Аннотация: Норберт Винер по мнению автора создал не новое научное направлене, а пустышку.
Метод аллегорий очень прост и требует от нас только некоторой доли рассудка и воображения. Это обширное поле, дающее богатый урожай всевозможных объяснений, где всегда найдёшь всё, в чём нуждаешься.
Шарль де Бросс, О фетишизме (1760г.);
изд. "Мысль", М.,1973г.
Норберт Винер, почитаемый отцом нового научного направления - кибернетики - сформулировал её суть как науку об управлении, связи и обработке информации в технике, живых организмах и человеческом обществе.[Cybernetics or control and communication in the animal and the machine. New York, 1948; Cybernetics and society.London, 1954].
В такой формулировке кибернетика однозначно была определена нашими партийными философами того времени как лженаука, поскольку считалось, что обобщать с единых позиций физику, биологию и человеческое общество можно только с позиций диалектического и исторического материализма.[См. напр. Теория передачи электрических сигналов при наличии помех. Сб. переводов под редакцией Н.А. Железнова, предисловие, ИИЛ, М.1953. с.3-6]]
Впоследствии после воцарения Никиты Сергеевича Хрущёва, когда многие филосовско-партийные догматы (например, о возможности построения коммунизма в одной отдельно взятой стране) стали пересматривать, настал черёд и триумфального воцарения кибернетики, чему немало способствовал и визит Н. Винера в Москву.
Теперь, когда реалии тех времен давно уже канули в Лету, постараемся спокойно разобраться в том, что такое кибернетика - лженаука или гениальный прорыв в будущее.
Насчёт лженауки - это, по мнению автора слишком сильно сказано, но то, что превозглашенные Винером основные положения кибернетики оказались на проверку пустышками, в этом сомнений уже нет.
Несмотря на колоссальный прогресс в создании новых вычислительных машин и их программного обеспечения, когда сама схема ЦВМ формируется средствами машинного программирования (иначе просто невозможно было бы начертить, предположим, схему со многими миллиардами транзисторов), так и не были сформулированы законы, общие для биологии (например) и вычислительной техники. Само появление так наз. бионики (тоже в значительной мере спекулятивного научного направления) как раз и говорит о том, что кибернетика эту область научных исследований "не закрыла".
Тем не менее, провозглашенные Винером эффектные постулаты, выведенные посредством в общем то примитивных аллегорий между вычислительной машиной и биологическим объектом, в том числе человеком, способствовали появлению всякого рода kunstschtüken (нем.) - кибернетических игрушек, долженствующих реализовать те или иные кибернетические положения.
Так например, У.Р. Эшби создал в 1948 г. так наз. гомеостат - достаточно сложную произвольную схему из многих двигателей, питаемых через реостаты, ползунки которых перемещались этими же двигателями. Когда ползунок доходил до конца, он вызывал срабатывание переключателя, который случайным образом изменял схему подключения двигателя. В запущенном гомеостате происходило в целом беспорядочное движение ползунков реостатов и срабатывание переключателей до тех пор, пока ползунки не застывали в некотором промежуточном положении и двигатели останавливались. Таким образом доказывалось, что случайным образом скомпонованная схема может сама собой прийти в состояние устойчивого равновесия. Какого либо практического значения гомеостат не имел, как говорили про него - машина, которая для всех интересна и никому не нужна.
Немало эмоций было в своё время израсходовано для решения вопроса - можно ли создать машину умнее своего конструктора. Тут возник сразу же вопрос - что значит "умнее". Свою точку зрения на сей предмет высказал английский математик А.М. Тьюринг, сформулировав идею так наз. "усилителя умственных способностей". Согласно предложенной им модели ответ на некоторый вопрос человек умеренных умственных способностей (в обычном понимании - дурак) будет искать среди небольшого количества возможных вариантов. Подключив к этому делу ЦВМ с большой памятью, где заранее можно заложить очень большое количество различных ответов, мы получим значительно более умного собеседника.
Здесь, позволим уточнить, смешаны два понятия - собственно ум как таковой и обычная эрудиция, которую можно приобрести трудолюбивой зубрёжкой. Кроме того "за сценой" был оставлен вопрос о времени срабатывания такой игрушки. Если отборочную процедуру задать сколько ни будь широко, время перебора оказывалось чрезмерно большим (сотни лет, даже при современном быстродействии, а не том, которое было тогда).
Много великосветского шума вызвала пресловутая "мышь Шеннона" - компьютерная модель мышки, помещённой в произвольный лабиринт. Последовательным перебором такая мышка сканировала, как мы сейчас сказали бы, весь лабиринт, пока не находила заданный объект (символический кусочек сыра).
После этого мышку опять помещали в начало лабиринта, при этом она, анализируя проделанное ранее сканирование, двигалась к сыру оптимальным (самым коротким) маршрутом.
Сейчас такую компьютерную игрушку запрограммирует школьник даже не самого старшего класса, при этом никто не будет считать подобную нехитрую схему некоторым прообразом умственной деятельности реального биологического персонажа. Но это сейчас, тогда же такие и им подобные модели склонны были опоэтизировать до заоблачных высей кибернетики.
Рассмотрим еще некоторые более крупные тупиковые направления, ныне канувшие в Лету, но в своё время наделавшие много кибернетического шума.
Первым здесь заслуживает упоминания так наз. персептрон, предложенный в 1957 г. американским учёным Ф. Розенблаттом в качестве машинной модели мозга при анализе оптических изображений.
Дело в том, что из физиологии человека было известно, что глаз соединяется с соответствующими структурами мозга посредством глазного нерва, пропускную способность которого можно определить величиной порядка 50 дв.ед/сек. В тоже время исходный оптический сигнал, воспринимаемый сетчаткой глаза оценивался, если использовать, например, телевизионные стандарты объёмом в миллионы раз больше. Каким образом периферийной структуре мозга - глазному нерву - удаётся так эффективно закодировать оптический сигнал?
Отметим сразу, что исчерпывающий ответ на этот вопрос мы не имеем и по сей день. Было выяснено, однако, что определяющую роль здесь играет обратная связь между мозгом и глазом, нацеливающая сравнительно небольшие высокоразрешающие области сетчатки на актуальную область изображения, при этом остальные его фрагменты относительно грубо запоминаются и не меняются в течении достаточно долгого времени. Кроме того, некоторые операции по поиску и распознаванию глазной нерв может выполнять самостоятельно, без участия мозга и с очень высокой скоростью. [Людина в ситуацi§ пошуку, Свенсон О.М. та iн. Вiсник АН УРСР, Љ7,1977р.,с.34-43].
В персептроне была сделана попытка эффективного кодирования пространственного сигнала методом распознавания зрительных образов
Собственно анализ здесь реализовывался с помощью сетки элементов со случайными связями, коэффициент передачи которых можно было менять в зависимости от конечного результата единичного этапа распознавания. После предварительной грубой настройки связей их дальнейшая оптимизация выполнялась персептроном уже самостоятельно (он делался таким образом умнее своего конструктора!).
На деле осуществленные конструкции персептронов оказались способными к самообучению только при анализе весьма примитивных структур, ограниченных первоначально поставленными техническими условиями. При этом для полного обеспечения случайной структуры связей требовались физически нереализуемые объёмы аппаратуры.
Практическое значение персептронов, несмотря на относительную простоту их теоретического и экспериментального изучения, оказалось весьма незначительно. [Глушков В.М.(под редакцией), Энциклопедия кибернетики., Т 2, 1974г.,с.156-159].
Работы К. Шеннона по передаче сигналов по каналу с шумами вызвали целую лавину работ, посвященных оптимальному (по мнению авторов) кодированию сообщений. Наряду с серьезными практическими исследованиями, было выдано на гора немало схоластики, не давшей никаких реальных результатов.
Например, было найдено, что оптимальный код должен иметь основание e=2.7. Как такой код можно было бы реализовать оставалось неясным и самим авторам. Для иллюстрации сравним такой код с утверждением некоего грамотея, который заявил бы, что оптимальный, к примеру, алфавит русского языка должен содержать 28.7 букв.
Другим тупиковым направлением было предложение использовать в вычислительной технике вместо традиционного бинарного кода монгозначный. При этом утверждалось, что такое нововведение приведёт к значительному сокращению технической реализации ЦВМ, уменьшению количества межблочных связей, повышению быстродействия и т.п. [Раков М.А. (под редакцией) Реализация многомерных структур автоматики. М.,1976. Раков М.А. (под редакцией); Специализированные многозначные анализаторы, "Наукова думка", Киев, 1977].
Не смотря на все эти посулы, желающих реализовать их в конкретной конструкции ЦВМ так и не нашлось. В подобной ситуации очутился бы прожектёр, предложивший бы к примеру заменить буквенный алфавит иероглифами. При этом кроме сокращения длины сообщения, он имел бы ещё один дополнительный довод - понимать иероглифическое письмо можно не зная языка, на котором оно первоначально было написано. (Так, китайцы свободно читают японские иероглифы и наоборот).
Касательно же собственно многозначных элементов заметим a propos, что первая электронная ЦВМ EDVAC как раз и была построена на многозначных элементах - она использовала десятичный код. В дальнейшем конструкторы вычислительных машин перешли на двоичное кодирование, естественным образом реализуемое средствами импульсной техники. При этом удалось значительно сократить техническую реализацию ЦВМ, повысить ее быстродействие и надёжность - т.е. получить всё то, что обещают "многозначники" при обратном переходе.
Говоря о реальном прогрессе в создании вычислительной техники отметим прежде всего американских инженеров Дж. У. Мокли и Дж.П. Эккерта, авторов ЦВМ EDVAC, которая, в отличие от предыдущих вычислительных машин могла хранить программы вычислений в своей внутренней памяти (18 000 электронных ламп).
В 1944 г. Джон ( до 1937г. - Янош, в русской интерпретации - Янкель)) фон Нейман присоединился к их группе в качестве консультанта по математическим вопросам и в 1945г. опубликовал "Предварительный доклад о машине EDVAC", в котором без каких бы то ни было ссылок на её фактических разработчиков, описывалась сама машина и её логические свойства. Описанная Нейманом архитектура компьютера получила название "фон Неймановской", и таким образом ему было приписано авторство всего проекта. Это вылилось впоследствии в судебное разбирательство о праве на патент и привело к тому, что Дж.У. Эккерт и Дж.П. Мокли вынуждены были покинуть лабораторию. Тем не менее основные идеи, которые были воплощены в машину EDVAC, в дальнейшем получили известность именно как "архитектура фон Неймана"; в той или иной мере они была использована при создании всех последующих моделей компьютеров.
К сему добавим, что подлинные разработчики новой архитектуры компьютера - Дж. У. Мокли и Дж.П. Эккерт, не получали от своего руководства разрешение на публикацию своих результатов, поскольку они де секретные, а Янкель Нейман без задержки его получил.
Воздавая должное Дж. У. Мокли и Дж.П. Эккерту, отметим всё же, что структура EDVAC в определенной степени являлась естественной логичной инженерной разработкой по нашему мнению более менее очевидно вытекающей из поставленной задачи и инженерных возможностей её решения. Во всяком случае, в Англии независимо от них при участии А.М. Тьюринга была построена первая электронная ЦВМ "Колосс" (2тыс. электронных ламп, 1943г.), сыгравшая решающую роль в разгадке кодов немецкой шифровальной машины "Энигма", которую немцы считали не поддающейся дешифровке. В дальнейшем при его участии была создана т.наз. Манчестерская автоматическая цифровая машина "Мадам" с самой большой по тому времени памятью. Тьюринг написал для неё несколько программ пользуясь буквенно-цифровым кодом.
Если говорить о реальном прогрессе в теоретической информатике, как мы назвали бы это научное направление сегодня, то тут прежде всего необходимо отметить ранние работы К. Шеннона о передаче дискретных сигналов по каналу с шумами. Вопреки интуитивным преставлениям инженеров-связистов того времени им было строго доказаны три положения:
1. Количество информации, которое содержится в некотором сообщении, зависит не только от числа знаков N этого сообщения, но и от общего количества возможных значений знаков (алфавита) M. В простейшем случае C = N logM.
2. При передаче сообщения по каналу с шумами интуитивно представляется, что по мере роста уровня шумов качество связи будет падать, при этом, начиная с некоторого порогового значения, передача информации вообще прекратиться. Шенноном же было показано, что при надлежащем кодировании можно передавать информацию при любом сколь угодно малом отношении сигнал/шум, хотя скорость передачи информации при этом будет соответственно падать.
3. Большой и в общем то пустопорожний философский шум вызвало введение Шенноном понятия энтропии сигнала. При этом количество полученной информации оценивалось как разность энтропий до и после получения сообщения. Вроде бы ничего сверхъестественного, но пикантность ситуации заключалась в том, что выражения для определения величины энтропии в информатике и термодинамике с точностью до постоянного коэффициента совпадали. Никакого чуда здесь не было - сходство исходных математических моделей (идеальный газ, i молекул которого с вероятностями pi находятся в i-той ячейке фазового пространства и дискретное сообщение, i значений которого распределены опять таки с вероятностями pi ). Тем не менее в течении долгого времени наши распектабельные учёные при переводе работ К. Шеннона этот термин брали в целомудренные кавычки, чтобы отличить его от настоящей, термодинамической энтропии [Теория передачи электрических сигналов при наличии помех. Сб. переводов, ИИЛ, М.1953. с.19 и далее].
В целом прогресс в создании методов и средств вычислительной техники за последние шестидесятилетие был огромным, только вот Н. Винер со своими постулатами был здесь не при чём. Определяющую роль здесь сыграли разработки нанотехнологий создания интегральных схем (ИС), а затем и больших интегральных схем (БИС). Один из энтузиастов компьютерного научно-технического направления как -то отметил, что если бы такой прогресс имел место в автомобилестроении, то мы бы имели бы сейчас автомашины, которые стоили бы 10 долларов за штуку, могли бы объехать вокруг земного шара за 2 часа и израсходовать при этом 1 галлон бензина.