Чтение онлайн

Исаак Семёнович Брук был сыном простого служащего табачной фабрики в Минске. Он родился 27 октября (9 ноября) 1902 г., на семь дней позже Сергея Лебедева. Хотя семья была небогата, но родители сделали всё от них зависящее для того, чтобы дети получили хорошее образование. В 1920 г. Исаак окончил реальное училище, а две его сестры — Маша и Мирра — учились в гимназии и музыкальной школе. С ранней юности Исаак интересовался техникой и был частым гостем на электромеханическом заводе «Энергия», где мастера, видя интерес мальчика, часто отдавали ему ненужные детали. Дома он превратил свою комнату в настоящую мастерскую. Мальчик много читал, рисовал, увлекался астрономией. В 1920 г. поступил на всё тот же электротехнический факультет Бауманки, куда годом позже поступит Лебедев [437] . Словом, в судьбах этих двух великих людей можно усмотреть немало совпадений.

Вообще было бы неверным считать, что советская вычислительная техника возникла в 1948 г. как чёртик из табакерки. В 1930-е гг. СССР производил собственные арифмометры и табуляторы. Так же как и на Западе, появлению электронных цифровых машин предшествовал период экспериментов с аналоговой техникой. Вот лишь некоторые важные вехи этого этапа: в 1939 г. Брук создаёт механический интегратор (дифференциальный анализатор), позволяющий решать дифференциальные уравнения до 6-го порядка, в 1947 г. — до 20-го порядка. В 1940-х гг. под руководством Льва Израилевича Гутенмахера начата разработка электромеханического прибора управления артиллерийским зенитным огнём и первых электронных ламповых интеграторов. Эти работы привели к созданию первых электронных аналоговых машин с повторением решения — такие машины способны не просто однократно вычислить значение некоторой функции по входным параметрам (подобно аналоговым вычислительным машинам однократного действия), а производить целые серии вычислений, запоминая результат каждой из них [438] . В 1945 г. Лебедев создал первую электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений [439] .

Исследования Гутенмахера не только оказали влияние на первую машину Лебедева, но также стали отправной точкой для другого интересного проекта. В 1954 г. в лаборатории Гутенмахера была создана машина ЛЭМ-1, логика которой была реализована без применения электронных ламп. Элементной базой новой машины, проект которой был представлен в 1950 г., стали двоичные феррит-диодные ячейки, представляющие собой электромагнитные бесконтактные реле на магнитных усилителях трансформаторного типа. Позже, основываясь на ячейках Гутенмахера, Николай Петрович Брусенцов разработал троичную феррит-диодную ячейку, которая работала в двухбитном троичном коде, то есть один трит записывался в два двоичных разряда. На основе этих ячеек в 1958 г. в Вычислительном центре Московского государственного университета была разработана малая ЭВМ «Сетунь». Минимальной адресуемой единицей главной памяти «Сетуни» был трайт. Один трайт равен 6 тритам (почти 9,51 бита). В «Сетуни-70» трайт интерпретируется как знаковое целое число в диапазоне от –364 до 364. В трайте может содержаться целое число как девятеричных, так и двадцатисемеричных цифр. «Сетунь» стала первой в истории цифровой машиной на базе троичной логики [440] .

С позиции сегодняшнего послезнания многие решения, принимавшиеся создателями вычислительных машин до эры интегральных микросхем, могут показаться наивными или откровенно ошибочными. Такое впечатление складывается в силу того, что в развитии вычислительной техники за последние сто лет произошёл огромный прогресс, что привело к переоценке множества идей, методов и процессов. Сегодня нам кажутся очевидными многие идеи, ещё столетие назад бывшие лишь смутными мечтами людей, которых многие их современники считали чудаками. Урок, преподнесённый человечеству историей вычислительной техники, заключается в том, что даже полукустарные начинания (вспомним хотя бы постройку Цузе его первой машины), с прохладой встречаемые признанными лидерами технологического бизнеса («не подпускайте Атанасова к табулятору»), могут содержать в себе потенциал масштабных изменений, способных радикально изменить «правила игры». Конечно, здесь можно легко стать жертвой «систематической ошибки выжившего», поскольку до нас дошли только «победившие» идеи, а огромное количество «революционных» идей новаторов на деле оказывались полной чепухой, и время экспертов, растраченное попусту на анализ этой чепухи, по всей видимости, огромно (хотя порою даже анализ чепухи приводит к появлению плодотворных идей). Однако истории известны не менее печальные случаи, когда многие идеи оказывались похоронены по причине некачественной экспертизы, ошибок управленцев и финансистов, режима секретности или недостаточного упорства самих изобретателей.

Изучение идей создателей первых вычислительных машин позволяет иначе взглянуть на некоторые «незыблемые» концепции наших дней. Парафиновые кубы и мыльные плёнки в качестве основы для вычислений, троичная логика, парадигма вычислений, основанная на сортировке карт, — все эти идеи заставляют задуматься над тем, является ли главный путь, выбранный вычислительной техникой в своём развитии, столь уж безальтернативным. Будут ли вычислительные машины будущего похожи на современные компьютеры? К этому интересному и вовсе не тривиальному вопросу мы вернёмся несколько позже. А сейчас поговорим о задачах, которые были поставлены перед электронными вычислительными машинами вскоре после их создания.

Как и во всякой экспериментальной науке, специалистам, занимающимся исследованиями в области ИИ, нужна была своя «мушка дрозофила» — модельный объект, на котором можно опробовать созданные методы. В 1995 г. журнал Time в статье «Об озоне и фруктовых мушках», посвящённой нобелевским лауреатам 1995 года, так описывал роль, отведённую дрозофилам в современной науке: «Для большинства людей плодовые мушки — это надоедливые насекомые, которые роятся вокруг перезрелых бананов. Однако для биологов они являются ключом к разгадке некоторых из глубочайших загадок жизни. Они почти идеальные лабораторные животные: крошечные насекомые не только быстро растут, но и их генетическая структура поразительно похожа на человеческую. Поэтому для трёх исследователей, получивших в этом году Нобелевскую премию по медицине и физиологии, было вполне естественно использовать плодовых мушек, чтобы помочь разгадать загадку того, как гены контролируют эмбриональное развитие — у насекомых и у людей» [441] , [442] . На роль плодовой мушки искусственного интеллекта настольные игры подходили идеально: мир настольной игры достаточно прост и основан на чётких и однозначно определённых законах. Создавая ИИ для игры, мы тем самым абстрагируемся от массы инженерных проблем, лежащих между ИИ и выполнением задач реального мира, нам не нужно оперировать физическими объектами, достаточно лишь формального описания игрового положения в памяти компьютера и простых средств ввода-вывода, созданных ещё на заре компьютерной эры. Настольная игра — это в некотором роде чистая игра ума, требующая от интеллектуального агента одного лишь умения принимать разумные решения в замкнутом игровом пространстве. В то же время игра претендует на то, чтобы быть, пусть и крайне упрощённой, моделью действительного мира. Ведь процесс принятия решений в ней отдалённо напоминает аналогичный процесс в реальной жизни. Неслучайно в обыденных разговорах мы часто употребляем игру как метафору для человеческих взаимоотношений: «геополитические игры», «мировая шахматная доска», «игра на понижение», «закулисные игры». Герман из пушкинской «Пиковой дамы» заявляет, что наша жизнь — игра, а популярный психолог Эрик Берн пишет книгу «Игры, в которые играют люди», посвящённую социальным взаимодействиям людей. Игровой, игрушечный мир создан по подобию мира реального. Ребёнок, познающий мир, нередко подступается ко взрослым проблемам именно в упрощённой игровой форме, а навыки, полученные им в игре, нередко оказываются востребованы в будущем. Подобно тому как мы в игровой форме обучаем своих детей взрослой жизни, мы используем игру и для создания первых прототипов систем искусственного интеллекта, приспособленных решать задачи реального мира.

Кроме того, игра — это зрелище, понятное неспециалистам. Машина, которая умеет играть, произведёт впечатление даже на дилетанта. Такая машина способна пробудить в человеке дух соперничества, а значит, и интерес. Люди, далёкие от мира создателей «умных» машин, редко интересуются математическим аппаратом, используемым машиной для принятия решений. Но результат работы этого аппарата (ходы на шахматной или шашечной доске) может быть понятен даже ребёнку. Облекая свои достижения в понятную большинству людей форму, учёные таким образом поддерживают уверенность общества в том, что оно должно и дальше выделять ресурсы на разработку систем искусственного интеллекта.

С незапамятных времён игры становились мишенью для критики со стороны моралистов. «Тавлеи и шахы въ многихъ насъ ?брта?ми с?ть, а книги ни въ кого же» («Многие из нас только и знают, что играть в тавлеи и шахматы, а книг никто не читает») [443] — написано в «Пчеле» (???????) — сборнике назидательных изречений IX в. византийского происхождения, получившем весьма широкое распространение на Руси и Балканах. История, впрочем, показала, что моралистам не под силу истребить игры, а сами игры могут принести немалую пользу науке.

Хотя теория игр оформилась в самостоятельную дисциплину лишь в XX в., учёные уже успели придумать весьма развитую систему классификации, позволяющую разделять игры на различные типы в зависимости от их существенных особенностей.

В первую очередь все игры подразделяются на кооперативные (коалиционные) и некооперативные. В первых игроки объединяются в группы и обязаны соблюдать определённые обязательства перед другими игроками своей группы. В некооперативных играх каждый действует за себя (это не значит, что в процессе игры не могут формироваться союзы или что невозможна координация действий игроков, однако в некооперативных играх следование договорённостям не является обязательным). Можно сказать, что ключевой отличительной чертой некооперативных игр является отсутствие внешнего механизма (например, правил), обеспечивающего неукоснительное следование установленным обязательствам. В соответствии с этим подразделением футбол и бридж — кооперативные игры, а крестики-нолики и шахматы — некооперативные.

Также игры делятся на симметричные и асимметричные. В симметричных играх игроки обладают одинаковым набором возможностей (стратегий) и одна и та же стратегия обеспечивает одинаковый результат каждому из игроков. Например, в игре «камень, ножницы, бумага» каждый из игроков может показать и камень, и ножницы, и бумагу, но, скажем, ножницы всегда побеждают бумагу, вне зависимости от того, какой из игроков их показал — первый или второй. Пример асимметричной игры — прятки, в них у игроков и водящего разные наборы возможностей. Некоторые игры, например шахматы или шашки, иногда называют «почти симметричными», потому что в них существует небольшая разница между белыми и чёрными — белые ходят первыми.

Игры также делят на параллельные и последовательные. В параллельных играх игроки совершают свои ходы одновременно либо не осведомлены о выборе оппонента до тех пор, пока остальные не сделают свои ходы. В последовательных, или динамических, играх участники совершают ходы последовательно и в момент совершения хода обладают информацией о предшествующих действиях других игроков, хотя эта информация может быть и неполной. Уже упомянутая игра «камень, ножницы, бумага» — параллельная (ведь игроки действуют одновременно), а крестики-нолики — последовательная. В повседневной жизни, рассуждая о компьютерных играх, мы часто называем последовательные игры пошаговыми, а параллельные — играми реального времени.