Con chuột Theseus của Claude Shannon là một cỗ máy biết học mê cung, ra mắt năm 1951 tại một hội nghị ở New York. Câu chuyện đáng quan tâm vì nó chỉ ra một điều bất ngờ: con chuột gỗ chẳng nhớ gì, còn trí nhớ nằm trong hệ rơ-le giấu dưới sàn. Bài này tóm tắt video cùng tên của kênh Huyền Sử AI.

Tóm tắt nhanh

Theseus là con chuột gỗ chạy trong mê cung 25 ô. Bên trong nó chỉ có một thanh nam châm, còn khoảng chín mươi rơ-le dưới sàn ghi lại hướng đi cuối cùng ở mỗi ô. Nhờ đó, lần chạy thứ hai nó đi thẳng tới đích, và khi mê cung bị đổi thì nó chỉ học lại đoạn đã đổi. Shannon muốn cho thấy việc học không cần một bộ óc: nó có thể nằm trong cả một hệ thống biết đổi trạng thái. Cũng chính hệ thống ấy có lúc kẹt vào vòng lặp mà không tự thoát ra được.

Diễn biến chính

1948: Shannon nổi tiếng, điều khiển học thành mốt

Năm 1948, ở Bell Labs, Shannon công bố bài báo «Lý thuyết toán học về truyền thông», đặt bit làm đơn vị đo chung cho thông tin. Bài báo về sau được ví như bản đại hiến chương của thời đại thông tin. Cùng năm, Norbert Wiener ra cuốn «Điều khiển học», cho rằng máy móc, động vật và con người đều vận hành bằng vòng phản hồi.

Từ năm 1946, quỹ y khoa Macy ở New York mời nhà toán học, nhà sinh lý, nhà nhân học và nhiều bác sĩ tâm thần ngồi chung một bàn để tranh luận xem bộ não có phải cỗ máy phản hồi không. Đầu thập niên 1950, câu hỏi nóng nhất trở thành: máy có thể học không?

1936–1937: Rơ-le gặp logic Boole

Năm 1936, Shannon đến MIT chăm sóc máy phân tích vi phân, một cỗ máy cỡ cả căn phòng có tủ rơ-le điều khiển. Ông nhận ra mỗi rơ-le chỉ có hai trạng thái, đóng hoặc mở, giống đúng và sai trong logic của George Boole. Năm 1937, luận văn thạc sĩ của ông chứng minh mạch rơ-le có thể viết thành phép tính logic và ngược lại. Những chiếc rơ-le này sau đó trở thành bộ nhớ của Theseus.

1950: Bài báo cờ vua và mê cung ở nhà

Năm 1950, Shannon viết bài về cách lập trình máy tính chơi cờ vua, với nhận xét rằng số ván cờ có thể xảy ra vượt số nguyên tử trong vũ trụ quan sát được, nên máy phải biết chọn lọc. Cùng thời gian, ông làm mê cung ở nhà, theo tài liệu thứ cấp là vì ông muốn làm, và Betty, vợ ông, phụ một tay. Ý đồ của ông là để con chuột hoàn toàn ngốc, đặt trí nhớ xuống dưới sàn.

1951–1952: Cách Theseus hoạt động và ra mắt công chúng

Con chuột là thanh nam châm bọc vỏ gỗ, có râu đồng, mắt bằng cúc áo. Phía dưới sàn, một nam châm điện gắn trên xe hai động cơ kéo nó đi. Mê cung có 25 ô và 40 khe cắm tường, theo Bell Labs cho hơn một triệu triệu cách bày. Mỗi ô nhớ một điều: lần cuối rời ô, con chuột đi hướng nào, lưu bằng hai rơ-le.

Lần đầu nó mất một đến hai phút để dò đường, lần sau chỉ mười hai đến mười lăm giây và không chạm tường. Thông cáo của Bell Labs nêu bốn năng lực: giải bằng thử và sai, nhớ lời giải, bổ sung điều mới và quên điều cũ. Tên Theseus lấy từ người anh hùng thần thoại Hy Lạp vào mê cung của quái vật đầu bò. Năm 1952, Bell Labs quay phim dài hơn tám phút về nó, còn Popular Science, Time và Life đều đưa tin.

1951: Chuột Tâm Thần

Trong buổi trình diễn trước hội nghị Macy, Shannon đổi vài bức tường rồi thả chuột vào. Các mũi tên cũ nối thành vòng tròn khép kín, con chuột chạy mãi mà không va tường nào, nên không có rơ-le nào lật để sửa sai. Biên bản gọi đó là vòng luẩn quẩn. Các bác sĩ tâm thần thấy giống chứng loạn thần kinh, và bác sĩ Henry Brosin nói đại ý Orwell lẽ ra phải xem cảnh này. Cỗ máy có hai biệt danh: Chuột Khải Hoàn khi tìm ra pho mát, Chuột Tâm Thần khi chạy vòng.

1955–2001: Dartmouth, cuộc thi chuột máy và những năm cuối

Mùa hè 1955, Shannon cùng ba nhà khoa học khác, trong đó có John McCarthy và Marvin Minsky, ký đề xuất hội thảo Dartmouth, nơi cụm từ trí tuệ nhân tạo xuất hiện. Năm 1977, tạp chí IEEE Spectrum phát động cuộc thi chuột máy giải mê cung, và chung kết năm 1979 diễn ra ở New York. Khác với Theseus, những con chuột mới mang sẵn bộ vi xử lý, cảm biến và bộ nhớ trên lưng. Shannon mất năm 2001 sau những năm bị bệnh Alzheimer, còn Theseus gốc nằm ở bảo tàng MIT và không còn chạy.

Điều còn tranh cãi hoặc cần thận trọng

  • Số rơ-le: thông cáo năm 1952 ghi khoảng chín mươi, nhưng các bài viết sau này đếm mỗi nơi một kiểu.
  • «Máy AI đầu tiên»: cách gọi này chưa chuẩn, vì chữ AI chỉ có từ năm 1955.
  • Mạch chống loạn thần kinh: chi tiết Shannon lắp thêm mạch cho máy chuyển sang kế hoạch dự phòng sau sáu lần thất bại chỉ thấy trong một bài viết trên mạng. Cảnh chuột chạy vòng ở hội nghị Macy thì có tài liệu, do nhà sử học Rebecca Lemov kể lại từ biên bản.
  • Hai phiên bản: con chuột ở New York năm 1951 và con chuột trong phim năm 1952 có thể là hai phiên bản khác nhau.
  • Giai thoại: chuyện hàng rào thép gai làm điện báo thời nhỏ, ý tưởng từ mê cung cây xanh, quà Meccano và việc Shannon mang Theseus từ gác xép xuống năm 1977 chỉ nên coi là chuyện kể bên lề, theo lời kể của các tác giả khác nhau.

Vì sao câu chuyện này đáng nhớ?

Theseus không phải con chuột thông minh đầu tiên. Nó giống một lập luận viết bằng nam châm và dây đồng: việc học có thể là thuộc tính của cả hệ thống, không nhất thiết nằm trong một «bộ óc». Nó cũng có giới hạn rõ, vì chỉ biết đúng một mê cung và không mang được gì sang mê cung khác. Chính tờ Time cũng nhận xét rằng xét cho cùng, Theseus chẳng phải là một con chuột ra trò.

Hơn bảy mươi năm sau, ta trò chuyện với những cỗ máy qua một khung chữ nhỏ, còn phần thật sự đã học nằm trong những trung tâm dữ liệu không ai thấy. Câu hỏi video để lại vẫn hữu ích: ta đang vỗ tay cho con chuột hay cho cái sàn, và nếu hệ thống cứ chạy mãi một vòng tự tin, ai sẽ nhấc nó ra?

Câu hỏi thường gặp

Theseus của Claude Shannon là gì?

Theseus là chuột máy do Shannon chế tạo năm 1950–1951 tại Bell Labs: một con chuột gỗ chạy trong mê cung 25 ô. Trí nhớ của nó nằm trong khoảng chín mươi rơ-le điện thoại dưới sàn, không nằm trong con chuột.

Theseus có phải cỗ máy AI đầu tiên không?

Không nên gọi vậy. Cụm từ trí tuệ nhân tạo chỉ xuất hiện năm 1955 trong đề xuất hội thảo Dartmouth, nên gọi Theseus là một trong những máy học sớm nhất thì đúng hơn.

Theseus nhớ đường bằng cách nào?

Mỗi ô của mê cung có hai rơ-le, đủ để lưu bốn hướng. Rơ-le chỉ ghi lần gần nhất con chuột rời ô ấy theo hướng nào, và khi tới pho mát thì các mũi tên cuối cùng đều chỉ về đích.

Vì sao người ta gọi nó là Chuột Tâm Thần?

Khi Shannon đổi vị trí vài bức tường, các mũi tên cũ nối thành một vòng khép kín và con chuột chạy vòng mãi. Các bác sĩ tâm thần trong phòng thấy đó giống chứng loạn thần kinh, nên đặt biệt danh này.

Theseus hiện ở đâu?

Theo nguồn của kênh, bản gốc nằm trong bộ sưu tập của bảo tàng MIT và không còn chạy. Bell Labs từng đóng thêm các bản sao, trong đó có bản tên Philbert.

Nguồn tham khảo

  • Rebecca Lemov, «Running amok in labyrinthine systems», tạp chí Limn số 1
  • Tạp chí Time, 19/5/1952, bài về con chuột có trí nhớ
  • Thông cáo của Bell Labs năm 1952 về máy giải mê cung
  • Tạp chí Life (28/7/1952) và Popular Science (3/1952)
  • Electrical Engineering, 7/1952
  • Claude Shannon, «Programming a Computer for Playing Chess», Philosophical Magazine, 1950
  • Jonathan Klein, bài viết năm 2018 về Shannon và Theseus
  • IEEE Spectrum, 5/1977, về cuộc thi chuột máy
  • Đề xuất hội thảo Dartmouth, 1955
  • Kho tư liệu cyberneticzoo và Futility Closet

Bài viết tóm tắt từ video của kênh; nội dung mang tính giới thiệu.