa logiska problem också , så länge du konstruerade dessa problem som en serie binära beslut.

Senare, i en tidning från 1948 som heter En matematisk teori om kommunikation , förklarade han hur några överförbart material – en dikt, ett fotografi, en radiovåg – skulle kunna brytas ner i enheter av ren information, en serie ja och nej. Dessa enheter kan kallas binära siffror, eller mer kortfattat bitar , skrev Shannon. Sålunda representerat kunde materialet lagras, manipuleras eller skickas från en plats till en annan, allt med stor trohet.
Shannon byggde den första prototypen för Theseus 1950, medan han arbetade på Bell Laboratories i New Jersey. Tack vare en rad telefonreläbrytare placerade under labyrinten, kan musen ställa en enda fråga om och om igen: Finns det en vägg här eller inte? Det löser med andra ord labyrinten bit för bit. Efter Theseus utforskar framgångsrikt labyrinten en gång – när den når mässingsklyftan av ost i slutet – kartan över öppna och stängda strömbrytare som den lämnar efter sig guidar den direkt till målet vid följande försök.

Shannon tog en liknande väg genom livet. Om och om igen stötte han på till synes svårlösta problem och hittade en matematisk väg igenom, och såg till att ta till sig deras lektioner till nästa gång. Längs vägen fastställde han på egen hand de allmänna reglerna för modern informationsteori, och lade grunden för digital datoranvändning och blev en jätte [i] branschen, som en anonym lovordare skrev i Times of London efter hans död 2001.

Shannon gick vidare till MIT-fakulteten och dess Research Laboratory of Electronics och stannade på institutet tills han gick i pension 1978. Även om han fortsatte att drömma om prylar – inklusive en jongleringsrobot, frigolitskor som låter honom gå på vattnet och en romersk siffra miniräknare, som han kallade Throback I — han återvände aldrig till gnagare i labyrinter. Men bara ett år efter att Theseus först tog mässingsosten, tog en annan datavetenskapspionjär upp facklan: Marvin Minsky.

Minsky och Shannon vid 1956 års Dartmouth-workshop om AI. Academy of Achievement

Som barn i New York City hade Minsky lånade sin fars exemplar av Sigmund Freuds verk , och han utvecklade ett stort intresse för det mänskliga sinnet. Han tog med sig denna nyfikenhet till Harvard, där han studerade fysik, och till Princeton, där han tog en doktorsexamen i matematik.

Hans kamrater använde datorer för att lösa allt mer komplexa numeriska problem, men folk verkade inte ha några teorier om hur tänkande fungerade, kom han senare ihåg . Han undrade om dessa maskiner kunde användas för att imitera – och bättre förstå – hjärnan.

1951 bestämde han sig för att se själv. Den sommaren började han, tillsammans med fysikern Dean Edmonds, arbeta på den stokastiska neurala analoga förstärkningsberäknaren, a.k.a. SNARC. Under långa dagar och nätter i ett labb på Harvard, konstruerade de två vad som skulle bli det första artificiella neurala nätverket - en maskin som kunde lära sig av sina egna misstag för att bli bättre på en uppgift, som en mänsklig hjärna.

Idag körs liknande nätverk på kraftfulla datorer. De kan känna igen bilder och översätta mellan språk. SNARC var gjord av cirka 400 vakuumrör och ett par hundra reläer och en cykelkedja, Minsky berättade för Infinite History Project 2008 . Men som Theseus kunde den bara göra en sak: lösa en labyrint .

Minsky skulle starta upp sin konstgjorda hjärna och välja en punkt i den, som han kallade en råtta. Sedan skulle han välja en annan punkt som osten. Datorn försökte om och om igen att koppla ihop råttan och osten. En återkopplingsslinga förstärkte korrekta val genom att öka sannolikheten för att datorn skulle göra dem igen – en mer komplicerad version av Shannons metod och en nivå närmare hur våra sinnen verkligen fungerar. Så småningom lärde sig råttan labyrinten.

Liksom Shannon med sina bitar insåg Minsky att något som känns igen som intelligens kan uppstå från diskreta och hanterbara delar. Han tillbringade sin karriär med att gräva allt djupare in i hur det mänskliga sinnet fungerar, och närmade sig vad han hittade där med allt mer komplexa program och maskiner. Tillsammans med Shannon, John McCarthy (då professor vid Dartmouth) och datavetaren Nathaniel Rochester, hjälpte han till att organisera Dartmouth-workshopen 1956, som nu anses vara den grundande händelsen för artificiell intelligens. Minsky gick med på MIT-fakulteten 1958, skrev ett antal inflytelserika böcker och hjälpte till att grunda både Artificiell Intelligens Lab – som senare slogs samman med Lab for Computer Science för att bli CSAIL – och Media Lab. Han vann Turing-priset 1969. Utan honom skulle det intellektuella landskapet vara oigenkännligt, sa president L. Rafael Reif efter Minskys död 2016.

(Redaktörens anmärkning: Det här stycket skrevs tidigare anklagelser om Minskys inblandning med den anklagade sexhandlaren Jeffrey Epstein kom fram.)

Shannon låste upp potentialen för datoranvändning, och Minsky sköt den in i en ny värld. Men om det inte vore för en tredje datorlegend, kanske deras prestationer förblivit för berusande för oss andra. Medan de såg sina möss rusa och deras program snurrade, såg vår sista pionjär till att dessa världsföränderliga teknologier inte lämnade någon bakom sig.

Joseph Carl Robnett Licklider, för de flesta känd som Lick, kom först till MIT 1950, som docent. Han hade en bakgrund inom psykologi och audiologi, mer av en pysslare än en kodningsfångare. Men under de kommande tre och ett halvt decennierna, både inom och utanför institutet, ägnade Lick sin fantasi, empati och polymatiska skicklighet åt att göra maskiner tillgängliga och relevanta för vardagen, och blev så småningom känd som Johnny Appleseed of Computing.

En psykolog bland fysiker och ingenjörer, Lick insåg snabbt att han kunde erbjuda ett unikt perspektiv. 1951 började han arbeta på Project Charles, ett studieprogram som hjälpte det amerikanska flygvapnet att utveckla ett datornätverk – känt som Semi-Automatic Ground Environment, eller SAGE – som skulle hjälpa till att upptäcka och svara på fiendens hot. Hans jobb, kom han senare ihåg , var att arbeta med visning och kontroll: att se till att datorprogrammen som ingenjörerna utvecklade var intuitiva för de personer som använde dem.

När han lämnade MIT 1957 för teknikföretaget Bolt Beranek och Newman fastnade dessa erfarenheter hos honom. Som han skrev i sin tidning från 1960 Man-dator symbios , började han föreställa sig en värld där människor och datorer samarbetar. Licks maskiner skulle inte längre tillhöra utbildade experter, Licks maskiner skulle vara nätverksanslutna och lätta att söka. De skulle prata med människor och med varandra.

Två år efter att han publicerade denna vision gav ett nytt jobb i Washington Lick förmågan att faktiskt fullfölja det . Som programdirektör vid det amerikanska försvarsdepartementets Advanced Research Projects Agency (ARPA) skickade Lick idéer och pengar till labb runt om i landet som arbetade för att sammanföra människa och maskin. På långt håll guidade han MIT Projekt MAC , ledd av Robert Fano, som lyckades dela upp en stordators processorkraft bland ett nätverk av fjärrdatorer, vilket gjorde att en grupp människor kunde arbeta på en gång. (Minsky var starkt involverad i Project MAC tills hans grupp splittrades från det för att bilda MIT:s AI Lab, och Licklider själv skulle driva Project MAC under en tid när han återvände till MIT 1968.) En serie memoranda skrev han utgjorde så småningom grunden för ARPAnet , det första globala datornätverket. Med andra ord, Lick drömde om internet i ett memo. Andra samtida datorstödda stöttepelare han antingen finansierat eller inspirerat inkluderar e-handel, onlinebank, gränssnittsfönster och hypertext.

Han hjälpte också till med att skapa något lite enklare, men ännu mer grundläggande. 1964, när skärmarna blev mer komplexa, bestämde sig en annan forskare som finansierades av Lick - Douglas Engelbart från Stanford Research Institute - för att komma på ett enkelt sätt för användare att växla mellan olika delar av skärmen.

Den vinnande lösningen? En träbit med hjul som flyttade en markör på skärmen. Nästan 70 år efter Theseus förblir människor och datorer anslutna via en mus.

Dölj