Um die Geschichte der künstlichen Intelligenz wirklich zu verstehen, muss man sich mit der Formalisierung von Berechnungen und ihrer Bedeutung für die Bestimmung dessen, was es bedeutet, dass etwas rechnet, auseinandersetzen. Der Auslöser für die Formalisierung geht auf eine Denkanstoß des Mathematikers David Hilbert im Jahr 1928 zurück.
Bei dieser als Entscheidungsproblem bezeichneten Untersuchung ging es um die Frage, ob es möglich ist, einen Algorithmus zu entwickeln, der die Gültigkeit einer beliebigen formalen Aussage in der Logik erster Ordnung mit einem eindeutigen "Ja" oder "Nein" beantworten kann.
Alan Turings Beitrag zum modernen Computerwesen
Fast ein Jahrzehnt später machte ein brillanter Mathematiker namens Alan Turing Hilberts Anspruch auf die Entdeckung eines solchen Algorithmus zunichte. In seinem bahnbrechenden Werk aus dem Jahr 1937 mit dem treffenden Titel"On Computable Numbers, With an Application to the Entscheidungsproblem" legte Turing den Grundstein für das Konzept der Berechnung. In seiner bahnbrechenden Arbeit stellte er eine theoretische Maschine vor, die später zur Blaupause für die hochentwickelten Digitalcomputer wurde, die es heute gibt. Es ist erwähnenswert, dass dieser bedeutende Beitrag zu diesem Gebiet unabhängig von einem Beweis war, den Alonzo Church im Jahr zuvor vorgelegt hatte.
"Wir können einen Menschen, der dabei ist, eine reelle Zahl zu berechnen, mit einer Maschine vergleichen, die nur zu einer endlichen Anzahl von Bedingungen fähig ist..." - Alan Turing
Die Geburt der Turing-Maschine
Um seine automatische Maschine, die heute als Turing-Maschine (TM) bekannt ist, zu definieren, ließ sich Turing von dem Prozess inspirieren, den ein Computer durchläuft, was in seinem Verständnis des Wortes auf einen Menschen verweist, der rechnet. Indem er den menschlichen Vorgang in seine Bestandteile zerlegte, schrieb Turing:
"Wir nehmen an, dass die Berechnung auf einem Band erfolgt; aber wir vermeiden es, den 'Geisteszustand' einzuführen, indem wir ein physischeres und definitiveres Gegenstück davon betrachten. Es ist für den Computer immer möglich, seine Arbeit zu unterbrechen, wegzugehen und alles zu vergessen, und später zurückzukommen und weiterzumachen."
"Wenn er dies tut, muss er eine Notiz mit Anweisungen (in einer Standardform) hinterlassen, in der er erklärt, wie die Arbeit fortgesetzt werden soll. Diese Notiz ist das Gegenstück zum "Geisteszustand". Wir nehmen an, dass der Computer so planlos arbeitet, dass er nie mehr als einen Schritt am Stück macht."
Schlüsselkomponenten der Turing-Maschine
Turings "a-Maschine" zeichnete sich dadurch aus, dass sie ein unendliches Band zum Schreiben von Symbolen, einen Lesekopf zum Interpretieren von Symbolen vom Band, ein Register zum Festhalten des Zustands der Maschine und eine Zustandstabelle zur Steuerung der nächsten Aktionen wie Symbolmanipulation, Bandbewegung usw. verwendete. Allein auf der Grundlage dieser Komponenten stellte Turing die These auf, dass jede effektiv berechenbare Aufgabe von einer Turing-Maschine (TM) berechnet werden kann. Bemerkenswerterweise demonstrierte er die Möglichkeit, eine Universal Turing Machine (UTM) zu konstruieren, die jede andere TM simulieren kann, indem sie eine vollständige TM-Spezifikation als Eingabe erhält.
Dieser UTM, im Wesentlichen ein Computer mit gespeicherten Programmen, diente John von Neumann als wichtige Inspiration für die Entwicklung der ersten modernen digitalen Computer, die heute als von-Neumann-Architektur bekannt sind.
Mit einem Formalismus zur Definition von Rechenmaschinen ausgestattet, beschäftigte sich Turing mit dem Konzept der maschinellen Intelligenz. In seinem einflussreichen Artikel "Computing Machinery and Intelligence" (Rechenmaschinen und Intelligenz) aus dem Jahr 1950 stellte er seinen berühmten Test der Maschinenintelligenz vor, der heute als Turing-Test bekannt ist. Nachdem er die Angemessenheit der gewöhnlichen Definitionen von "Maschine" und "Intelligenz" in Frage gestellt hatte, begann er, die Bedeutung der maschinellen Kognition eingehender zu untersuchen.
"Ich schlage vor, die Frage "Können Maschinen denken?" zu untersuchen. Dies sollte mit Definitionen der Bedeutung der Begriffe 'Maschine' und 'denken' beginnen. Die Definitionen könnten so formuliert werden, dass sie so weit wie möglich den normalen Gebrauch der Wörter widerspiegeln, aber diese Haltung ist gefährlich."
"Wenn man die Bedeutung der Worte 'Maschine' und 'denken' durch die Untersuchung ihrer allgemeinen Verwendung herausfinden will, kann man sich nur schwer der Schlussfolgerung entziehen, dass die Bedeutung und die Antwort auf die Frage 'Können Maschinen denken?' in einer statistischen Erhebung wie einer Gallup-Umfrage zu suchen ist. Aber das ist absurd."
Turing's Test der maschinellen Intelligenz verstehen
Turing schlug einen Test vor, der sich am Imitationsspiel orientierte. Bei diesem Test besteht die Aufgabe eines Vernehmers darin, zwischen zwei Spielern zu unterscheiden, von denen einer weiblich ist und der andere nicht gesehen wird. Beide Spieler versuchen, den Befrager durch schriftliche Antworten zu täuschen.
In Turings Version wird der männliche Spieler durch eine Maschine ersetzt, die versucht, dem Fragesteller vorzugaukeln, sie sei eine Frau. Während das Konzept des Spiels darin bestand, dass der Fragesteller die versteckte weibliche Spielerin identifiziert, geht es bei der grundlegenden Form des Turing-Tests darum, die Leistung einer Maschine von der eines Menschen zu unterscheiden, sei es in einem Spiel wie Schach oder in einem offenen Gespräch.
Turing legte auch spezifische Kriterien für die im Test berücksichtigten Maschinen fest.
"Die Frage, die wir in [Abschnitt 1] stellen, wird erst dann ganz eindeutig sein, wenn wir präzisiert haben, was wir mit dem Wort 'Maschine' meinen. Dazu sind wir um so eher bereit, als das gegenwärtige Interesse an 'denkenden Maschinen' durch eine besondere Art von Maschine geweckt wurde, die gewöhnlich als 'elektronischer Computer' oder 'Digitalcomputer' bezeichnet wird. Diesem Vorschlag folgend, erlauben wir nur digitalen Computern, an unserem Spiel teilzunehmen."
Turings Perspektiven der maschinellen Intelligenz
Nachdem er die Maschinentypen auf digitale Computer beschränkt und den Maßstab definiert hat, nach dem sie zu beurteilen sind, äußert sich Turing zur ursprünglichen Frage, bevor er auf andere Einwände eingeht:
"Es wird die Sache für den Leser vereinfachen, wenn ich zunächst meine eigenen Überzeugungen zu diesem Thema darlege. Die ursprüngliche Frage 'Können Maschinen denken? halte ich für zu bedeutungslos, um eine Diskussion zu verdienen. Dennoch glaube ich, dass sich am Ende des Jahrhunderts der Wortgebrauch und die allgemeine gebildete Meinung so sehr verändert haben werden, dass man von denkenden Maschinen sprechen kann, ohne zu erwarten, dass man widersprochen wird."
"Ich glaube auch, dass es nicht sinnvoll ist, diese Überzeugungen zu verbergen. Die weit verbreitete Ansicht, dass Wissenschaftler unaufhaltsam von einer gut belegten Tatsache zur nächsten gehen und sich niemals von besseren Vermutungen beeinflussen lassen, ist völlig falsch."
Turings Entlassung aus der Debatte über maschinelle Intelligenz
Überraschenderweise hat Turing selbst trotz der umfangreichen Diskussionen und Meinungsverschiedenheiten im Zusammenhang mit dem Turing-Test dessen Bedeutung nicht erkannt. Er räumte zwar ein, dass die Menschen gegen Ende des 20. Jahrhunderts den Begriff "denkend" verwenden würden, um Maschinen zu beschreiben, doch blieb er dieser Möglichkeit gegenüber gleichgültig. Für Turing war es unerheblich, ob eine Maschine als "denkend" oder "intelligent" bezeichnet wurde.
Der einzige feststellbare Maßstab war die Fähigkeit der Maschine, menschliches Verhalten zu imitieren, gemessen an ihrer Fähigkeit, einen Beobachter überzeugend zu täuschen, so dass er glaubte, sie sei wirklich menschlich.
Trotz der zahlreichen Kommentare und Meinungsverschiedenheiten im Zusammenhang mit dem Turing-Test betrachtete Turing selbst die Frage als bedeutungslos. Zwar räumte er die Möglichkeit ein, dass "Denken" in Zukunft ein natürlicher Begriff für Maschinen werden könnte, doch stand er dieser Aussicht relativ gleichgültig gegenüber.
Für Turing hatte die Einstufung einer Maschine als "denkend" oder "intelligent" wenig Bedeutung. Entscheidend war die Fähigkeit der Maschine, menschliches Verhalten zu imitieren, was letztlich dadurch bestimmt wurde, dass es ihr gelang, Beobachter zu täuschen und sie für einen Menschen zu halten.