Поймать вавилонскую рыбку: Человеческий мозг, нейронные сети и изучение иностранных языков

Поймать вавилонскую рыбку: Человеческий мозг, нейронные сети и изучение иностранных языков
Яна Игоревна Хлюстова

Появится ли у нас в недалеком будущем вавилонская рыбка – устройство для автоматического перевода с иностранных языков? Кто-то скажет, что технологии уже достигли такого высокого уровня, что в скором времени заменят человека. Кто-то будет настаивать, что компьютеры никогда не смогут качественно переводить художественную литературу или работать синхронистами на конференциях. В этой книге сделана попытка не просто ответить на вопрос о вавилонской рыбке, но и поговорить о том, что такое язык и где он хранится в мозге, почему изучение иностранных языков способствует здоровой старости и как работает сознание переводчика.

…Младенцы могут распознавать новые слова в потоке речи задолго до того, как узнают, что эти слова означают. Чтобы определить, где заканчивается одно слово и начинается другое, мозг маленьких детей производит сложные вычисления, отслеживая структуру слов. Те слоги, которые часто появляются рядом, вероятно, объединяются в слова, а те, которые вместе обычно не встречаются, словом не будут.

Видные ученые рассказывают о том, каким образом эффективнее всего учить языки, переводчики делятся взглядами на будущее своей профессии, а разработчики систем машинного перевода разоблачают собственные планы по захвату многоязыкой вселенной.

На первый взгляд кажется, что талант – это некая врожденная особенность, которая дает человеку преимущества в процессе обучения. Если эта особенность врожденная, значит, она обусловлена генетически. И вот тут у меня для вас две новости. Хорошая новость: не существует «гена математики» или «гена языка», варианты которых однозначно будут обусловливать талант к соответствующей дисциплине. Плохая новость: некоторые генетические вариации, дающие своим обладателям ряд преимуществ, все-таки существуют.

Для кого

Книга для самого широкого круга читателей: преподавателей, студентов, школьников старших классов и всех, кого интересуют изучение иностранных языков, функционирование мозга, возможности и перспективы машинного перевода и искусственного интеллекта.

В ее основе, кроме искусственных нейронных сетей, лежит технология смешанной реальности. Так называют объединение физической и цифровой среды – когда реальный и виртуальный объекты взаимодействуют между собой. Для презентации разработчики создали голограмму вице-президента Microsoft Джулии Уайт и сделали цифровой «отпечаток» ее голоса – он звучал так же, как голос Джулии. На самой презентации вице-президент вышла на сцену и произнесла небольшую речь, а затем рядом с ней появилась голограмма и сказала то же самое, но на японском, а не на английском языке.

Яна Хлюстова

Поймать вавилонскую рыбку: Человеческий мозг, нейронные сети и изучение иностранных языков

Научный редактор: Елизавета Носова

Редактор: Анна Щелкунова

Издатель: Павел Подкосов

Руководитель проекта: Александра Шувалова

Ассистент редакции: Мария Короченская

Художественное оформление и макет: Юрий Буга

Корректоры: Елена Рудницкая, Елена Сметанникова

Верстка: Андрей Ларионов

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

© Хлюстова Я., 2024

© ООО «Альпина нон-фикшн», 2024

* * *

Введение

Искусственный интеллект все глубже проникает в нашу жизнь, вписываясь в нее настолько органично, что мы порой даже не задумываемся об этом. Например, ставшие привычными нам «умные» колонки и часы, голосовые помощники в смартфонах, навигаторы, системы рекомендации фильмов и сериалов в киносервисах – все это основано на искусственном интеллекте. Технология может решать и гораздо более серьезные задачи. Так, основанные на искусственном интеллекте программы по анализу снимков помогают врачам ставить диагнозы. Специалисты из Гарвардского университета научили компьютер выполнять необходимые для прогнозирования землетрясений расчеты. Причем делает он это примерно в 500 раз быстрее человека, работающего с обычным программным обеспечением, – значит, у жителей опасных районов будет намного больше времени на эвакуацию. Благодаря искусственному интеллекту время, в течение которого пилоты управляют самолетом в ручном режиме, измеряется минутами, а не часами. Беспилотные автомобили уже ездят по улицам некоторых городов мира. Нейросети пишут музыку и создают картины.

Но что вообще мы называем искусственным интеллектом? Умение компьютера думать? Если так, то сможет ли он заменить или превзойти человека в творческих сферах? Как тогда изменится наша жизнь?

Эти вопросы волнуют людей не одно десятилетие, и я не дам на них исчерпывающего ответа – думаю, для этого понадобится слишком много страниц. Мы посмотрим на искусственный интеллект применительно всего лишь к единственной сфере – переводу письменной и устной речи.

Итак, сократим список вопросов до одного: заменит ли компьютер переводчика? Чтобы найти ответ, сначала мы разберемся в том, как вообще люди (и животные) осваивают языки, узнаем, где они «хранятся» и как работает мозг синхронного переводчика. А потом поговорим про искусственный интеллект – затронем историю разработки систем машинного перевода и поймем, на каком этапе развития эти системы находятся сейчас. И конечно, дадим слово переводчикам, лингвистам и специалистам по машинному обучению – они расскажут о том, каково, на их взгляд, будущее перевода.

Лично я думаю, что по крайней мере до конца века компьютеры не заменят людей в этой сфере. Не исключаю, что я излишне оптимистична (или пессимистична – как посмотреть), но мне нравится думать, что изучать разные языки и говорить на них – это уникальный навык, присущий только человеку. Не отрицаю, что мое отношение к этой теме предвзято: благодаря родителям я начала учить английский язык в три года. К концу школы свободно владела английским и французским. В университете моей специальностью был китайский язык: за четыре года мы прошли длинный путь от освоения тонового произношения и прописей (в китайском они необходимы, поверьте) до синхронного перевода отрывков из выступлений китайских политиков и биржевых сводок. (Работать с китайским я, правда, так и не начала, поняв на втором курсе, что ни эта специальность, ни регион меня не привлекают.) Потом я начала учить немецкий и испанский – просто так, потому что хотелось. Сегодня последним в этом списке стоит карельский (да, это не опечатка: недавно я начала учить собственно-карельское наречие, одно из трех основных наречий карельского языка).

Так что сейчас я с разной степенью уверенности могу говорить на шести языках, не считая родного русского. Для работы мне постоянно пригождается только английский, еще я преподаю французский, испанский и русский как иностранный, но в целом весь мой языковой арсенал приобретался не для каких-то определенных практических целей. Я учу языки, потому что они помогают мне чувствовать себя комфортно во многих странах мира. Мне нравится читать книги, видя оригинальную игру слов и понимая оттенки эмоций автора. Я люблю сравнивать языки: находить фразеологизмы с общей структурой, проводить параллели между грамматическими конструкциями, видеть различия в том, как люди из разных стран говорят об одних и тех же вещах.

Но представьте на минуту: что, если в один прекрасный день все эти знания и навыки станут ненужными? Если появятся программы для перевода текстов – не привычные нам, встроенные в браузер и делающие смешные ошибки, а настолько качественные, что они смогут переводить художественные книги и стихи не только без потери смысла, но и с сохранением красоты авторского слога? Если станет возможным купить устройство, которое будет не хуже профессионального синхрониста переводить устную речь? Перестанем ли мы тогда нуждаться в переводчиках, пропадет ли целый пласт профессий, связанных с адаптацией лингвистических реалий носителей одного языка для носителей другого?

В книге я попробовала ответить на эти вопросы, и думаю, что у меня получилось. Но мне трудно было бы справиться без помощи тех людей, которые поделились со мной своими знаниями и опытом. Я хочу поблагодарить:

? полиглотов Викторию, Кристину, Анастасию, Евгению и Максима;

? переводчиков и экспертов по межкультурной коммуникации Кристину Роппельт, Викторию Волошину, Марию Кленницкую, Риту Ключак;

? переводчиков и специалистов по машинному переводу Руслана Мурашкина и Дениса Лазука;

? профессора Женевского и Венского университетов, руководителя исследовательского центра «Лаборатория по изучению мозга и языка» (Brain and Language Lab) Нэрли Голестани;

? научного журналиста и специалиста по нейронаукам, главного редактора портала Neuronovosti.ru Алексея Паевского;

? научного редактора книги Елизавету Носову – специалиста по компьютерной лингвистике, занимающуюся обучением и внедрением моделей для обработки естественного языка;

? друга и коллегу Николая Подорванюка, из дискуссии с которым родилась идея этой книги;

? моего мужа Алексея Шередегу, ставшего первым читателем и критиком книги, а также моих родителей Светлану и Игоря Хлюстовых за поддержку во всех начинаниях.

ГЛАВА 1

Что такое язык?

Начнем разговор с совсем, казалось бы, простого вопроса: что такое язык? Базовое и очень короткое определение может звучать так: это инструмент коммуникации, который мы используем, чтобы обмениваться информацией.

Такое определение, однако, в свою очередь вызовет множество вопросов и замечаний, и первое из них будет таким: но ведь информацией обмениваются не только люди. Мы прекрасно знаем, что животные постоянно взаимодействуют между собой. Они координируют свои действия (например, птицы, стаей летящие на юг, или косатки во время охоты на тюленей) и передают важную информацию (пчелы, обнаружившие нектар, сообщают об этом другим обитателям улья, исполняя специальный танец). А что насчет наших домашних питомцев? Любой владелец собаки знает, как красноречиво пес может заявить о своем желании пойти на прогулку или получить внеочередную порцию угощения. Значит ли это, что язык не привилегия людей?

«Говорящие» обезьяны

Обезьяны максимально похожи на человека, поэтому логично, что именно они стали основными участниками экспериментов по обучению животных языку. Особенности строения голосовых связок, гортани и челюсти не позволяют обезьянам управлять своим голосом так же, как это делаем мы, и произносить те же звуки. Впрочем, эксперименты по обучению обезьян говорению все же проводились. Так, например, шимпанзе Вики за несколько лет научилась произносить четыре английских слова: mama (мама), papa (папа), cup (чашка), up (вверх). И это самые значительные достижения, потому что остальные участники таких опытов (шимпанзе Джонни, Рената и Кокомо) могли выговорить лишь слово mama. После этих неудачных экспериментов ученые сконцентрировались на обучении животных американскому жестовому языку – амслену. Его используют глухие люди в США, некоторых частях Канады, ряде стран Западной Африки и Юго-Восточной Азии. Каковы же были результаты?

Горилла Коко

Наверное, одной из самых известных в мире обезьян, говорящих на амслене, стала горилла Коко. Она родилась в 1971 году в зоопарке Сан-Франциско и прожила большую часть жизни на западе Калифорнии, в заповеднике Санта-Круз.

Приматолог Франсин Паттерсон начала обучение Коко жестовому языку, когда той был один год. Через две недели горилла научилась использовать жесты, чтобы говорить о еде и напитках. Организаторы эксперимента утверждают, что через 40 лет словарный запас Коко составлял более тысячи слов – согласно исследованиям, примерно таким же лексиконом владеют трехлетние дети. Паттерсон также сообщала, что вдобавок к этому Коко понимала на слух около 2000 слов на английском языке.

Горилла была в состоянии не просто уведомить сотрудников заповедника о своих базовых потребностях или поддерживать с ними разговор на простые темы. Паттерсон рассказывает, что однажды Коко показали скелет и спросили, живой это объект или мертвый. Горилла ответила: «Мертвый». Потом ее спросили: «Куда попадают животные после смерти?» На это Коко, продемонстрировав прощальный поцелуй, ответила: «В удобную нору».