شبیه‌سازی کامپیوتری (computer simulation)

پژوهشگران غالباً از شبیه‌سازی کامپیوتری برای مطالعه شیوه‌های حل مسئله در آدمیان استفاده می‌کنند. برای این منظور از افراد می‌خواهند هر آنچه ضمن حل مسئله‌های پیچیده فکر می‌کنند، بازگو کنند (بلنداندیشی کنند). برمبنای این گزارش‌ها برنامهٔ کامپیوتری حل مسئله تهیه می‌شود، و سپس خروجی کامپیوتر با جنبه‌هائی از عملیات حل مسئله افراد (مثلاً توالی حرکات در شطرنج) مقایسه می‌شود تا معلوم شود بین کامپیوتر و آدمی تا چه اندازه همخوانی وجود دارد. در صورت وجود همخوانی، با استفاده از برنامهٔ کامپیوتری، نظریه‌ای دربارهٔ جنبه‌هائی از حل مسئله ارائه می‌شود. شبیه‌سازی کامپیوتری، هم در پرورش روش‌های ضعیف و هم در پرورش روش‌های ویژهٔ خبرگان نقش عمده‌ای داشته است.


راه‌حل مسئلهٔ شمع
راه‌حل مسئلهٔ شمع

چه لزومی دارد برای کسب آگاهی دربارهٔ آدمیان به کامپیوتر متوسل شویم؟ جالبترین پاسخ به این سؤال، ادعائی است که سیمون عنوان کرده است: ”علت اینکه آدمیان می‌توانند بی‌اندیشند این است که می‌توانند با نورون‌های خود همان فرآیندهای ساده‌ای را انجام دهند که کامپیوتر با استفاده از لامپ‌های تصویر (tubes) و ریزمدارها (chips) انجام می‌دهد“ (سیمون، ۱۹۸۵، ص ۳). برخی از این فرآیندهای ساده عبارتند از: خواندن، برون‌دهی (تهیهٔ خروجی)، ذخیره‌سازی، و مقایسهٔ نمادها. اگر نمادها همخوان باشند عمل معینی انجام می‌دهیم، و اگر ناهمخوان باشند دست به‌عمل دیگری می‌زنیم. کامپیوتر که توانائی آن در حد همین فرآیندهای ساده است، اگر بتواند جریان حل مسئله را در آدمیان شبیه‌سازی (تقلید) کند می‌توان گفت شواهدی در تأیید ادعای سیمون به‌دست آمده است.


ببینیم چگونه می‌توان برنامه‌ای کامپیوتری نوشت که عملکرد آدمیان را در حل معادلات جبری ساده شبیه‌سازی کند. اگر حل معادلهٔ ۳X + ۴ = X + ۱۰ را از شما خواسته باشند شاید به‌شیوهٔ زیر استدلال کنید:


جواب معادله چیزی است مثل حرف x و بعد علامت = و به‌دنبال آن یک عدد. البته نه هر عددی، بلکه عددی که اگر آن را در معادله قرار دهم درست درمی‌آید. حالا اگر معادله‌ای باشد که در سمت چپ آن عددی قرار گرفته، بهتر است آن عدد را حذف کنم و از شرش راحت شوم. پس اگر داشته باشم.


۳x + ۴ = x + ۱۰


می‌توانم عدد ۴ را از معادله حذف کنم (البته که می‌دانم عدد ۴ را باید از هر دو سوی معادله کمک کنم). در این‌صورت معادلهٔ 3x = x + ۶ را خواهم داشت. اما به سمت x سمت راست معادله هم نیازی نیست. پس ۱x را هم از معادله کسر می‌کنم و در این‌صورت خواهم داشت 2x = ۶. اما به‌جای ۲x فقط یک x در سمت چپ معادله لازم دارم. پس معادله را بر ۲ تقسیم می‌کنم. حالا معادلهٔ x = ۳ را دارم (اقتباس از سیمون، ۱۹۸۵، ص ۶).


استدلال فوق را می‌توان در قالب چهار قاعده بیان کرد:


۱. اگر عددی در سمت چپ معادله بود آن را از هر دو سمت معادله کم کن.


۲. اگر x یا مضربی از آن در سمت راست معادله بود آن را از هر دو سمت معادله کم کن.


۳. اگر در سمت چپ معادله، عددی قبل از x آمده باشد هر دو سمت معادله را به آن عدد تقسیم کن.


۴. اگر به معادله‌ای مانند ”یک عدد = x“ رسیدی، کار تمام است. فقط جواب را وارسی کن.


این قواعد، ولو آنکه به‌صراحت بیان نشوند، در هرحال اساس توانائی ما در حل معادله‌های جبر محسوب می‌شوند. می‌توان به‌سهولت این قواعد را به‌صورت برنامهٔ کامپیوتری در آورد. هر برنامهٔ کامپیوتری عبارت است از سلسله دستورهای مفصلی که به‌زبان ویژهٔ کامپیوتر نوشته شده و در آن هرگامی که ماشین باید بردارد مشخص شده است. قواعد ما آدمیان چیزی شبیه همین دستورهای کامپیوتری هستند. بنابراین، شبیه‌سازی مستلزم آن است که نخست اطلاعات موردنیاز به‌دقت مشخص گردد، و سپس به زبان کامپیوتر برگردانده شود.


برخی منتقدان به تشبیه آدمی به کامپیوتر ایراد گرفته‌اند. به‌نظر آنان کامپیوتر فقط از عهدهٔ کارهائی برمی‌آید که برای آنها برنامه‌ریزی شده است. در پاسخ به این ایراد گفته‌اند که آدمیان نیز فقط توانائی کارهائی را دارند که وراثت و تجربه برای آنان برنامه‌ریزی کرده است. این قیاس بین کامپیوتر و آدمی از این نظر مسئلهٔ جالبی است که در اینجا با دو عنصر هستی سروکار پیدا می‌کنیم که در حال حاضر پیچیده‌ترین دستگاه‌های اطلاع‌پردازی (information- processing) محسوب می‌شوند. به‌علاوه، تلاش دانشمندان برای طراحی کامپیوترهائی که کارکردشان بیشتر شبیه آدمیان باشد، احتمالاً رونق بیشتری به اندیشهٔ تشبیه ذهن به کامپیوتر خواهد بخشید.