Волны на берегу Дуная (начало)

Базовая лаборатория создана в Институте технической кибернетики Словацкой Академии наук в городе Братиславе.
Устав МБЛ. статья 3, пункт 1.

От Братиславы до Вены менее семидесяти километров, и порой чудится, будто с того берега Дуная доносятся звуки штраусовских мелодий. До Праги — на триста километров больше, и все-таки она намного ближе, во всяком случае к МБЛ — Международной базовой лаборатории по искусственному интеллекту. Дело не только в том, что роботы не танцуют вальсов, хотя и обладают прекрасным слухом. Главное — у них великолепная память, и даже новопринятые ОТК знают, что само слово «робот» родилось в столице Чехословакии. Более умудренные из них, обратившись к своим почти бездонным базам знаний, вспомнят вдобавок и пражского раввина Льва бен Бецалеля, создавшего глиняного Голема, водоноса и дровосека, сильного, послушного, никогда не устающего, хотя, впрочем, очевидно, подпадающего под классификационную рубрику «специализированный робот». И лишь самые мудрые (в их технических паспортах стоит слово «интеллектуальный») не преминут присовокупить, что Голем не обладал внутренней программой, она вводилась в него в виде бумажки с кабалистическими знаками, которая вкладывалась ему в рот, это и привело, как известно, к сбою в работе. «Ориентация на чисто внешнюю память — пройденный этап в роботостроении»,— добавят они и будут абсолютно правы.

Базовая лаборатория правомочна... давать рекомендации. Рекомендации касаются главным образом задач научно-исследовательской деятельности МБЛ с максимальным использованием международной кооперации.
Устав МБЛ, статья 3, пункты 3 и 4.

От Братиславы до Будапешта менее двухсот километров, и венгерское телевидение — ежевечерний гость в словацких домах. Может быть, поэтому, прощаясь с нами, система, обеспечивающая разумность роботов, исполнила несколько тактов из «Венгерского ганца» Брамса. Впрочем, с тем же успехом мы могли расстаться под звуки, например, гопака или полонеза — все страны социалистического содружества участвуют в работе МБЛ. В этом, в сущности, и состоит ее главная особенность.

Новая форма интеграции усилий ученых социалистических стран родилась не вдруг. Идея эта берет свое начало с памятной многим специалистам в области искусственного интеллекта международной конференции, которая состоялась в Репино, под Ленинградом, в 1977 году*, точнее, с бессонной ночи, которую провели несколько ее участников, результатом чего явилось обращение к Академии наук СССР с предложением создать международный центр по исследованию в области вычислительной техники, где можно было бы объединить интеллектуальный потенциал и технологические возможности. Были там, в частности, и такие слова: «Сейчас усиление наших интеллектуальных возможностей стало несравненно более важным делом, чем усиление возможностей физических. Сегодня степень развития той или иной страны определяется долей ее населения, занятой различными формами переработки информации». Эти десять страничек, написанных от руки, несмотря на всю наивность звучания большей части составляющего их текста, сыграли свою роль первого импульса, и потому фотокопии их бережно хранятся в братиславской лаборатории в папке, озаглавленной «История». Там же — копии писем, которые писали друг другу руководители советской и чехословацкой Академий наук. Тогдашний президент АН ЧССР выдвинул идею создания международного центра на базе Института технической кибернетики в Братиславе. Представитель нашей академии с идеей согласился, но предложил осуществлять ее поэтапно — для начала организовать совместную работу ученых академических учреждений социалистических стран. Это было в 1979 году, а на следующий год пришло письмо от президента АН СССР А. П. Александрова, в котором он в качестве образца для будущего центра предлагал давно и успешно действующий Объединенный институт ядерных исследований в Дубне. Есть в папке и бумаги, подписанные вице-президентом АН СССР Е. II. Велиховым и бывшим президентом АН ЧССР В. Квасилом, и, наконец, решение президиума чехословацкой Академии наук, по которому с начала 1983 года в Международной базовой лаборатории по искусственному интеллекту стали работать первые иностранные сотрудники. За первый год их побывало в МБЛ всего десять, на следующий — уже в два раза больше. В июне прошлого года в братиславской лаборатории вместе со словацкими учеными одновременно трудились девять человек, приехавших из других стран — Болгарин, Вьетнама, ГДР. Румынии, Советского Союза, считая и корреспондента журнала «Знание — сила».

— Идея нашей лаборатории состоит в том, что тут нет гостей — одни работники,— сказал мне ее руководитель Йозеф Миклошко в первый же день.— Пойди заполни анкету.

В области административно-хозяйственных и производственных отношений Базовую лабораторию представляет ИТК САН, который несет ответственность, вытекающую из этих отношений.
Устав МБЛ, статья 3. пункт 2.

Директор ИТК САН, доктор технических наук, член-корреспоидент Словацкой Академии наук Иван Пландер, рассказывал мне:

— Институт технической кибернетики — самый большой в нашей академии: у нас около пятисот сотрудников. И при этом почти половину своего бюджета мы обеспечиваем себе продажей изготовленного нами оборудования — для сравнения замечу, что у других академических институтов цифра эта близка к одной сотой. Конечно, такие результаты радуют нас, но... институт-то — учреждение научно- исследовательское, а чисто технологические работы не слишком двигают вперед исследовательскую мысль. Поэтому создание внутри института Международной базовой лаборатории мы приветствовали, несмотря на все сложности, связанные с этим непростым подразделением.

У нас создались уникальные возможности позволить людям в течение достаточно долгого времени целиком посвятить себя научной работе, не зная ни административных ни хозяйственных, ни организационных забот, более того, не испытывая обычных домашних обязанностей, которые, хоть порой и приятны, но, как хорошо известно, слишком часто отвлекают от основного дела. Все хлопоты мы берем на себя в расчете, что сделанное в МБЛ позволит институту и всем академиям соцстран, участвующим в ее работе, решить наиболее острые из задач, стоящих перед вычислительной техникой и ее применением. Ведь далеко не секрет, что сегодня именно здесь одна из главных проблем, стоящих перед человечеством. Ни одна даже самая мощная страна мира не способна добиться быстрого и решительного успеха в создании машин новых поколений, и потому они объединяют свои силы. В самом деле, людские и финансовые ресурсы, потребные для реализации проектов в области вычислительной техники, намного превышают даже те гигантские затраты, что потребовали программы освоения космоса. Японцы намереваются израсходовать на свой нашумевший проект машин пятого поколения около ста миллиардов йен, европейцы, объединившиеся под флагом проекта ЭСПРИ, только на первом его этапе готовы затратить около полутора миллиардов долларов.

Вот и мы многого ждем от объединения усилий ученых социалистических стран.

Официальным языком на переговорах и в переписке Базовой лаборатории с заинтересованными организациями социалистических стран является русский язык.
Устав МБЛ. статья 9, пункт
1.

Итак, в первый же день по приезде в Братиславу моя анкета прошла через все немногочисленные инстанции, и я стал полноправным сотрудником Международной базовой лаборатории по искусственному интеллекту. Мне показали мой рабочий стол, вручили ключи от двухкомнатной квартиры на одиннадцатом этаже в доме 4/106 по улице Поважанова, и даже бухгалтерия выдала полагающуюся сумму за все, увы, краткое время моего пребывания в МБЛ. Впереди, как я полагал, была неделя напряженного труда.

Так оно, конечно, и оказалось, но, кроме того, эти семь дней подарили мне еще и ощущение сопричастности к делам необычного научного коллектива, живущего по непривычным и, не скрою, весьма близким моему сердцу правилам и обычаям. Как представитель «заинтересованной организации» я проявлял интерес к организации работы в не меньшей степени, чем к научным результатам, полученным с ее помощью. И в самом деле, многое ли можно создать за два года «в металле»? А вот творческая атмосфера если и появляется, то именно в первые годы.

— У нас ценится не посещаемость, а итог,— говорил Миклошко в ответ на мои сетования по поводу того, что далеко не всех из названных им сотрудников лаборатории я сумел обнаружить в их служебных кабинетах.— Это правило касается и словацкой части МБЛ, и в еще большей мере — иностранных ученых. Моя задача как руководителя лаборатории — создать им условия для работы, а их воспользоваться этими условиями наилучшим образом. Ты ведь знаешь, что мы никого не берем к себе насильно — все сотрудники принимаются по конкурсу и работают здесь от трех месяцев до года. Так что им надо успеть получить какие-то научные результаты, которые они увезут с собой в свою страну. Мы предоставляем в их пользование машины, оборудование, библиотеку, если надо, посылаем их в командировки, привлекаем к участию в конференциях и семинарах. Но главное их богатство — свободное время. Если тебе надо написать статью или репортаж, кому лучше знать, где и когда это сделать, тебе или твоему главному редактору?

Я дипломатично промолчал.

— Ну вот,— понимающе продолжал Йозеф.— Я и стараюсь не мешать своим людям работать. В конце концов, в этом и состоит искусство руководства.

Конечно, подобные слова мне не раз приходилось слышать и раньше в различного рода научных заведениях, но, пожалуй, лишь в МБЛ я не уловил в них и тени рисовки. И даже поначалу настораживавшее всеобщее «ты», принятое в лаборатории, уже через день-два стало вполне нормальной формой обращения товарищей по общему делу. Вообще, русский язык превратился в лаборатории такое же средство организации совместной работы ее сотрудников, как, скажем, вычислительные машины, установленные в ней. Пожалуй, даже еще более эффективное. Легко прощаешь маленькие неправильности речи ради того, что сама она направлена строго на дело,— на личные темы сотрудники лаборатории говорят, естественно, на своем родном языке.

Впрочем, что считать личной темой? Мы сидели в кабинете Петра Семеновича Сапатого из киевского Института кибернетики имени В. М. Глушкова, и он рассказывал мне о своей жизни в науке. Разумеется, мы говорили на своем родном языке — и вроде бы на личные темы...

Штат Базовой лаборатории комплектуется из постоянных сотрудников Института технической кибернетики Словацкой Академии наук и лиц, командированных в МБЛ своей организацией на длительные сроки и решающих в ней научно-исследовательские задачи.
Устав МБЛ, статья 10, пункт 1.

— Я хочу рассказать, почему лично для меня именно язык стал главным в работе, — начал свой рассказ Сапатый.— По образованию я инженер-электрик, несколько лет после окончания института занимался расчетом и эксплуатацией электрических сетей. Любая такая сеть — это поведенческая структура, то есть она намного сложнее чисто логической сети, поскольку способна на самые неожиданные «поступки» — замыкания, разрывы, взаимовлияния т. п. Помнится, я часто жаловался на сложности работы с разветвленными электрическими сетями своему отцу. Он жил тогда в Умани и заведовал там кафедрой физиологии растений. Так вот, отец всегда говорил мне в утешение и назидание, что биологические системы ведут себя несравненно сложнее, чем кибернетические.

И в самом деле, кибернетика изучает мир на макроуровне: какие-то органы, блоки, различные связи между ними. А биологическая система — всегда клубок, кольцо, переплетение связей, так что порой нелегко разобраться, где причина, а где — следствие. Как правило, нельзя с уверенностью сказать, что чем управляет. Думается, именно в этой особенности биологических систем кроется объяснение тех трудностей, что стоят на пути их постижения. И вовсе не случайно, что физики, после грандиозных успехов в разгадке тайн материи, бросившиеся в биологию, довольно скоро убедились, что тут «блицкриг» не дает результатов... Какая математика или физика сможет ответить, например, почему кожа на пальце, пораненная ножом, зарастает, очевидным образом, без участия головного мозга, без включения центрального процессора, как сказали бы мы? Любая созданная нашими руками структура мертва по сравнению с этим простейшим механизмом живого: железо само себя не чинит, в техническом устройстве вообще ничего не случается без управления, без операционной системы. Именно она вдыхает жизнь в безразличный ко всему на свете металл.

А что происходит в вычислительных машинах, наших детищах, которые мы создаем именно для того, чтобы они воплотили в себе то лучшее, что видим вокруг себя? А они, при всем своем реальном или мнимом интеллекте, устроены так, что информация и ее обработка в них разделены, и в этом смысле являются системами чисто технического толка.

Получается, что вся мудрость машины, вся ее интеллектуальность практически привносится извне программистом, который придумывает чудовищно сложные программы, описывающие поведение машины вплоть до мельчайших подробностей. Эта активная программа, занимающая собой ничтожную часть всего оборудования системы, работает с гигантским количеством пассивных данных, по сути дела — с кладбищем информации.

Созданные сегодня системы именно потому успешно справляются с управлением сложными технологическими объектами, распознают человеческую речь, позволяют автоматизировать труд проектировщиков, «работают» квалифицированными врачами, библиотекарями, селекционерами и другими специалистами, что содержат детализированные целостные модели мира, в котором они живут и трудятся. Иными словами, современная ЭВМ, эта, как принято считать, вершина человеческого прогресса, на самом деле, с точки зрения системной организации, находится на одном из самых низких уровней развития

Парадоксально, но факт: сам по себе компьютер — одно из самых примитивных технических устройств, когда-либо созданных человеком! Естественно, и производительность его крайне мала, если, конечно, речь идет о работе не с числовыми данными, а со сложными моделями знаний, то есть именно с тем материалом, который характеризует собой все задачи, решаемые в области искусственного интеллекта.

Конечно, сказанное — не откровение: все последние годы идет напряженнейшая борьба за то, чтобы превратить компьютеры из гигантских арифмометров в устройства, умеющие оперировать сложными образами. Большие надежды возлагают на так называемые многопроцессорные машины, которые состоят из большого числа достаточно автономных вычислителей — процессоров, способных общаться между собой и параллельно обрабатывать распределенные между ними данные решаемой задачи. Но и эти машины для тех проблем, что стоят в области искусственного интеллекта, не подходят.

Фабри. Нет ничего более чуждого человеку, чем робот.
Карел Чапек, «Р.У.Р.»

Между тем жизнь готова предложить нам множество примеров совсем иной организации труда нескольких работников. Вот бригада строит дом. Никто и не подумает разобрать его на части и отдать отдельным рабочим («процессорам»), с тем чтобы в конце смены вновь собрать дом из усовершенствованных за день кусков. Нет, сама «структура данных» (в нашем случае — дом) остается на месте, а вот отдельные «процессоры» распределяются по всему ее объему и ведут работу одновременно в разных участках, согласуя ее с топологией целого, нерасчлененного объекта. Переходя вновь к нашей компьютерной терминологии, можно сказать, что тут программы и данные не противостоят друг другу, как в современных компьютерах, а образуют некую совместную нерасчлененную производственную систему. Именно в такой интеграции, в подобном единстве программ (то есть «активностей», в данном случае — рабочих) и данных (структуры дома, его топологии, взаимосвязи отдельных частей) и скрыты сегодня потенциальные возможности роста машинного интеллекта и как следствие — производительности вычислительной техники. В идеале нам надо приблизиться к той форме обработки информации, что существует в живой природе и в социальных системах.

Таким образом, Петром Сапатым, ныне сотрудником МБЛ, а в прошлом и будущем -- Института кибернетики АН УССР, высказывается крамольная мысль: львиная доля усилий, затрачиваемых сегодня на создание высокопроизводительных вычислительных машин, не дает, да и не может дать не только качественного, но даже и количественного эффекта, поскольку такие машины представляют собой чаще всего нагромождение примитивных вычислительных автоматов с крайне простой структурой взаимосвязей между ними, а их совместная работа обеспечивается не за счет развитой внутренней структуры, но лишь благодаря привносимой извне специальной программа — так называемой операционной системе, берущей на себя всю нагрузку, связанную с организацией работы машины. Естественно, что такие программы достигают ужасающих даже специалистов размеров, а потому работают медленно и требуют гигантской памяти. Отсюда следует, что машины новых поколений, особенно те из них, что предназначаются для решения задач искусственного интеллекта, должны строиться по совсем иным принципам. Видимо, одним инженерам-электронщикам, как бы тонко ни чувствовали они свои большие, сверхбольшие и сверх сверхбольшие схемы, тут не справиться, ибо в конечном итоге их вдохновляет образ идеально функционирующего технического устройства, все той же «хорошо смазанной винтовки». Необходимо содружество ученых самых разных специальностей — математиков, биологов, физиков, лингвистов и даже психологов, социологов и экономистов, умеющих мыслить совсем иными образами и категориями.

Если уж математики и лингвисты вступили в брак, то пора договориться о прикладных аспектах: кто будет мыть посуду.
Р. Гиляревский, «Хроника МБЛ»

Хорошо критиковать, неплохо делать всякого рода предложения общего плана, но все же лучше самому сделать что-нибудь конкретное. Конечно, прекрасно было бы заставить сам «металл» компьютера решать хотя бы часть задач. Но как это сделать?

Петр Сапатый предлагает принципиальным образом изменить архитектуру вычислительной машины — строить ее в виде активной среды, то есть сети соединенных между собой микро-ЭВМ, в которой нет центрального компьютера. Активная среда, по его мысли, это нечто вроде куриного бульона, в который мы бросаем бактерии, чтобы они там в несметных количествах создавали себе подобных. Программа как таковая не вводится в машину, сама машина служит порождающей программу структурой. Просто в каждый узел сети одновременно помещают некие крайне простые формулы — указания, что надо делать с доступной информацией. Узел окружен данными, которые сами — в этом и есть их активность — устремляются к нему, преобразуются _ согласно заложенным в узле формулам и уходят дальше по сети, изменяя тем самым ее саму. «Программный продукт распространяется по среде данных, на ней начинают вырастать, как на питательном бульоне, активные колонии. Но чтобы так организовать работу машины, надо обработку данных развешивать по их структуре»,— эти поначалу загадочные слова Петра Сапатого постепенно обрастали для меня некоторым смыслом.

Домин. Ничего нового они никогда не выдумают. Они вполне могли бы преподавать в университетах...
Карел Чапек, «Р.У.Р.»

Дело в том, что Сапатый — не первый человек, с которым я говорил на подобные темы. В его родном Киеве, но только лет двадцать с лишним назад, идею биологической машины, состоящей из огромного числа нейроподобных элементов, развивал Алексей Григорьевич Ивахненко, член-корреспондент АН УССР. Он называл такой компьютер «недетерминированным», поскольку в нем нельзя точно указать, где находятся обычные для вычислительной машины узлы — «ввод информации», «память», «арифметическое устройство» и так далее. По его мысли, машина биологического типа, построенная из множества однородных ячеек, сама решает, сколько групп элементов и когда именно следует включать для решения данной задачи, она сама видоизменяет свою структуру — самоорганизуется — до тех пор, пока не найдет наилучший вариант.

Ивахненко, бывший в то время главным редактором украинского журнала «Автоматика», затеял в нем дискуссию о путях развития вычислительных машин. Вопрос был поставлен так: какой быть «думающей машине» завтрашнего дня? Что предпочесть — развивать традиционные универсальные цифровые машины или же создавать системы биологического типа? Тогда его главным оппонентом выступил академик В. М. Глушков, директор Института кибернетики носящий ныне его имя, куда и был приглашен на работу Ивахненко, чтобы там в творческой борьбе с его дир~е"!пЧ1ром он мог претворить свои идеи в практику. Правда, сделать это ему не удалось: кроме идей, нужны были недорогие искусственные нейроны, то есть технические устройства, способные перерабатывать получаемые ими сигналы, и требовались они в миллионных количествах, а отсутствовали даже в единичных. Но сама идея, видимо, не покинула стен института, ожидая дня, когда она станет технически осуществимой...

На том же самом, четвертом этаже Института технической кибернетики в Братиславе, где расположена вся МБЛ, в одной из комнат сидел с паяльником в руках Алексей Дудко. в прошлом и будущем — сотрудник Вычислительного центра АН СССР, точнее, того сектора, которым руководит профессор Д. А. Поспелов, и готовил к работе псевдотранспьютер — действующую модель крохотного устройства, размещающегося на одном кристалле кремния, представляющего собой мини-компьютер со всеми главными блоками обычной, «взрослой» вычислительной машины, в том числе и с достаточно большим числом входов и выходов, которые могут быть соединены с соответствующими выходами и входами других таких транспьютеров, в результате чего и должна получиться та самая семантическая сеть, за которую ратует Сапатый и которая виделась еще Ивахнеико.

С горечью думается о том, что настоящие транспьютеры, а никакие не псевдо-, на самом деле представляющие собой маниатюриейшую деталь, а не схему, раскинувшуюся на полстола, можно купить за несколько долларов в любой западной стране. Построенный польскими сотрудниками МБЛ и отлаживаемый Дудко псевдотранспьютер — это лишь обещание, надежда, впрочем, не лишенные реальности, поскольку двумя этажами ниже той комнаты, где эта схема распластанная лежит на столе, находится подразделение Института технической кибернетики (я хочу сказать о нем несколько слов чуть позже), где в принципе могут быть изготовлены любые микросхемы, правда, в небольших количествах.

Сама идея псевдотранспьютера принадлежит заместителю директора ИТК САН Ивану Кочищу, и вместе с Дудко над ним работают словацкие сотрудники МБЛ М. Глухий и Л. Цибак. В МБЛ готовится уже и практическое использование для транспьютеров. Валерий Николаевич Захаров, сотрудник Вычислительного центра АН СССР, разработал для yего систему команд, которая превратит транспьютер в элементарную клетку некой сети (она называется семантической), где возможно осуществить параллельный логический вывод — мечту многих ИИ-специалистов.

Так что если теоретикам действительно удалось бы приготовить тот питательный бульон, в котором рождаются и размножаются программы, то мыть посуду вроде бы есть кому. Весь вопрос в том, достанет ли у поваров кулинарного искусства.

Окончание в следующем номере.