Герберт Саймон: Политолог, ученый-компьютерщик и пионер когнитивной науки

Введение

Американский политолог (1916–2001)

Герберт Александр Саймон (15 июня 1916 – 9 февраля 2001) был американским политологом, чья работа оказала влияние на такие области, как информатика, экономика и когнитивная психология. Его основная область исследований – процесс принятия решений в организациях, и он наиболее известен теориями «ограниченной рациональности» и «достаточного уровня удовлетворения». В 1978 году он был удостоен Нобелевской премии по экономическим наукам, а в 1975 году – премии Тьюринга в области информатики. Его исследования отличались междисциплинарным подходом, охватывающим когнитивную науку, информатику, государственное управление, менеджмент и политологию. Большую часть своей карьеры, с 1949 по 2001 год, он провёл в Университете Карнеги — Меллона, где принимал участие в создании Школы компьютерных наук Карнеги — Меллона, одного из первых подобных факультетов в мире. Саймон был одним из пионеров в ряде современных научных областей, таких как искусственный интеллект, обработка информации, принятие решений, решение задач, теория организации и теория сложных систем. Он одним из первых проанализировал архитектуру сложности и предложил механизм предпочтительного присоединения для объяснения распределений, подчиняющихся степенному закону.

Ранние годы и образование

Герберт Александр Саймон родился в Милуоки, штат Висконсин, 15 июня 1916 года. Отец Саймона, Артур Саймон (1881–1948), был инженером-электриком еврейского происхождения, прибывшим в Соединенные Штаты из Германии в 1903 году после получения инженерной степени в Техническом университете Дармштадта. Артур был изобретателем и независимым патентным поверенным. Мать Саймона, Эдна Маргарита Меркель (1888–1969), была талантливой пианисткой, чьи предки – евреи, лютеране и католики – происходили из Брауншвейга, Праги и Кельна. Европейские предки Саймона были изготовителями фортепиано, ювелирами и виноделами. Саймон учился в государственных школах Милуоки, где проявил интерес к науке и стал атеистом. Во время учебы в средней школе Саймон написал письмо редактору газеты "Milwaukee Journal" в защиту гражданских прав атеистов. В отличие от большинства детей, семья Саймона привила ему представление о том, что человеческое поведение можно изучать научными методами; младший брат его матери, Гарольд Меркель (1892–1922), изучавший экономику в Университете Висконсина–Мэдисон под руководством Джона Р. Коммонса, оказал на него одно из самых ранних влияний. Благодаря книгам Гарольда по экономике и психологии Саймон открыл для себя социальные науки. Среди его ранних влияний Саймон называл Нормана Ангелла и его книгу "Великая иллюзия", а также Генри Джорджа и его книгу "Прогресс и бедность". В средней школе Саймон вступил в дебатный клуб, где отстаивал идеи Джорджа о едином налоге "из убеждения, а не из упрямства". В 1933 году Саймон поступил в Чикагский университет и, следуя своим ранним интересам, решил изучать социальные науки и математику. Саймон интересовался биологией, но отказался от этой области из-за своей "цветовой слепоты и неуклюжести в лаборатории". В раннем возрасте Саймон узнал о своей цветовой слепоте и понял, что внешний мир не совпадает с тем, как он воспринимается. В колледже Саймон сосредоточился на политологии и экономике. Его самым важным наставником был Генри Шульц, эконометрист и математический экономист. После зачисления на курс "Измерение деятельности муниципальных органов власти" Саймон стал помощником исследователя Кларенса Ридли, и в 1938 году они совместно написали книгу "Измерение муниципальной деятельности: обзор предлагаемых критериев оценки управления". Исследования Саймона привели его к изучению процесса принятия решений в организациях, который стал темой его докторской диссертации.

Herbert Alexander Simon was born in Milwaukee, Wisconsin on June 15, 1916. Simon's father, Arthur Simon (1881–1948), was a Jewish electrical engineer who came to the United States from Germany in 1903 after earning his engineering degree at Technische Hochschule Darmstadt. An inventor, Arthur also was an independent patent attorney. Simon's mother, Edna Marguerite Merkel (1888–1969), was an accomplished pianist whose Jewish, Lutheran, and Catholic ancestors came from Braunschweig, Prague and Cologne. Simon's European ancestors were piano makers, goldsmiths, and vintners. Simon attended Milwaukee Public Schools, where he developed an interest in science and established himself as an atheist. While attending middle school, Simon wrote a letter to "the editor of the Milwaukee Journal defending the civil liberties of atheists". Unlike most children, Simon's family introduced him to the idea that human behavior could be studied scientifically; his mother's younger brother, Harold Merkel (1892–1922), who studied economics at the University of Wisconsin–Madison under John R. Commons, became one of his earliest influences. Through Harold's books on economics and psychology, Simon discovered social science. Among his earliest influences, Simon cited Norman Angell for his book The Great Illusion and Henry George for his book Progress and Poverty. While attending high school, Simon joined the debate team, where he argued "from conviction, rather than cussedness" in favor of George's single tax. In 1933, Simon entered the University of Chicago, and, following his early influences, decided to study social science and mathematics. Simon was interested in studying biology but chose not to pursue the field because of his "color blindness and awkwardness in the laboratory". At an early age, Simon learned he was color blind and discovered the external world is not the same as the perceived world. While in college, Simon focused on political science and economics. Simon's most important mentor was Henry Schultz, an econometrician and mathematical economist. After enrolling in a course on "Measuring Municipal Governments," Simon became a research assistant for Clarence Ridley, and the two co authored Measuring Municipal Activities: A Survey of Suggested Criteria for Appraising Administration in 1938. Simon's studies led him to the field of organizational decision making, which became the subject of his doctoral dissertation.

Карьера

Получив степень бакалавра, Саймон получил должность научного ассистента в сфере муниципального управления, которая впоследствии переросла в должность директора исследовательской группы по операционному анализу в Калифорнийском университете в Беркли, где он работал с 1939 по 1942 год. По соглашению с Чикагским университетом, в годы работы в Беркли он сдавал докторские экзамены по почте и работал над диссертацией в свободное время. С 1942 по 1949 год Саймон был профессором политологии и одновременно заведовал кафедрой в Иллинойском технологическом институте в Чикаго. Там он начал посещать семинары, проводимые сотрудниками Комиссии Коулеса, среди которых были Тригве Хаавельмо, Джейкоб Маршак и Тьяллинг Купманс. Так он начал углубленное изучение экономики в направлении институционализма. Маршак привлек Саймона к помощи в исследовании, которое он проводил совместно с Сэмом Шурром, посвященном "потенциальным экономическим последствиям атомной энергии". С 1949 по 2001 год Саймон преподавал в Университете Карнеги — Меллона в Питтсбурге, штат Пенсильвания. В 1949 году Саймон стал профессором административного управления и председателем Департамента промышленного менеджмента в Технологическом институте Карнеги ("Carnegie Tech"), который в 1967 году был преобразован в Университет Карнеги — Меллона. Впоследствии Саймон также преподавал психологию и информатику в том же университете.

Исследования

Пытаясь заменить высоко упрощенный классический подход к экономическому моделированию, Саймон получил наибольшую известность благодаря своей теории принятия решений в организациях, изложенной в книге «Административное поведение». В этой книге он основывал свои концепции на подходе, учитывающем множество факторов, влияющих на процесс принятия решений. Его интерес к организации и управлению позволил ему не только трижды возглавлять университетский отдел, но и сыграть важную роль в создании Администрации экономического сотрудничества в 1948 году – административной группы, осуществлявшей управление помощью по плану Маршалла от имени правительства США, а также войти в состав Научно-консультативного комитета при президенте Линдоне Джонсоне и Национальной академии наук.

Искусственный интеллект

Саймон был пионером в области искусственного интеллекта, создав вместе с Алленом Ньюэллом программы «Машина логической теории» (1956) и «Общий решатель проблем» (GPS) (1957). GPS, возможно, является первым методом, разработанным для отделения стратегии решения задач от информации об отдельных проблемах. Обе программы были разработаны с использованием языка обработки информации (IPL) (1956), разработанного Ньюэллом, Клиффом Шоу и Саймоном. Дональд Кнут упоминает о разработке обработки списков в IPL, где связанный список первоначально назывался «NSS memory» в честь его создателей. В 1957 году Саймон предсказал, что компьютерные шахматы превзойдут возможности человека в шахматах в течение «десяти лет», хотя на самом деле этот переход занял около сорока лет. В 1965 году он также предсказал, что «машины смогут в течение двадцати лет выполнять любую работу, которую может выполнять человек». В начале 1960-х психолог Ульрик Нейссер утверждал, что машины способны воспроизводить поведение, связанное с «холодным познанием», такое как рассуждение, планирование, восприятие и принятие решений, но никогда не смогут воспроизвести поведение, связанное с «горячим познанием», такое как боль, удовольствие, желание и другие эмоции. Саймон ответил на взгляды Нейссера в 1963 году, написав статью об эмоциональном познании, которую он обновил в 1967 году и опубликовал в журнале Psychological Review. Работа Саймона в области эмоционального познания в течение нескольких лет оставалась в значительной степени незамеченной в сообществе исследователей искусственного интеллекта, но последующие работы Сломана и Пикарда по эмоциям помогли вновь привлечь внимание к статье Саймона и в конечном итоге сделали её весьма влиятельной в этой области. Саймон также сотрудничал с Джеймсом Марчем над рядом работ в теории организации. Изучение человеческого решения проблем требовало новых видов измерений, и вместе с Андерсом Эриксоном Саймон разработал экспериментальную технику анализа вербальных протоколов. Саймон интересовался ролью знаний в формировании экспертности. Он утверждал, что для достижения экспертного уровня в какой-либо области требуется около десяти лет опыта, и он с коллегами оценил, что экспертность является результатом усвоения примерно 50 000 единиц информации. Говорят, что эксперт в шахматах усваивает около 50 000 единиц информации или шаблонов шахматных позиций. В 1975 году он был удостоен премии ACM Turing Award совместно с Алленом Ньюэллом. «В ходе совместных научных усилий, продолжавшихся более двадцати лет, начатых в сотрудничестве с Дж. С. (Клиффом) Шоу в корпорации RAND и с многочисленными преподавателями и студентами-коллегами в Университете Карнеги-Меллона, они внесли фундаментальный вклад в развитие искусственного интеллекта, психологии человеческого познания и обработки списков». Более поздние версии модели применялись к формированию концепций и приобретению экспертности. Вместе с Фернаном Гобе он расширил теорию EPAM, создав вычислительную модель CHREST. Теория объясняет, как простые единицы информации формируют строительные блоки схем, которые представляют собой более сложные структуры. CHREST в основном использовался для моделирования аспектов шахматной экспертности.

Simon was a pioneer in the field of artificial intelligence, creating with Allen Newell the Logic Theory Machine (1956) and the General Problem Solver (GPS) (1957) programs. GPS may possibly be the first method developed for separating problem solving strategy from information about particular problems. Both programs were developed using the Information Processing Language (IPL) (1956) developed by Newell, Cliff Shaw, and Simon. Donald Knuth mentions the development of list processing in IPL, with the linked list originally called "NSS memory" for its inventors. In 1957, Simon predicted that computer chess would surpass human chess abilities within "ten years" when, in reality, that transition took about forty years. He also predicted in 1965 that "machines will be capable, within twenty years, of doing any work a man can do." In the early 1960s psychologist Ulric Neisser asserted that while machines are capable of replicating "cold cognition" behaviors such as reasoning, planning, perceiving, and deciding, they would never be able to replicate "hot cognition" behaviors such as pain, pleasure, desire, and other emotions. Simon responded to Neisser's views in 1963 by writing a paper on emotional cognition, which he updated in 1967 and published in Psychological Review. Simon's work on emotional cognition was largely ignored by the artificial intelligence research community for several years, but subsequent work on emotions by Sloman and Picard helped refocus attention on Simon's paper and eventually, made it highly influential on the topic. Simon also collaborated with James G. March on several works in organization theory. The study of human problem solving required new kinds of human measurements and, with Anders Ericsson, Simon developed the experimental technique of verbal protocol analysis. Simon was interested in the role of knowledge in expertise. He said that to become an expert on a topic required about ten years of experience and he and colleagues estimated that expertise was the result of learning roughly 50,000 chunks of information. A chess expert was said to have learned about 50,000 chunks or chess position patterns. He was awarded the ACM Turing Award, along with Allen Newell, in 1975. "In joint scientific efforts extending over twenty years, initially in collaboration with J. C. (Cliff) Shaw at the RAND Corporation, and with numerous faculty and student colleagues at Carnegie Mellon University, they have made basic contributions to artificial intelligence, the psychology of human cognition, and list processing." Later versions of the model were applied to concept formation and the acquisition of expertise. With Fernand Gobet, he has expanded the EPAM theory into the CHREST computational model. The theory explains how simple chunks of information form the building blocks of schemata, which are more complex structures. CHREST has been used predominantly, to simulate aspects of chess expertise.

Социология и экономика

Саймону приписывают революционные изменения в микроэкономике. Он является автором концепции организационного принятия решений в том виде, в котором она известна сегодня. Он первым тщательно исследовал, как руководители принимают решения в условиях неполной и несовершенной информации. Именно за это он был удостоен Нобелевской премии в 1978 году. В Комиссии Коулса основной целью Саймона было соединение экономической теории с математикой и статистикой. Его главные вклады были сделаны в области общего равновесия и эконометрики. На него оказали сильное влияние маржиналистские дебаты, начавшиеся в 1930-х годах. Распространенные работы того времени утверждали, что эмпирически не доказано, что предпринимателям необходимо следовать маржиналистским принципам максимизации прибыли и минимизации издержек при управлении организациями. В дальнейшем было отмечено, что максимизация прибыли не достигается, в частности, из-за недостатка полной информации. При принятии решений Саймон полагал, что агенты сталкиваются с неопределенностью относительно будущего и затратами на получение информации в настоящем. Эти факторы ограничивают степень, в которой агенты могут принимать полностью рациональные решения, поэтому они обладают лишь "ограниченной рациональностью" и должны принимать решения путем "удовлетворения", то есть выбирая то, что может быть не оптимальным, но достаточно хорошее. Ограниченная рациональность – центральная тема в поведенческой экономике. Она связана с тем, как фактический процесс принятия решений влияет на выбор. Теории ограниченной рациональности ослабляют одно или несколько предположений стандартной теории ожидаемой полезности. Кроме того, Саймон подчеркнул, что психологи используют "процедурное" определение рациональности, в то время как экономисты – "субстантивное". Густавос Баррос утверждал, что концепция процедурной рациональности не играет значительной роли в экономической науке и никогда не имела такого же веса, как концепция ограниченной рациональности. Однако в более ранней статье Бхаргава (1997) отметил важность аргументов Саймона и подчеркнул, что существует несколько применений "процедурного" определения рациональности в эконометрическом анализе данных о здоровье. В частности, экономисты должны использовать "вспомогательные предположения", отражающие знания в соответствующих биомедицинских областях, и направлять спецификацию эконометрических моделей для оценки результатов в сфере здравоохранения. Саймон также был известен своими исследованиями в области промышленной организации. Он установил, что внутренняя организация фирм и внешние бизнес-решения не соответствуют неоклассическим теориям "рационального" принятия решений. На протяжении жизни Саймон написал множество статей на эту тему, в основном фокусируясь на вопросе принятия решений в рамках концепции "ограниченной рациональности". "Рациональное поведение в экономике означает, что индивиды максимизируют свою функцию полезности при заданных ограничениях (например, бюджетных ограничениях, ограниченном выборе) в стремлении к собственной выгоде. Это отражено в теории субъективной ожидаемой полезности. Термин "ограниченная рациональность" используется для обозначения рационального выбора, учитывающего когнитивные ограничения как в отношении знаний, так и когнитивных способностей. Ограниченная рациональность – центральная тема в поведенческой экономике. Она связана с тем, как фактический процесс принятия решений влияет на выбор. Теории ограниченной рациональности ослабляют одно или несколько предположений стандартной теории ожидаемой полезности". Саймон пришел к выводу, что лучший способ изучения этих областей – компьютерное моделирование. В связи с этим у него возник интерес к информатике. Основные интересы Саймона в области компьютерных наук были связаны с искусственным интеллектом, взаимодействием человека и компьютера, принципами организации людей и машин как систем обработки информации, использованием компьютеров для изучения (путем моделирования) философских проблем природы интеллекта и эпистемологии, а также социальными последствиями компьютерных технологий. В юности Саймон интересовался земельной экономикой и георгизмом, идеей, известной в то время как "единый налог". Часть экономических исследований Саймона была направлена на понимание технологических изменений в целом и информационной революции в частности. Майтон ссылается на статью Саймона и двух соавторов 2000 года, которая опровергает аргументы французского педагога по математике Ги Боруссо и других, утверждающих, что чрезмерная практика препятствует пониманию детьми:

Simon has been credited for revolutionary changes in microeconomics. He is responsible for the concept of organizational decision making as it is known today. He was the first to rigorously examine how administrators made decisions when they did not have perfect and complete information. It was in this area that he was awarded the Nobel Prize in 1978. At the Cowles Commission, Simon's main goal was to link economic theory to mathematics and statistics. His main contributions were to the fields of general equilibrium and econometrics. He was greatly influenced by the marginalist debate that began in the 1930s. The popular work of the time argued that it was not apparent empirically that entrepreneurs needed to follow the marginalist principles of profit maximization/cost minimization in running organizations. The argument went on to note that profit maximization was not accomplished, in part, because of the lack of complete information. In decision making, Simon believed that agents face uncertainty about the future and costs in acquiring information in the present. These factors limit the extent to which agents may make a fully rational decision, thus they possess only "bounded rationality" and must make decisions by "satisficing", or choosing that which might not be optimal, but which will make them happy enough. Bounded rationality is a central theme in behavioral economics. It is concerned with the ways in which the actual decision making process influences decision. Theories of bounded rationality relax one or more assumptions of standard expected utility theory. Further, Simon emphasized that psychologists invoke a "procedural" definition of rationality, whereas economists employ a "substantive" definition. Gustavos Barros argued that the procedural rationality concept does not have a significant presence in the economics field and has never had nearly as much weight as the concept of bounded rationality. However, in an earlier article, Bhargava (1997) noted the importance of Simon's arguments and emphasized that there are several applications of the "procedural" definition of rationality in econometric analyses of data on health. In particular, economists should employ "auxiliary assumptions" that reflect the knowledge in the relevant biomedical fields, and guide the specification of econometric models for health outcomes. Simon was also known for his research on industrial organization. He determined that the internal organization of firms and the external business decisions thereof, did not conform to the neoclassical theories of "rational" decision making. Simon wrote many articles on the topic over the course of his life, mainly focusing on the issue of decision making within the behavior of what he termed "bounded rationality". "Rational behavior, in economics, means that individuals maximize their utility function under the constraints they face (e. g., their budget constraint, limited choices, ) in pursuit of their self interest. This is reflected in the theory of subjective expected utility. The term, bounded rationality, is used to designate rational choice that takes into account the cognitive limitations of both knowledge and cognitive capacity. Bounded rationality is a central theme in behavioral economics. It is concerned with the ways in which the actual decision making process influences decisions. Theories of bounded rationality relax one or more assumptions of standard expected utility theory". Simon determined that the best way to study these areas was through computer simulations. As such, he developed an interest in computer science. Simon's main interests in computer science were in artificial intelligence, human–computer interaction, principles of the organization of humans and machines as information processing systems, the use of computers to study (by modeling) philosophical problems of the nature of intelligence and of epistemology, and the social implications of computer technology. In his youth, Simon took an interest in land economics and Georgism, an idea known at the time as "single tax". Some of Simon's economic research was directed toward understanding technological change in general and the information processing revolution in particular. Mighton cites a 2000 paper by Simon and two coauthors that counters arguments by French mathematics educator, Guy Brousseau, and others suggesting that excessive practice hampers children's understanding:

Награды и почести

Саймон был удостоен множества престижных наград и званий, включая избрание членом Американской академии искусств и наук и Американского философского общества в 1959 году; избрание членом Национальной академии наук в 1967 году; Премию APA за выдающийся научный вклад в психологию (1969); Премию ACM Тьюринга за "фундаментальный вклад в развитие искусственного интеллекта, психологию человеческого познания и обработку списков" (1975); Нобелевскую премию по экономике "за новаторские исследования процесса принятия решений в экономических организациях" (1978); Национальную медаль в области науки (1986); звание Основателя Ассоциации содействия развитию искусственного интеллекта (1990); Премию APA за выдающийся вклад в психологию на протяжении всей жизни (1993); звание члена ACM (1994); и Премию IJCAI за выдающиеся достижения в области исследований (1995). Почётная докторская степень, Лундская школа экономики и управления, 1968 год. Почётная степень, Университет Павии, 1988 год. Почётная степень доктора юридических наук (LL. D.) Гарвардского университета, 1990 год. Почётная степень, Университет Буэнос-Айреса, 1999 год.

Избранные публикации

Саймон был плодовитым писателем и автором 27 книг и почти тысячи статей. По состоянию на 2016 год Саймон был самым цитируемым человеком в области искусственного интеллекта и когнитивной психологии по данным Google Scholar. Имея почти тысячу высокоцитируемых публикаций, он был одним из самых влиятельных социальных ученых двадцатого века.

Личная жизнь и интересы

Саймон женился на Доротее Пай в 1938 году. Их брак продлился 63 года, до его смерти. В январе 2001 года Саймон перенес операцию в UPMC Presbyterian для удаления раковой опухоли в брюшной полости. Хотя операция прошла успешно, впоследствии Саймон умер от возникших осложнений. У них было трое детей: Кэтрин, Питер и Барбара. Его жена умерла годом позже, в 2002 году. Также Ричард Раппапорт написал портрет Саймона по заказу Университета Карнеги-Меллона. Саймон также был заядлым альпинистом. Подтверждением его разносторонних интересов служит тот факт, что он в какой-то момент преподавал вводный курс по истории Французской революции.