О двусторонней коммуникации в системах "человек - ЭВМ"

Работа в области "искусственного интеллекта" очень часто ставится в зависимость от психологических исследований. Построение систем, "понимающих естественный язык, признается одной из главных задач в большинстве проектов разработки "искусственного интеллекта". Сейчас уже имеются первые системы, допускающие коммуникацию на ограниченном подмножестве естественного языка. Их создатели не обращались к психологам - из всех представителей гуманитарных наук только лингвисты приносят несомненную и немалую пользу при разработке систем коммуникации с ЭВМ на языке, близком к естественному. Такое вытеснение психологов лингвистами имеет объяснение.

Интегральные попытки создания "искусственного интеллекта" не могли пройти мимо психологии мышления - давно сложившейся науки с определенными традициями, методами и целями. А естественноязыковое общение - это один из разделов психолингвистики - науки, которая не приобрела еще широкую известность. Так что реальные усилия разработчиков были направлены на конструирование систем коммуникации с ЭВМ на языке, близком к естественному, а вопрос о будущем поведении пользователей этих систем не изучался. Правда, после завершения работы специалисты часто сталкиваются с непредсказуемостью поведения пользователей, которые, например, не способны оценить многозначность своих высказываний или их трудность (скажем, для робота).

Учитывая сказанное, остается выразить надежду, что и в такой области "искусственного интеллекта", как построение систем коммуникации с ЭВМ на языке, близком к естественному, психологические исследования займут свое традиционное (для проблематики "искусственного интеллекта") место. Положение усугубляется тем, что и для привычного взаимодействия с ЭВМ (не с помощью "естественного" языка) психологических данных не хватает. Так что если инициатива психологических экспериментов будет исходить от работников в области "искусственного интеллекта", то они поневоле станут "запевалами".

Для пояснения нашей мысли остановимся коротко на "истории" взаимодействия человека с ЭВМ. Известно, что первоначально это взаимодействие осуществлялось в машинных кодах. Неудобство для человека такого средства коммуникации с ЭВМ обусловило интенсивную разработку более совершенных средств. Так появились автокоды и мнемокоды, а потом и алгоритмические языки разных уровней. Работа эта велась специалистами по вычислительной технике без консультаций психологов.

Проанализировав результаты этой работы, известный психолог Дж. Миллер пришел к выводу, что при создании новых средств коммуникации с ЭВМ были интуитивно учтены определенные психологические закономерности [268]. Выделив их, Миллер высказал мнение, что апелляция к здравому смыслу разработчиков в основном исчерпала себя, ибо практически все "лежащие на поверхности" улучшения уже введены в тот или иной язык программирования. Поскольку имеющиеся средства коммуникации с ЭВМ не вызвали всеобщей удовлетворенности, то в основу работы по совершенствованию их следует положить углубленное изучение человеческих факторов.

К сожалению, пожелание это не было выполнено. Интерес к человеческим факторам свелся в основном к сравнению имеющихся языков программирования с точки зрения удобности их для пользователей. При этом были проведены анкетные опросы, показавшие распространенность тех или иных языков. Как оказалось, язык ПЛ/1, введенный в обращение фирмой ИБМ как универсальный, используется на самом деле не так уж широко, а Фортран, заклейменный системными аналитиками как безнадежно устаревший, уверенно выдерживает конкуренцию с более современными языками. Наряду с анкетами обсуждались параметры, по которым должно проводиться сравнение языков программирования. Иногда делались попытки применить эти параметры к конкретным языкам (и даже количественно оценить различия между языками), но за этим не стояло ничего, кроме личного опыта программирования и опять-таки здравого смысла. Поэтому такие попытки не привели к научно установленным фактам, хотя мы не отрицаем полезность опросов мнений и проведения эмпирических наблюдений. Однако заменить прямой психологический эксперимент эта работа не может.

Когда перед специалистами открылась перспектива разработки систем коммуникации с ЭВМ на языке, близком к естественному, рассуждения на уровне здравого смысла тотчас перенеслись в эту сферу и, казалось бы, с еще большим основанием. Действительно, что может быть естественнее для человека, чем его родной язык? Отсюда легко перейти к мысли о том, что и при коммуникации с ЭВМ родной язык остается самым естественным средством. Приводится ряд соображений, говорящих в пользу коммуникации с ЭВМ на естественном языке. Это прежде всего то, что ему не потребуется обучаться. Одно это способно резко увеличить число пользователей, многие из которых не без оснований считают необходимость учить язык программирования серьезным препятствием на пути к вовлечению ЭВМ в свою работу. Подчеркивается значение естественного языка для решения творческих задач: возможна постановка задачи, а не только голое описание способа ее решения; допустимы нечеткие выражения, которые при необходимости могут быть формализованы без выхода за пределы языка; решающий может полностью сосредоточиться на своей задаче, не отвлекаясь на выполнение синтаксических правил, которые в любом из известных языков программирования достаточно далеки от правил грамматики естественного языка. Преимущества естественноязыковой коммуникации с ЭВМ не ограничиваются сферой сугубо творческих задач. Так, утверждается, что для пользователей информационно-поисковых систем естественный язык наиболее предпочтителен для выражения их информации снной потребности. Предполагается, что коммуникация не будет выходить за рамки профессиональных подъязыков естественного языка, знакомых и привычных каждому узкому специалисту.

Легко видеть, что перечисленные (впрочем, как и неназванные) доводы не выходят за уровень здравого смысла. Как отмечает крупнейший в США эксперт по языкам программирования Дж. Сэммет, в этой области вообще господствуют "мнения, а не факты". Терминология тоже весьма субъективна. В настоящее время, например, довольно широкое распространение получили два выражения: 1) язык программирования близок к естественному языку и 2) язык программирования естествен для человека. На них мы и остановимся.

Многие специалисты признают эти выражения синонимичными. Строго доказать это, разумеется, невозможно, и потому в ход пускаются аргументы, подобные вышеприведенным. Если принять эту точку зрения, то путь построения естественного для пользователей языка программирования может быть таким: анализируются профессиональные подъязыки и делаются попытки включить в язык коммуникации с ЭВМ как можно большее число конструкций, свойственных этим подъязыкам. Чем больше удачных попыток, тем довольнее останутся пользователи.

Дело, однако, обстоит не совсем так, и обратили на это внимание уже сравнительно давно. На этом пути возможны столь неудачные решения, что некоторые специалисты вообще отрицают полезность языков, близких к естественному. Так, Э. Дийкстра [57] приводит утрированный пример: к услугам пользователя - естественный язык почти в полном объеме. Исключения таковы: запрещены слова длиной более 15 букв; число букв в трех последовательных словах не может превышать 40; в предложении не может быть более 60 слов; одно и то же слово не может более одного раза выступать в одном и том же предложении в качестве подлежащего; приведен список из 2000 (примерно) слов, которые встречаются столь редко, что включение их в систему признано нецелесообразным.

Трудно отрицать, что такой язык близок к естественному. Дийкстра справедливо отмечает, что написанную на нем программу без труда поймет любой носитель языка. Но нельзя не согласиться с Дийкстрой и в том, что все ограничения этого языка нарочито неестественны для пользователя. Подсчет символов или поиск в списке отвлекают человека, мешают ему сосредоточиться на задаче. Сознавая это, Дийкстра призывает решительно избегать такого пути создания языка коммуникации с ЭВМ, близкого к естественному.

Против подобного приближения к естественному языку выступил также М. Халперн [250]. Он называет язык программирования, близкий к естественному, "пассивным", если синтаксис его значительно отличается от грамматики естественного языка, но зато составленная на нем программа будет понятна большинству носителей естественного языка. На пассивном языке удобно читать готовую программу, обучение же такому языку отнюдь не облегчено по сравнению с обучением другим языкам программирования, большинство из которых, конечно, и не претендуют на близость к естественному языку. Язык, приводимый в качестве примера Дийкстрой, можно смело назвать пассивным. Халперн относит к пассивным языкам и КОБОЛ, который нередко признается наиболее близким к естественному языку, во всяком случае, из широко распространенных языков высокого уровня. Халперн так характеризует пассивный язык: "Объединяя многословие и зашумленность естественного языка со строгостью и произвольностью, типичной для языков программирования, он демонстрирует худшие свойства их обоих, но ни одного достоинства, присущего какому-либо из них" [250, стр. 142].

Пассивному языку Халперн противопоставляет "активный", позволяющий почти свободно пользоваться естественным языком для составления программ. Доступное пользователю подмножество естественного языка должно быть ограничено лишь условиями области применения. Подъязык каждой такой области, как считает Халперн, достаточно однозначен и достаточно далеко отошел от безграничности естественного языка, чтобы служить основой для активного языка коммуникации с ЭВМ. Только активный язык признается Халперном достойным разработки. Он (как, впрочем, и Дийкстра) резко возражает против создания пассивных языков.

Нам представляется, что оба упомянутых автора подошли вплотную к разделению, которое может оказаться полезным для исследователей человеческих факторов. И Дийкстра, и Халперн прямо указали, что их выводы относятся к привычной ситуации передачи человеком указаний машине. Именно эта сторона коммуникативного акта всегда интересовала исследователей. При этом забывалось, что коммуникация - процесс двусторонний, так что вторая сторона коммуникативного акта- ответ машины человеку - выпадала из поля зрения и ученых, и практиков. Если раньше такое вычленение из единого процесса лишь одной стороны еще могло найти оправдание в отсутствие теоретического подхода к коммуникации в человеко-машинных системах, то сейчас сама практика подходит к признанию двусторонней природы процесса коммуникации человека с ЭВМ. Имеется в виду появление систем, допускающих диалог человека с ЭВМ, когда машина, быстро отвечая на вопросы пользователя, активно воздействует на процесс поиска им решения задачи. В таких системах обеим сторонам двустороннего процесса коммуникации должно уделяться равное внимание.

Таким образом, следует отдельно анализировать процесс передачи человеком сообщений машине и процесс передачи машиной ответного сообщения человеку. Иначе говоря, должны различаться ситуация человека - отправителя и машины - получателя и ситуация ЭВМ - отправителя и человека - получателя. Задача исследователей в области человеческих факторов - выяснить, какие коммуникативные средства удобны для пользователя в обеих позициях - и отправителя (передатчика), и получателя (приемника) информации.

Приведенные выше рассуждения подсказывают, что эти средства могут быть различны. Действительно, человеку удобно передавать сообщения на активном (в понимании Халперна) языке, однако все авторитеты согласятся, по-видимому, что пассивный язык удобен для пользователя в позиции получателя.

Учитывая человеческие факторы, мы должны допустить циркуляцию в человеко-машинных системах двух по крайней мере полностью или частично различных между собой языков - языка передачи сообщений от человека к машине (Ячм) и языка передачи сообщений от машины к человеку (Ямч). Значит, нет единого языка коммуникации человека с ЭВМ, который предлагают приближать к естественному языку. На повестку дня встает задача дифференцированного выявления естественных для пользователя коммуникативных средств в обеих позициях - и отправителя, и получателя. Или, другими словами, задача состоит в создании удобных и естественных для человека Ячм и Ямч [216].

Исследование, по нашему мнению, должно проводиться на пользователях-новичках, не знакомых с программированием.

Во-первых, так избегается влияние уже известного квалифицированному программисту языка программирования. Конечно, каждому программисту легче будет пользоваться теми языковыми конструкциями, которые аналогичны привычным конструкциям, содержащимся в известном ему языке. Следует учесть, что большая часть программистов среднего класса "одноязычны", и некоторые администраторы и педагоги уверяют, что труднее всего заставить программиста учить второй язык программирования (труднее, чем третий и т. д.). Таким образом, квалифицированный пользователь слишком зависит от известных ему коммуникативных средств, что создает дополнительные сложности для экспериментирования.

Во-вторых (и это главное), все острее встает задача расширить число пользователей за счет специалистов в разных отраслях знания, не знакомых с программированием, но нуждающихся в помощи ЭВМ. Именно для новичков надо постараться определить наиболее легкие и естественные средства коммуникации с ЭВМ. Ведь нередко их отпугивает как раз необходимость учить язык программирования, а учеба считается делом трудным и долгим. В то же время программистов и математиков значительно меньше заботит легкость языка программирования. Хороший программист напишет достаточно экономную программу на том языке, который ему хорошо известен. Поэтому-то он обычно предпочитает преодолевать дополнительные трудности из-за плохого соответствия языка решаемой задаче, вместо того чтобы учить "идеально" соответствующий задаче язык. Тенденция же состоит в том, чтобы профессиональные программисты представляли собой меньшинство пользователей. А задача изучения человеческих факторов-сделать программирование легким и естественным для большинства, т. е. для сегодняшних и завтрашних новичков.

Вернемся теперь к рассмотрению вопроса о приближении языка коммуникации с ЭВМ к естественному языку. Очевидно, следует отдельно рассматривать перспективу приближения к естественному языку обоих выделенных нами языков - и Ячм, и Ямч. Поскольку психологические эксперименты еще не развернулись в должной мере, в этой области сейчас возможны лишь самые предварительные замечания.

Остановимся сначала на Ячм. Означает ли приближение Ячм к естественному языку, что коммуникация с ЭВМ становится все более естественной для человека? Этот вопрос требует экспериментальной проверки. Эксперимент может, например, состоять во включении в Ячм некоторых конструкций, аналогичных имеющимся в естественном языке конструкциям (например, грамматическим). Тогда сравнение этих конструкций с другими возможностями выразить то же содержание покажет, что же в действительности естественнее для пользователя.

К сожалению, подобная экспериментальная задача не утвердилась еще как насущная. Среди рассуждений на уровне здравого смысла очень редко попадаются грамотно проведенные психологические эксперименты. По существу, нам известна лишь одна работа по проверке естественности для пользователей различных языковых средств. Правда, результаты этого эксперимента, проведенного в Великобритании, настолько показательны, что на них стоит остановиться [280].

Рассказ об этом эксперименте придется начать издалека - с краткого изложения круга идей, связанных с выдвинутой В. Ингве "гипотезой глубины" [76]. Эта гипотеза, позволяющая говорить о функционировании естественных языков с точки зрения психологических возможностей человека, возбуждает интерес у многих исследователей. Наиболее яркие результаты получили известные ученые В. Ингве, Дж. Миллер. Н. Хомский и советские психологи И. М. Лущихина и И. И. Ильясов.

Начиная фразу на естественном языке, мы должны запоминать определенную грамматическую информацию и пользоваться ею при завершении этой фразы. Иначе высказывание получится грамматически неправильным. Можно сказать вслед за Ингве, что мы храним в памяти "обязательства" правильно завершить начатое предложение. Ингве предложил гипотезу, согласно которой число таких промежуточных сведений, хранимых при построении фразы в оперативной памяти, не может превышать "магического числа" 7±2, т. е. объема оперативной памяти. Количество таких "обязательств", или запоминаемых единиц, каждая из которых отмечает определенный шаг развертывания фразы, было названо "глубиной" фразы.

Таким образом, гипотеза заключается в том, что глубина реально употребляемых фраз естественного языка не превышает 7±2. Гипотеза неоднократно проверялась и в целом подтвердилась на материале разных естественных языков. Причем подтвердилась она двояко: во-первых, говорящие интуитивно избегают употреблять рекордно глубокие предложения, особенно в ответственных ситуациях, когда правильный прием сообщения адресатом особенно важен (например, при переговорах между авиадиспетчерами и летчиками). И, во-вторых, заметно ухудшается восприятие и запоминание фраз с максимально возможной глубиной (когда они все-таки попадаются), причем особенно страдает восприятие наиболее глубоких частей фразы.

Формально-грамматический аппарат естественного языка позволяет строить фразы произвольной глубины. Упомянем для примера один из самых очевидных способов увеличения глубины предложения. Это многократное применение механизма "самовставления". Он состоит в разрыве некоторого предложения на две части и вкладывании между ними другого предложения. Получившееся предложение можно в свою очередь разорвать и вставить новое предложение и т. д. При каждом таком разрыве и вкладывании глубина фразы увеличивается на единицу. В качестве примера можно рассмотреть такое, например, предложение: "Все слушали девочку, которая хорошо отвечала на уроке, который проводила учительница, которая заменяла своего больного коллегу". Это предложение вполне понятно, как и следующее предложение, глубина которого увеличена: "Девочка, которую все слушали, хорошо отвечала на уроке, который проводила учительница, которая заменяла больного коллегу". Еще раз применив механизм самовставления, получим предложение большей глубины, которое все еще можно понять: "Урок, на котором девочка, которую все слушали, хорошо отвечала, проводила учительница, которая заменяла своего больного коллегу". Если еще раз увеличить глубину, то получившееся предложение вряд ли удастся понять на слух: "Учительница, которая урок, на котором девочка, которую все слушали, хорошо отвечала, проводила, заменяла своего больного коллегу".

Отсутствие подобных фраз в реальном общении обусловливается, согласно гипотезе Ингве, ограниченностью психологических возможностей человека. Эта ограниченность должна сказываться во всякой коммуникации. Следовательно, конструкции с глубоким самозставлением окажутся сложными и тогда, когда они включены в язык программирования. Эта гипотеза была подвергнута экспериментальной проверке [280].

Для проверки английские ученые воспользовались двумя широко применяемыми в языках программирования типами условных конструкций. Сравнение их должно было показать, какая конструкция окажется более легкой и естественной. Были разработаны два микроязыка, на которых две группы испытуемых (новичков) должны были составлять программы решения сравнительно несложных задач. Микроязык, получивший название NEST, включал гнездующиеся условные выражения if... then... else... типа алгольных. Микроязык JUMP включал условные выражения с переходом к метке (if... go to...) типа используемых в BASIC. Задачи выбирались так, что для решения требовалась проверка нескольких условий. При этом программы на микроязыке NEST должны были содержать самовставления, а в программах на микроязыке JUMP это невозможно.

Эксперимент недвусмысленно показал, что по всем сравниваемым параметрам - по количеству решенных во время эксперимента задач; по количеству ошибок; по времени выполнения задания - группа, решавшая задачи на микроязыке NEST, добилась лучших показателей, чем группа, решавшая те же задачи на микроязыке JUMP. Более того, когда испытуемые группы NEST обучились микроязыку JUMP и решали на новом языке те же задачи, то они решали их дольше, чем неделей ранее - на NEST. А испытуемые, перешедшие с JUMP на NEST, решали те же задачи быстрее, чем неделей ранее - на JUMP (по другим параметрам они оказались равны). Таким образом, микроязык JUMP оказался безусловно более трудным, чем NEST.

Результат этот выглядит сенсационным: ведь для испытуемых оказались более естественными как раз те конструкции, которых естественный язык избегает. Однако проведенное выше различие между Ячм и Ямч позволяет дать этому результату определенную интерпретацию.

Проведенный английскими учеными эксперимент показал, что приближение Ячм к естественному языку требует существенных оговорок: только экспериментальные исследования могут показать, корректно ли выбрана эта цель. Если отождествить легкость применения языка с естественностью его для человека (а такое отождествление представляется вполне логичным), то получается, что естественность Ячм для пользователя - это не то же самое, что близость его к естественному языку. Таким образом, разговоры о синонимичности этих понятий оказываются преждевременными. Если бы это было так, то испытуемые не предпочли бы конструкцию, применение которой при естественноязыковом общении ограничено.

Дальнейшие эксперименты, возможно, создадут почву для более глубоких выводов. В настоящее же время можно только предположить, что характеристики "естественность для человека" и "близость к естественному языку" не синонимичны, и к Ячм должна быть применена лишь первая из них. Естественность для человека языковых конструкций, включаемых в Ячм, должна стать предметом многих экспериментальных исследований. Думается, что число изучаемых параметров необходимо увеличить: на работу пользователя оказывает влияние не только применяемый им язык программирования, но и решаемая им задача. Подробнее об этом будет говориться ниже.

Позиция получателя сообщений привлекала внимание психологов еще меньше, чем позиция отправителя. Нам неизвестны экспериментальные работы, посвященные Ямч. В силу этого мы можем опереться лишь на здравый смысл, надеясь лишь на то, что он не всегда подводит. Исходя из этих соображений, приближение Ямч к естественному языку выглядит достаточно обоснованным. Ответы ЭВМ должны поступать на уже известном пользователям языке. Наверное, нереально было бы заставить их обучаться Ямч. А единственное подлинно универсальное орудие коммуникации - это естественный язык. Напомним, что даже перспектива разработки универсального языка программирования признается в настоящее время спорной. Ямч, близкий к естественному языку, будет, по терминологии Халперна, пассивным языком. Так пассивный язык находит свое место в процессе коммуникации человека с ЭВМ, а протесты против него обоснованны только тогда, когда пассивный язык подставляют на место Ячм. В качестве же Ямч пассивный язык, по-видимому, вполне на месте.

Можно привести некоторые общие соображения в пользу этого утверждения. Так, выдаваемые ЭВМ ответы могут вызвать интерес не только у того конкретного пользователя, который ввел данный запрос, но и у целого ряда его коллег с различной подготовкой. Поскольку наблюдается тенденция к расширению сотрудничества специалистов разных областей знания, решающих единую задачу, то такую ситуацию можно считать рядовой. Думается, что ответ ЭВМ на пассивном языке облегчит многим специалистам хотя бы первые шаги в интерпретации этого ответа.

Еще один довод можно привести по аналогии с практикой работы программистов. Известно, что в программу можно ввести комментарии, написанные на естественном языке. Эти комментарии не принадлежат ни Ямч (так как они не генерируются машиной), ни Ячм (так как они не учитываются транслятором). Здесь мы наблюдаем пример автокоммуникации или, реже, общения программиста со своим коллегой. Можно предположить, что пользователю будет удобно интерпретировать не только собственные комментарии, но и ответы ЭВМ, если они составлены на "естественном" пассивном языке.

Если вышеприведенные рассуждения справедливы, то различение позиций отправителя и получателя сообщений позволяет развести по разным сторонам процесса коммуникации и выражения "близость к естественному языку" и естественность для человека". Выражения эти не вступают ни в какие отношения- ни синонимии, ни конкуренции, - поскольку они относятся к разным языкам. Прогресс в области человеческих факторов в программировании состоит в приближении Ямч к естественному языку и в разработке Ячм, естественного для пользователей. Решение этой задачи может оказаться по плечу только коллективам исследователей, поскольку в этой сложной области отдельные эксперименты не позволяют прийти к окончательному выводу. Необходимы последовательные серии работ, исследующих роль многочисленных взаимосвязанных факторов, обусловливающих успешное решение задач в системе "человек - ЭВМ". Например, нельзя сказать, что при разработке Ячм следует отдавать предпочтение конструкциям, аналогичным той, что включена в NEST. В проведенном нами эксперименте оказалось, что, наоборот, более естественна языковая конструкция, аналогичная включенной в JUMP. И опять-таки нельзя считать, что результаты двух экспериментов противоречат друг другу. По-видимому, вмешался неучтенный фактор: природа решаемых задач. О естественности для человека того или иного языка коммуникации с ЭВМ имеет смысл говорить, лишь учитывая тип решаемых задач.

Вот как мы пришли к этому мнению. Эксперимент был задуман как проверка любопытных результатов, полученных английскими учеными. Сравнивались те же два варианта условных выражений: конструкция с самовставлением и конструкция с условным переходом к метке. Испытуемые должны были составить программы, относящиеся к сортировке книг в библиотеке. Для составления программ были разработаны два микроязыка. Язык А определяется следующим образом (в нотации Бэкуса):

<программа>:: = если <тип> то <действие> иначе <действи> <тип>:: = <формат> | <жанр> | <сохранность>

<формат>:: = большой|стандартный|миниатюрный

<жанр>:: = поэзия|проза|драматургия|воспоминания

<сохранность>:: = удовлетворительный|плохой

<действие>:: = <программа>|<полка>|реставрация|выставка|статус

<полка>:: = А1|А2|A31 ... |А50

Язык Б определяется следующим образом:

<программа> :: = если <тип> переход <метка>|<метка> <программа> |<действие>

<тип>:: = <формат>|<жанр>|<сохранность>

<формат>:: = большой|стандартный|миниатюрный

<жанр>:: = поэзия|проза|драматургия|воспоминания

<сохранность>:: = удовлетворительный|плохой

<метка>:: = М1| М2| М3| ... |М50

<действие>:: = <полка>|реставрация|выставка|статус

<полка>::=А1 | А2 | A3 | ... | А50

Пояснения, вероятно, требует лишь условная нумерация свободных полок в библиотеке (от А1 до А50), да еще действие "статус": согласно нему книга остается на своем месте.

Испытуемыми были шесть мужчин и шесть женщин в возрасте от 19 до 29 лет (средний возраст 24,7 лет). Восемь испытуемых имели высшее гуманитарное образование (психологическое, филологическое или экономическое), четверо были студентами тех же специальностей. Двое испытуемых были ранее знакомы с программированием: испытуемая Т. С. (26 лет) по институту, а испытуемая В. К. (27 лет) по средней школе. Обе эти испытуемые программистами никогда не работали. По числу ошибок и по времени, затраченному на решение задач, эти испытуемые не отличались от других испытуемых. Для сравнения было предложено решить эти же задачи инженеру, хорошо знакомому с программированием на АЛГОЛе. Ошибок он не допустил, а времени затратил в 2-4 раза меньше, чем наши испытуемые. Исходя из этого сравнения, мы посчитали возможным включить испытуемых Т. С. и В. К. в экспериментальную группу. Единственным признаком прошлой подготовки можно считать тот факт, что В. К. составила для некоторых задач более экономные и оригинальные программы, чем остальные испытуемые. Это, на наш взгляд, говорит скорее о ее знакомстве с алгоритмированием, чем с программированием (В. К. по профессии экономист).

Испытуемым предлагалось решить четыре задачи. Сами задачи элементарны, алгоритм решения их не представляет решительно никакой трудности, сложность же заключалась в составлении программы решения. Ни одна задача не имела единственно возможного решения, т. е. каждая из целого ряда программ считалась правильным решением. Цель составить самую эффективную (например, самую короткую) программу перед испытуемыми не ставилась. Приведем для примера первую задачу, которая вызвала у всех без исключения испытуемых наибольшие затруднения. Три последующие задачи, объективно более трудные (требовалось проверить больше условий, в силу чего программы удлинялись по сравнению с первой задачей), решались значительно быстрее и с меньшим числом ошибок, чем первая задача. Формулировалась она так: "Составить программу отбора воспоминаний удовлетворительной сохранности на выставку, а книг большого формата плохой сохранности - в реставрацию. Остальные книги оставить на месте". Вот возможное решение этой задачи на языке А:

если плохой то

если большой то реставрация иначе статус

иначе если воспоминания то выставка

иначе статус

Вот пример решения той же задачи на языке Б:

если удовлетворительный переход M1

M1 если воспоминания переход М2

М2 выставка

если плохой переход М3

М3 если большой переход М4

М4 реставрация статус

Испытуемые были случайным образом разделены на две группы: одна группа решала задачи сначала на языке А, потом на языке Б; другая группа - сначала на языке Б, потом - на языке А. Интервал между двумя сеансами составлял для разных испытуемых от 4 дней до 11 дней (средний интервал - 5,8 дней). Для различения групп будем называть первую группой АБ (сначала язык А, потом язык Б), а вторую группой Б А (сначала язык Б, потом язык А). На обоих языках испытуемые составляли программы решения одних и тех же задач. Это оправдано тем, что реальную трудность составляло обучение языкам (А и Б) и программированию на них, задачи же были элементарны. Ни один из испытуемых не обратил внимания на то, что задачи повторяются. Подобная схема эксперимента была выбрана для того, чтобы иметь возможность сравнить наши результаты с результатами эксперимента [280], проведенного именно по такой схеме.

В обеих группах результат был одинаков: решение задач на языке А длилось дольше и сопровождалось большим числом ошибок, чем раньше на языке Б. В таблице 16 приведены сводные (по всем четырем задачам) результаты эксперимента для обеих групп.

Таблица 16 . Сводные результаты эксперимента для групп АБ и БА

Как видно из таблицы, лишь трое испытуемых (все - из группы АБ) решили задачи на языке А быстрее, чем на языке Б. Однако при этом они допустили больше ошибок в решениях на языке А. Можно сделать вывод, что для большинства испытуемых язык А оказался более трудным и неестественным, чем язык Б. Если вспомнить гипотезу Ингве, то этот результат не выглядит удивительным: испытуемые, пользуясь естественным языком, привыкли избегать самовставлений и не отказались от этой привычки при попытках программирования. Однако говорить о влиянии родного языка испытуемых на решение ими задачи было бы преждевременно, и прежде всего потому, что результаты нашей работы прямо противоположны результатам работы (280), в которой более легким оказался язык, аналогичный нашему языку А.

Столь же преждевременно было бы говорить о противоречивости результатов двух экспериментов, ибо оснований для этого утверждения пока недостаточно. Необходимы многие серии экспериментов. Лишь после этого можно будет установить определенные научные факты и обосновывать на них утверждения. А пока, при дефиците экспериментальных исследований, еще не время делать далеко идущие выводы.

Вместо попыток опровержения результатов работы (280) мы попробуем выдвинуть предположение о причинах расхождения этих результатов с нашими. Для иллюстрации нашего предположения прибегнем к результатам решения испытуемыми первой задачи. Это оправдано тем, что при решении задач на языке А испытуемые потратили больше всего времени на первую задачу и допустили в ней большую часть ошибок. Приводим в таблице 17 результаты решения первой задачи испытуемыми обеих групп.

Из сопоставления таблиц 17 и 16 легко заметить, что при решении задач на языке А первая задача оказалась самой трудной, в ней почти все допустили ошибки, и большинство испытуемых более половины общего времени потратили на ее решение. Поэтому мы можем обосновать свое предположение, рассматривая результаты решения именно этой задачи.

Таблица 17. Результаты решения первой задачи группами АБ и БА

Обращаясь к протоколам эксперимента, мы находим очевидное затруднение для испытуемых во время составления программ на языке А. По условию всех задач (не только первой) требовалось запрограммировать определенные действия над частью книг, остальные же книги оставались на месте. Испытуемым, составлявшим неэкономные программы, приходилось отдельно указывать каждую "порцию" книг, которые оставались на месте. Например, первую задачу никто из испытуемых не решил так, как показано выше. Найденные ими решения были длиннее и сложнее. Большинство испытуемых решило задачу

так:

если воспоминания то

если удовлетворительный то выставка

иначе если плохой то

если большой то реставрация

иначе статус

иначе статус

иначе если плохой то

если большой то реставрация

иначе статус

иначе статус

Такое решение, хотя оно и явно громоздкое, признавалось правильным. Главная трудность для испытуемых - повторение слов "иначе статус" для завершения главной конструкции языка "если... то... иначе...". Испытуемые не видели смысла в этих повторениях, и для некоторых из них слова "если" и "иначе" превратились в некое подобие слов-скобок типа begin-end в АЛГОЛе. Характерно, что трое испытуемых группы АБ, решая эту задачу на языке Б, начали программу так:

если воспоминания переход MI

статус

Хотя прошло в среднем 5,8 дней после решения ими задачи на языке А, неправильное представление о скобочной роли слов "иначе статус" запомнилось испытуемым, а поскольку в языке Б слова "иначе" нет, они ставили просто "статус", имея в виду завершить конструкцию, начатую словом "если".

В работе (280) приводится для примера лишь одна из предлагавшихся испытуемым задач. Судя по ней, у испытуемых не было никаких оснований придавать словам "если" и "иначе" несвойственную им роль скобок. Использовавшиеся в эксперименте (280) языки "беднее" наших языков А и Б в том смысле, что в них определено меньше объектов и меньше действий над ними. Поэтому экспериментаторы могли предложить испытуемым запрограммировать отдельное действие для каждой группы объектов. В наших задачах этого не было, поскольку в таком случае программы сильно удлинялись бы.

Итак, сравнение результатов двух экспериментов показывает не то, какой язык естественнее для пользователей, а скорее проливает некоторый свет на пути исследования человеческих факторов в области коммуникации человека с ЭВМ. Недостаточно поставить цель определить естественные для отправителя или получателя сообщений коммуникативные средства. Необходимо учитывать также решаемые человеко-машинной системой задачи. Иными словами, для решения задач одного типа может быть естественным один язык, а для решения задач другого типа - другой язык. Это представляется главным выводом из проведенного выше сопоставления двух экспериментов. Помимо этого вывода следует упомянуть, что такое сопоставление привлекло наше внимание к ряду интереснейших проблем, о которых, однако, имеет смысл говорить лишь после завершения начатых экспериментов.

Таким образом, работа исследователей человеческих факторов в области коммуникации человека с ЭВМ значительно усложняется. Теперь недостаточно планировать экспериментальное изучение естественности языковых конструкций для пользователей. Приходится соотносить это с решаемой задачей, т. е. изучение человеческих факторов нельзя отрывать от рассмотрения всей деятельности человека, занятого решением задачи.

В заключение несколько слов о психолингвистической подоплеке разделения языка коммуникации человека с ЭВМ на Ячм и Ямч. Это связано с разделением позиции отправителя - в его интересах, чтобы язык был удобен для генерирования сообщений, - и позиции получателя, которого волнует лишь сообщение - результат этого генерирования. Интересы их не вполне совпадают. Естественные языки - исторический результат компромисса между интересами отправителя и получателя сообщений [203]. Развитие их в течение тысячелетий ограничивалось тем обстоятельством, что обе стороны, вступающие в коммуникацию, обладали сходной нервной системой (при этом цели их не могли не быть различными). Успех коммуникации, т. е. достижение взаимопонимания, служил сигналом обратной связи: если говорящий пытался генерировать текст максимально экономным способом (потворствуя своим интересам отправителя сообщений), то он обыкновенно оставался непонятым. А так как в процессе общения коммуниканты постоянно меняются позициями - отправитель становится получателем и наоборот, то в достижении компромисса были заинтересованы все носители языка. Общепринятый в данную эпоху национальный язык - это и есть результат подобного компромисса.

Отсюда видно, что переносить этот компромисс на коммуникацию с машиной не обязательно. ЭВМ, не обладая человеческой нервной системой, лишена и человеческих коммуникативных интересов. При коммуникации с ЭВМ человек может вволю проявить свои интересы - как отправителя, так и получателя. Поэтому сложившийся в межчеловеческом общении компромисс может не распространяться на случай коммуникации с ЭВМ (а может и распространяться - это зависит от нашего желания, удобства и т. д., но никак не от машины). Психолингвисты пока не исследовали, в чем конкретно состоят языковые интересы отправителя и получателя (говорящего и слушающего). Если такое исследование будет проведено, это может существенно расширить спектр коммуникативных возможностей чело: века в обеих позициях - и передатчика, и приемника информации. Как бы то ни было, отвергать заранее такую возможность было бы неразумно.