תוכנת היצירתיות

1 
מבחן לאבְלֵייס

יצירות אמנות יוצרות חוקים;
חוקים אינם יוצרים יצירות אמנות.
קלוד דבּיסי

המכונה היתה שׂכיית חמדה. מגדלים של גלגלי שיניים שמספרים חרותים על שיניהם, מוצמדים למוטות המוּנעים באמצעות ידית סיבובית. עדה בַּיירוֹן בת השבע־עשרה משכה כמהופנטת את ידית המכונה שהמציא צ'רלס בּאבּאג' (Babbage) והתבוננה איך המכונה מעַבדת מספרים, מחַשבת חזקות ריבועיות ושלישיות, ואפילו שורשים ריבועיים. עדה הוקסמה ממכונות מאז ומעולם, והעניין שלה בהן גבר עוד יותר הודות למורים הפרטיים שאמהּ סיפקה לה בחפץ־לב.
כעבור כמה שנים, כשכבר היתה נשואה לרוזן לאבְלֵייס (Lovelace), התחוור לעדה - תוך כדי בחינת התוכניות של בּאבּאג' למנוע האנליטי - שלא מדובר במעבד מספרים ותו לא. היא התחילה לתעד את הדברים שהמכונה מסוגלת לבצע. "המנוע האנליטי הוא לא סתם 'מכונת חישוב'. יש לו מעמד משלו, והדברים שהוא עוסק בהם מעניינים יותר במהותם".
רשימותיה של עדה לאבְלֵייס נחשבות בימינו לצעד הראשון לקראת יצירת תוכנה. מן הזרע של הרעיון הזה נבטה מהפכת הבינה המלאכותית השוטפת כיום את העולם וניזונה מעבודתם פורצת־הדרך של חלוצים כמו אלן טיוּרינג, מרווין מינְסְקי ודונלד מיצ'י (Michie). אבל לאבְלֵייס נזהרה לא להפריז בהישגים שמכונה כלשהי יכולה להגיע אליהם: "מוטב להישמר מפני רעיונות מוגזמים באשר ליכולותיו של המנוע האנליטי. למנוע האנליטי אין שום יומרות ליצור משהו. הוא יכול לעשות כל דבר שנוֹרֶה לו לבצע". היא סברה שבסופו של דבר, היכולת של המכונה היא מוגבלת: אי־אפשר להוציא ממנה יותר ממה שמכניסים.
הקביעה הזאת היתה המַנטרה של מדעי המחשב במשך שנים רבות. כך נהגנו להתגונן מפני הפחד מיצירת דבר שאנחנו לא יכולים לשלוט בו. היו שטענו כי כדי לתכנת מכונה בעלת בינה מלאכותית, צריך קודם כל להבין את הבינה האנושית.
השאלה מה מתרחש אצלנו בראש נשארה בגדר תעלומה, אבל בשנים האחרונות התגבשה צורת חשיבה חדשה על תוֹכְנָה: במקום לגשת לתיכנות מלמעלה למטה, לעבוד בגישה הפוכה, מלמטה למעלה, כדי לגרום למחשב לסלול בעצמו את הנתיב שלו. מסתבר שלא חייבים לפתור תחילה את בעיית הבינה. די בכך שנאפשר לאלגוֹריתמים לשוטט במרחב הדיגיטלי וללמוד בדיוק כמו שילדים לומדים. התוכנה של ימינו, המבוססת על למידת מכונה, מבצעת מהלכים שמשקפים יכולת הבחנה מפתיעה, מאתרת בתמונות רפואיות מאפיינים שלא התגלו לפני־כן, מתַפקדת כסוחרת ממולחת בשוק המניות. דור המתכנתים הנוכחי מאמין שיצליח להפריך את טענתה של עדה לאבְלֵייס: אפשר להוציא מהמחשב יותר ממה שהכנסת לתוכו.
אבל יש עדיין תחום אחד בעשייה האנושית שאנחנו מאמינים כי הוא יישאר מחוץ להישג־היד של המכונות, והוא יצירתיות. לנו כבני־אדם יש יכולת יוצאת־דופן לדמיין, לחדש וליצור יצירות אמנות שמרוממות, מרחיבות ומשנות מן היסוד את המשמעות של היותנו בני־אנוש. אלה הפְּרצים של מה שאני מכנה בשם התוכנה האנושית.
אנחנו מאמינים שהתוכנה הזאת תלויה באנושיות שלנו, מפני שהיא משקפת את המשמעות של היותנו בני־אנוש. הרֶקוויים של מוצרט מעלה בנו מחשבות על מותנו הבלתי־נמנע. צפייה במחזה אוֹתֶלוֹ היא הזדמנות למסע במחוזות הרגשיים של האהבה והקנאה. דיוקן מעשה ידיו של רמבּרנדט חושף הרבה מעֵבר למראה החיצוני של האדם המצויר בו. מה הסיכוי שמכונה תוכל להחליף את מוצרט, את שייקספּיר או את רמבּרנדט, או אפילו לנסות להתחרות בהם?
ראוי שאצהיר כבר עכשיו שתחום ההתייחסות שלי נשען על תוצריה של האמנות המערבית. זו האמנות שאני מכיר, זו המוזיקה שגדלתי עליה, זו הספרות שאני קורא. מסַקרֵן לדעת אם אמנות מתרבויות אחרות תהיה נוחה יותר לביטוי באמצעות תוצר ממוחשב, אבל ההשערה שלי היא שמדובר באתגר אוניברסלי החוֹצה גבולות תרבותיים. כך שלמרות ההתנצלות המתבקשת שלי על נקודת המבט המערבית, נראה לי שהאמנות המערבית יכולה לשמש אמת־מידה הולמת לבחינת היצירתיות של יריבינו הדיגיטליים.
היצירתיות משׂתרעת כמובן מעֵבר לגבולות האמנות: הבישול המוֹלֶקוּלָרי של השף הֶסְטוֹן בּלוּמנטל, העטור כוכבי מישְלֶן; התחבולנות שידע להפגין החלוץ יוהאן קרוֹיף במגרש הכדורגל; הבניינים בעלי הקימורים המעוגלים של האדריכלית זאהא חַדיד; הקובייה ההונגרית שהמציא ההונגרי אֶרְנֶה רוּבּיק. אפילו כתיבת התוכנה למשחק כמו מַַיינקראפט היא דוגמה מובהקת ליצירתיות אנושית.
באופן מפתיע עוד יותר, היצירתיות תופסת מקום מרכזי בעולם המקצועי שלי: המתמטיקה. אחד הדברים שגורמים לי להקדיש שעות לרקיחת משוואות ולכתיבת הוכחות הוא הקסם שביצירת דבר חדש. רגע השיא שלי מבחינה יצירתית, הרגע בעבר שלי שאני מתרפק עליו, התרחש כאשר צץ בראשי גוף סימטרי חדש. לפני־כן איש לא היה מוּדע לאפשרות שקיים גוף כזה. אבל אחרי שנים של עבודה קשה והבזק רגעי של הארה, שירבטתי בבלוק המכתבים הצהוב שלי את השׂירטוט הראשוני של הצורה החדשה הזאת. רטט ההתרגשות שחשתי הוא הקסם שביצירתיות.
אבל מהי המשמעות האמיתית של המושג החמקמק הזה? ההגדרות שהוצעו לו מתייחסות בדרך כלל לשלושה מאפיינים: יצירתיות היא התכונה המניעה אדם למצוא דבר שהוא חדש, שהוא מפתיע, ושהוא בעל־ערך.
מסתבר שלא קשה ליצור דבר חדש. אני יכול לגרום למחשב שלי לפלוט הצעות רבות מספור לגופים סימטריים חדשים. האתגר הגדול יותר הוא ליצור דבר מפתיע ובעל־ערך. במקרה של הגוף הסימטרי שלי, הופתעתי בצדק מהתגלית שלי, וכמוני גם מתמטיקאים אחרים. הקשר החדש המשונה שגיליתי בין הגוף הסימטרי הזה לבין התחום הלא־קשור של תורת המספרים היה בגדר הפתעה גמורה. העובדה שהגוף החדש הצביע על דרך חדשה להבין תחום מתמטי הגדוש בבעיות לא־פתורות היא שהפכה את התגלית לבעלת־ערך.
כולנו נשבּים בדפוסי חשיבה. נדמה לנו שאנחנו רואים כיצד הסיפור יתפתח, ופתאום הוא תופס כיוון חדש. גורם ההפתעה מעורר את תשומת־הלב שלנו. זאת כנראה הסיבה לכך שיצירתיות, שלנו או של אחרים, מרגשת אותנו.
אבל מה הופך דבר לבעל־ערך? האם זו פשוט שאלה של מחיר? האם נדרשת הכרה מצד אחרים? אני עשוי להעריך שיר שכתבתי או ציור מעשה ידַי, ואילו אחרים לא בהכרח יסכימו איתי על הערך שלהם. רומן מפתיע עם תפניות רבות בעלילה עשוי להיות יחסית פּחוּת־ערך. לעומת זאת, גישה חדשה ומפתיעה לסַפּר סיפורים, לאדריכלות, או למוזיקה, גישה שגם אחרים מאמצים אותה ושמשנָה את האופן שבו אנחנו רואים או חווים דברים, תוּכּר ברבים כבעלת־ערך. הפילוסוף קאנט מכנה זאת "מקוריות מופתית", מעשה מקורי שמשמש מקור השראה לאחרים. יצירתיות מן הסוג הזה נחשבה זמן רב כייחודית למין האנושי.
עם זאת, במידה מסוימת כל ביטויי היצירתיות האלה הם תוצרים של פעילות עצבית וכימית. זאת התוכנה האנושית שמיליוני שנות אבוֹלוּציה ליטשו בתוך המוחות שלנו. כשמתחילים לנתח את פרצי היצירתיות של המין האנושי, מגלים שהתהליך היצירתי מושתת על חוקים. הייתכן שהיצירתיות שלנו היא אלגוֹריתמית ותלוּית־חוקים יותר מכפי שהיינו רוצים לחשוב?
האתגר בספר הזה הוא לדחוף את הבינה המלאכותית החדשה עד הקצה, כדי לראות אם היא מסוגלת להשתווֹת לנפלאוֹת התוכנה האנושית או אף להתעלוֹת עליה. האם מכונה יכולה לצייר, להלחין מוזיקה, או לכתוב רומן? אולי היא תתקשה להגיע לרמתם של מוצרט, שייקספּיר, או פּיקאסוֹ, אבל האם היא תוכל להיות יצירתית כמו הילדים שלנו כשהם כותבים סיפור או מציירים תמונה? אם מכונה תבוא במגע עם האמנות שמרגשת אותנו ותבין מה הופך אותה לשוֹנָה, לא־שיגרתית ומסעירה, האם היא תוכל ללמוד להיות יצירתית? ומעֵבר לזה: האם היא תוכל להרחיב את היצירתיות שלנו ולעזור לנו להבחין בהזדמנויות שאנחנו מחמיצים?
יצירתיות היא מילה חמקמקה שאפשר להבין בדרכים רבות בהתאם לנסיבות. בספר הזה אני מתכוון להתמקד בעיקר ביצירתיות בתחומי האמנות, אבל אין להסיק מכך שלא ייתכנו סוגים נוספים של יצירתיות. הבנות שלי מגלות יצירתיות כשהן בונות טירות מלֶגוֹ. הבן שלי זוכה לשבחים על היצירתיות שלו בתפקיד קַשָר כשהוא מוביל את קבוצת הכדורגל שלו לניצחון. אפשר לפתור בעיות יומיומיות באופן יצירתי ולנהל אירגונים באופן יצירתי. וכפי שאדגים בהמשך, המתמטיקה היא תחום יצירתי הרבה יותר מכפי שמקובל לחשוב, וליצירתיות שבה יש הרבה מן המשותף עם אמנויות היצירה.
הדחף היצירתי הוא אומנם מרכיב מרכזי שמייחד את בני־האדם מיצורים חיים אחרים, אבל לעיתים קרובות אנחנו מחניקים אותו ונופלים למלכודת של השתעבדות לחיים נוסחתיים, לחיי שיגרה. כדי שנהיה יצירתיים נחוץ משהו מטלטל שיסיט אותנו מן הנתיבים הבטוחים שאנחנו צועדים בהם מדי יום. מכונה יכולה לעזור כאן: לנער אותנו, להעלות הצעה חדשה, למנוע מאיתנו לחזור על אותו אלגוֹריתם יום אחרי יום. דווקא המכונות יכולות לעזור לנו, כבני־אדם, להתנהג פחות כמו מכונות.
אתם עשויים לשאול את עצמכם מדוע דווקא מתמטיקאי מציע לכם לצאת למסע הזה. התשובה הפשוטה היא שבינה מלאכותית, למידת מכונה, אלגוֹריתמים ותוֹכנה - הם כולם מתמטיים ביסודם. אם אתם רוצים להבין כיצד ומדוע האלגוֹריתמים השולטים בחיים המודרניים עושים את מה שהם עושים, אתם צריכים להבין את החוקים המתמטיים שהם מבוססים עליהם. אם לא תעשו זאת, תגלו שהמכונות שולטות בכם ומנהלות אתכם.
הבינה המלאכותית מטלטלת אותנו מפני שהיא מגלה לנו כמה רבות המשימות שאנחנו מבצעים כבני־אדם - משימות שיכולות להתבצע באותה מידה של הצלחה, אם לא למעלה מכך, על־ידי מכונות. אבל הספר הזה לא מעוניין לעסוק בעתיד של מכוניות אוטונומיות ורפואה ממוחשבת, אלא לבחון עד כמה יכולים האלגוֹריתמים האלה להיות תחרות אמיתית לתוכנה האנושית. האם מַחשבים יכולים להיות יצירתיים? לְמה אנחנו מתכוונים כשאנחנו מדברים על יצירתיות? באיזו מידה התגובה הרגשית שלנו לאמנות נובעת מתגובת המוח שלנו לתבניות ולמיבנים? אלה כמה מהשאלות שננסה לענות עליהן.
לא מדובר רק באתגר אינטלקטואלי מעניין. בדיוק כפי שיצירות אמנות מעשה ידי אדם מלמדות אותנו משהו על התוכנה האנושית המורכבת שמפעילה את המוח שלנו, ניווכח לדעת כי האמנות שמפיקים מחשבים יכולה לסייע לנו רבות בהבנת אופן הפעולה של התוכנה. אחת הבעיות בתיכנות מלמטה למעלה היא שלעיתים קרובות המתכנתים לא באמת מבינים כיצד פועלת התוכנה הסופית. מדוע היא מחליטה כך? האמנות שהיא יוצרת יכולה לפתוח לנו צוהר שיאפשר לנו גישה להחלטות התת־מוּדעוֹת של התוכנה החדשה. היא יכולה גם לחשוף בפנינו את המגבלות והסכנות הטמונות ביצירת תוכנה שאנחנו לא מבינים אותה בשלמותה.
וישנה סיבה נוספת, אישית יותר, לרצון שלי לצאת למסע הזה. אני חוֹוה משבר קיומי במהותו. לנוכח שטף ההתפתחויות החדשות בתחום הבינה המלאכותית, מצאתי את עצמי תוהה אם בעשורים הבאים המתמטיקה תמשיך להיות תחום עיסוק של בני־אדם. המתמטיקה היא תחום של מספרים ולוגיקה. האם לא אלה הם הדברים שהמחשב מצטיין בהם?
אחד הטיעונים שבעזרתם אני מנסה להתגונן בפני המחשבים המתדפקים על שערי הפקולטה למתמטיקה ותובעים את מקומם ליד השולחן, הוא שגם אם המתמטיקה עוסקת במידה רבה במספרים ובלוגיקה, מדובר בתחום ידע יצירתי מאין כמותו, שניחן ביופי ובאסתטיקה. אני רוצה לטעון בספר הזה כי המתמטיקה שאנחנו מַרצים עליה באוניברסיטאות וכותבים עליה בכתבי־עת מדעיים היא לא רק תוצר של יד אנושית שמושכת בידית מכאנית. אינטואיציה ורגישות אמנותית הן תכונות חשובות שנחוצות כדי להפוך למתמטיקאים טובים. ואלה כמובן לא תכונות שאפשר להקנות למכונה באמצעות תיכנות. או שאולי כן?
זאת הסיבה לכך שכמתמטיקאי אני סקרן לגלות באיזו מידה תצליח הבינה המלאכותית להשיג דריסת רגל בגלריות, באולמות הקונצרטים ובהוצאות־לאור בעולם. המתמטיקאי הגרמני הדגול קרל וַיֶירְשְטְראס (Weierstrass) כתב פעם: "מתמטיקאי שאין בו משהו מן המשורר, לעולם לא יהיה מתמטיקאי אמיתי". כפי שעדה לאבְלֵייס מיטיבה להמחיש, נחוץ קורטוב של אבא־בּיירוֹן לא פחות מאשר קורטוב של בּאבּאג'. אף־על־פי שלאבְלֵייס האמינה כי המכונות הן מוגבלות, היא התחילה להבין את הפּוֹטנציאל שיש באותם צבירי מיסבים וגלגלי שיניים לבטא פַּן אמנותי יותר שקיים בהם:
המנגנון עשוי לפעול על דברים נוספים מלבד מספרים [...] אם למשל היחסים הבסיסיים בין צלילים בגבהים שונים בהרמוניות וביצירות מוזיקליות היו מאפשרים ביטוי כזה והתאמות כאלה, ייתכן שהמנוע היה מחבר יצירות מוזיקליות משוכללות ומדעיות בכל דרגת מורכבות ובכל היקף.
עם זאת, לאבְלֵייס ייחסה את היצירתיות למתַכנֵת ולא למכונה. האם אפשר להעביר מידה רבה יותר של אחריות לתוכנה? הדור הנוכחי של מתכנתים מאמין שכן.
בתחילת דרכה של הבינה המלאכותית, אלן טיוּרינג הציע כידוע מבחן שימדוד את האינטליגנציה של מחשב. אני רוצה להציע עכשיו מבחן חדש: מבחן לאבְלֵייס. כדי לעבור אותו, אלגוֹריתם יצטרך ליצור יצירת אמנות בתהליך שאפשר לחזור עליו (כלומר שהתהליך הוא לא תוצאה של תקלה בחומרה) ושהמתכנת בכל זאת לא מסוגל להסביר כיצד האלגוֹריתם הפיק את התוצר שלו. זה האתגר שאנחנו מציבים בפני מכונות: ליצור דבר חדש, מפתיע ובעל־ערך. כדי שמכונה תיחשב ליצירתית באמת, נדרש שלב נוסף: התרומה שלה צריכה להיות מעֵבר לביטוי היצירתיות של המתַכנת או של האדם שבנה את מאגר הנתונים. זה האתגר שעדה לאבְלֵייס חשבה שהוא לא בר־השגה.