Заметки об искусственном интеллекте

Георгий Далидович

Заметки об искусственном интеллекте

Имитационные игры — быть или казаться?

В современном понимании главным для всех направлений развития искусственного интеллекта является его способность извлекать информацию из окружающей среды и использовать ее для "самообучения", по сути дела перепрограммирования, с целью выбора оптимальной стратегии действий. Этот вопрос был разобран в нашей предыдущей статье. Важно отметить, что "окружающей средой" для искусственного интеллекта является то, что он может воспринимать с помощью своих рецепторов-сенсоров, поэтому, в зависимости от типа задач и назначения, ей может являться как обычная реальность, так и некоторая абстрактная среда с формализованными правилами поведения и законами.

Можно выделить несколько основных направлений современных разработок систем искусственного интеллекта. Среди них широко известны программы, предназначенные для ведения абстрактных игр — в частности, для игры в шахматы. Крупным успехом этого направления явилась победа компьютера IBM "Deep Blue", обыгравшего чемпиона мира Гарри Каспарова в 1997 году. Очевидно, что "окружающая среда" для "Deep Blue" ограничена 64 клетками шахматной доски. Однако на этом поле он достиг превосходных результатов.

Практически более важными являются машины, берущие на себя интеллектуальные функции человека-оператора при управлении сложными системами. Подобных систем достаточно много: это и военные разработки, включающие в себя прогнозирование действий противника, сравнительную оценку важности и опасности целей и наведения оружия; комплексы управления сложными производствами и энергетическими системами; исследовательские аппараты для дальнего космоса, где непосредственное управление наземным оператором становится неэффективным ввиду значительной временной задержки сигнала; программы прогнозирования и выбора стратегии действий в экономических и социальных системах — например, "идеальный брокер", играющий на бирже, — и многие другие.

Но человеческое сознание обычно в большей мере поражают не сложные, действительно по-своему интеллектуальные системы, а устройства для имитации внешнего вида и действий человека, хотя они пока еще являются скорее игрушками, чем прототипами реальных машин.

Вообще, машинная имитация действий, свойственных исключительно человеку, имеет многовековую историю, начиная со средневекового "шахматного автомата", где рукой манекена двигал игрок, спрятанный под столиком и наблюдавший за доской через систему зеркал.

Последние достижения "киберимитаторов" человека выглядят впечатляюще и затрагивают почти все виды специфической человеческой деятельности — от ее глубинных творческих проявлений до чисто внешних. В качестве примера можно привести программу EMI, "написавшую" 42-ю симфонию Моцарта в соавторстве с Дэвидом Коупом (David Cope), исполненную в концертном зале Университета Калифорнии в Санта-Круз. (Напомню, что последняя (41-я) симфония была написана Моцартом более 200 лет назад.) По крайней мере, никто из экспертов не мог абсолютно уверенно сказать, что "это — не Моцарт". На ежегодной встрече Американской ассоциации ученых, работающих в области искусственного интеллекта, в Орландо (Флорида) всеобщее внимание привлек к себе неожиданный участник — Office Boy 2000. Это цилиндрическое устройство на колесиках прогуливалось по холлу отеля и приставало к "коллегам" с многочисленными вопросами, суетилось и выражало свои эмоции беспорядочными восклицаниями. Однако по внешнему виду, его, конечно, нельзя было спутать с прочими участниками.

Результатом одной из наиболее известных программ имитации внешности и мимики человека явилась зеленоволосая девушка с экзотическим именем Ананова (Ananova — это не фамилия, ударение на "о"). Хотя, конечно, она не "вникает" в содержание зачитываемых сообщений, а действует по заложенному сценарию.

Очевидно, что недалек тот момент, когда автономное и ориентирующееся в окружающей среде лучше, чем Office Boy, более реалистичное, чем Ananova, и не только комбинирующее фрагменты, как EMI, а способное к реальному творчеству существо встретится вам если не на улице, то по крайней мере на какой-нибудь выставке.

Граница между "кажущимися" интеллектуальными системами и устройствами или существами, реально являющимися таковыми, размыта и неопределенна. Попытку определить, что здесь что, наверное, можно осуществить только в реальном взаимодействии "испытуемого" с внешней средой или хотя бы одним единственным человеком.

В 1950 году английский математик Тьюринг определил условия имитационной игры, позволяющей выяснить, является или нет автоматическое устройство искусственным интеллектом, по его способности пройти "тест Тьюринга".

Представьте себе оператора-экспериментатора, соединенного двумя терминалами с машиной и другим человеком. Причем наш экспериментатор не знает, кто из них есть тестируемый искусственный интеллект, а кто — человек. Его "человеческий" партнер должен по возможности честно отвечать на вопросы, задаваемые оператором, а машина имеет право и обязана "обманывать", стараясь доказать, что именно она и есть человек. Если ей это удается, то ее следует признать достаточно развитым искусственным интеллектом. За прошедшие десятилетия этот тест ставился неоднократно во многих исследовательских центрах. Машине удавалось достичь успеха только в случае жестко ограниченных областей и тематик "допросов". Сейчас это выглядит несколько наивным, но в 60-е годы подобные эксперименты являлись поводом для многих спекуляций и сенсационных заявлений.

Надо сказать, что Тьюринг описывает свой тест применительно к конкретной "бумажной" машине, основа концепции которой была сформулирована еще в 30-е годы. Тогда это был лишь абстрактный "мысленный эксперимент". Развитие технологии делает его предположения об устройстве, способном не только выполнять последовательность операций, записанных на бумажной ленте, но и вносить на нее новые записи, то есть перепрограммироваться и, таким образом, "самообучаться", наивными технологически, но не примитивными концептуально. Собственно, принцип действия "Машины Тьюринга", работающей "по правилам", лег в основу создания алгоритмических языков, да и самого понятия алгоритма. А концепция Всемирной Машины Тьюринга, способной использовать записи любой другой машины Тьюринга, определила принципы совместимости и взаимодействия электронных устройств. Главным ограничением Машины являлось то, что она могла находиться только в конечном количестве логических состояний в "Мире Тьюринга", причем занимать не более одного из них в каждый отдельный момент времени.

Тьюринг полагал, что машина будет способна когда-нибудь расширить свой "Мир Тьюринга", состоящий из взаимоисключающих и однозначных событий, до отражения реальности и выиграть имитационную игру и, соответственно, будет признана "разумной". В своих работах он перечислил девять возможных аргументов против возможности признания машины "разумной" и если не опроверг, то по крайней мере остроумно прокомментировал их.

1. Способность к мышлению есть функция бессмертной души человека. Так как компьютеры не имеют души, компьютеры не могут думать.

Возражение. По причине собственного всемогущества, Бог может наделить компьютер душой, если Он того пожелает. Так же, как мы выращиваем своих детей для размещения душ, данных Богом, мы можем, выполняя его волю, создавать мыслящие компьютеры.

2. Ужасно, если бы механизмы могли бы сравняться с нами в способности к мышлению!

Возражение (комментарий). Это действительно было бы очень плохо (для нас)!

3. Формальная логика неопровержимо доказывает, что невозможно создать компьютер, который смог бы найти ответ на любой вопрос.

Возражение. А возможно ли найти человека, который смог бы ответить на любой вопрос? Компьютеры — не глупее, чем мы. Хотя никто не может дать ответы на все вопросы, почему бы не наделить машину способностью к самовоспроизводству и созданию в последующих поколениях все более совершенных устройств, так чтоб приближение к истине становилось сколь угодно более точным?

4. Хотя компьютеры и могут производить мысли или суждения, они не могут ощущать того, что произвели. Они не могут испытывать удовольствия от успеха, сожаления о своих ошибках и разочарования, когда не получают желаемого.

Возражение. Единственный способ убедиться, имеет ли компьютер чувства, заключается в том, чтобы стать им. Более практичен был бы эксперимент по созданию компьютера, способного поэтапно объяснить ход своих рассуждений, побуждений и указывать на препятствия, которые приходится преодолевать, — а также анализировать эмоционально насыщенную информацию — например, поэзию. Очевидно, что такая машина уже не сможет просто "казаться" мыслящей. Ей придется быть таковой.

5. Компьютер не может быть добр, находчив, дружелюбен, обладать инициативой, чувством юмора, различать правильное и неправильное, делать ошибки, влюбляться, лакомиться земляникой и побудить кого-то к этому, использовать слова должным образом и быть предметом своих собственных мыслей.

Возражение. Почему нет? Хотя такой компьютер не был пока создан, все же это возможно в будущем.

6. Компьютер никогда не сможет создать что-либо оригинальное или удивительное. Он делает только то, что заложено в программу.

Возражение. Откуда вы знаете, что так называемое "оригинальное" человеческое произведение не есть лишь росток того, что было заложено с воспитанием и образованием либо является просто применением общих принципов? И почему вы считаете, что правильный ответ компьютера на сложный вопрос, не согласующийся с грубым и ошибочным первоначальным предположением человека, не является "оригинальным" и "удивительным"?

7. Нервные клетки имеют плавную шкалу возможной электрической активности. Вы можете ощущать: "чуть-чуть", "немного", "что-то вроде", в то время как компьютер различает только два возможных логических состояния — "да" или "нет".

Возражение. Используя "генератор случайных чисел", можно заставить компьютер имитировать неустойчивое и вероятностное поведение нервной системы, так что наблюдатель не сможет заметить разницы.

8. Невозможно всю жизнь разложить на правила. Например, если правила дорожного движения требуют остановиться при красном свете и продолжать движение при зеленом, что вы будете делать, если светофор испортился и одновременно горят красный и зеленый огни? Возможно, следует добавить новое правило, предписывающее остановиться и в этом случае, но и оно не будет исчерпывать все возможные варианты. Так как поведение компьютера управляется правилами, то заведомо будут существовать ситуации, когда он окажется беспомощен или допустит ошибку.

Возражение. Хотя жизнь не исчерпывается набором правил, можно определить ряд наиболее общих принципов поведения, свойственных человеческой психике, и обучить им машину.

9. Человек обладает экстрасенсорным восприятием, а компьютер — нет.

Возражение. Возможно, что генератор случайных чисел сможет оказывать на поведение машины такое же влияние, как и экстрасенсорное восприятие на поведение человека. В крайнем случае при проведении теста можно попытаться исключить его влияние соответствующей экранировкой.

Не правда ли, сейчас, по прошествии полувека, многие из мыслей Тьюринга и его гипотетического оппонента выглядят не более чем забавными. Да и сама затея с размещением испытателя и испытуемого в изолированных комнатах с терминалами уже кажется наивной. Во-первых, машины вполне сносно воспринимают и воспроизводят устную речь и могут даже имитировать выражение эмоций на своем синтезированном "лице", а во-вторых, условия теста выполняются с буквальной точностью в любом чате или форуме, который уже стал частью реальности для многих из нас. Интернет является той искусственной средой, в которой несовершенство рецепторов искусственного интеллекта не оказывает влияния на его восприятие виртуального мира.

Конечно, тест Тьюринга не полностью отвечает современным представлениям об искусственном интеллекте. Но главное, наверное, не в наивном оптимизме Тьюринга по поводу возможностей его машины, а в тех ограничениях ее возможностей, которые он видел лучше других и которые он не привел в списке типичных возражений примитивного "антропоцентриста". В частности, он сформулировал понятие "оракула Тьюринга" (oracle), способного работать с "невычисляемыми числами" (uncomputable numbers), о котором написано только то, "что — это, очевидно, не может быть машиной". Сами же "невычисляемые числа" возникают в результате "неразрешимой" ситуации и являются причиной остановки машины Тьюринга. Именно над проблемой этих "невычисляемых чисел", которые, на современном жаргоне, способны "завешивать" систему, и работал Тьюринг на протяжении нескольких десятилетий.

Первобытные люди примерно одновременно перестали быть просто стадными животными и создали себе первую примитивную систему верований. Оракул или Бог являлся необходимым условием определенного уровня развития интеллекта — как для машины Тьюринга, так и в человеческой истории. В этом есть причинно-следственная связь, а не просто формальное совпадение. Тонкая и неуловимая грань отличает машину от человека, как, впрочем, и одного человека от другого. Машина станет чем-то большим, чем просто машиной, когда создаст себе "сверхъестественный" способ решения неразрешимых ситуаций и нахождения ответов на "невычисляемые" вопросы. Но ведь отнюдь не каждый человек способен к этому, что, впрочем, не лишает его права считаться человеком. Однако мы уже выяснили, что считаться и являться — не всегда означает одно и то же.

Главный вывод заключается в том, что создание искусственного интеллекта является закономерным этапом общего эволюционного процесса, а его "искусственность" не имеет принципиального значения. В процессе естественного отбора и соревнования искусственного и естественного интеллекта доминирующей станет именно та компонента глобального сознания, которая сможет наиболее эффективно адаптироваться к условиям окружающей среды, в том числе и различных виртуальных реальностей. Вероятно, этой компонентой будет именно кибернетическая, но она уже не будет "искусственной", так как пройдет процесс естественного отбора, и будет включать в себя все достижения биологической составляющей, открывая дорогу к реальному бессмертию индивидуальной личности с сохранением персональной памяти.

Алан Тьюринг был лаконичен, сформулировав тезис о том, что "наука — это дифференциальное уравнение, а религия — граничное условие". Важно соблюсти это "граничное условие". Сложной личности и трагической судьбе Алана Тьюринга будет посвящена следующая статья цикла.

Маргаритки Тьюринга

У каждой идеи, как и у человека, есть своя судьба, свой путь развития. Часто судьбы людей и идей бывают очень странными и неожиданными, по крайней мере, совершенно очевидно, что известность и признание приходят не к тем людям и идеям, которые, как это кажется на первый взгляд, их заслуживают. Но если у идеи время существования не ограничено, и, часто по прошествии десятилетий или веков, все становится на свои места, то для конкретного человека, носителя этой идеи, подобные временные рамки оказываются неприемлемыми. Возможно, наше представление о справедливости искажено сиюминутными интересами и заблуждениями, но, скорее всего, сами принципы того, что мы считаем справедливостью, не согласуются с некоторыми общими законами, которые, собственно, и управляют жизнью идей и людей.

История жизни Алана Тьюринга и его идей является ярким примером этого противоречия. Нельзя сказать, что имя Тьюринга совсем неизвестно или забыто, но для большинства людей, связанных с прикладной математикой и кибернетикой, оно прежде всего ассоциирует с названием теста, являющегося критерием для определения "искусственного интеллекта". Достаточно узкому кругу специалистов известна концепция "машины Тьюринга" — первое теоретическое описание устройства, способного изменять собственную программу на основе своего "жизненного опыта". Этим вопросам была посвящена предыдущая статья цикла. Однако реальное влияние идей Тьюринга на то, что мы живем именно в таком мире, который сейчас нас окружает, гораздо более значительно. Влияние это было опосредованным, через его статьи, понятные и доступные лишь немногим. Последователи смогли реализовать многие из его идей, но, отнюдь не разрешить те противоречия, которые и были истинными источниками его работ. Кроме того, в отличие от большинства математиков, которым свойственен "кабинетный" образ жизни и существование в абстрактном идеальном мире, важная часть его работы и жизни была нацелена на совершенно конкретную задачу — создание "Бомбы" для "Энигмы". Но об этом — позднее. Значительная часть его работ нашла признание еще при жизни, но конец его карьеры и загадка смерти имеют свое решение, если, конечно, имеют, отнюдь не на страницах полицейских отчетов.

Многие понятия, которые использовал Тьюринг в своих исследованиях, стали носить его имя: "машина Тьюринга", "мир Тьюринга", "тест Тьюринга", "оракул Тьюринга" — это происходило не от чрезмерного самомнения или желания увековечить свою фамилию, просто аналогов используемым понятиям не находилось. Многое делалось специфическим, свойственным только Тьюрингу способом. Название шоссе в Манчестере "Alan Turing Way" подчеркивает этот исключительный "путь Тьюринга" во всем, что он делал, в том, как он жил, и как решил умереть.

Не побоюсь показаться сентиментальным, но именно в обостренном восприятии природы содержится ключ к пониманию Тьюринга, его работ и его мира. Возможно, это обостренное мировосприятие обусловлено тем, что семьи, в полном смысле этого слова, у него никогда не было. Алан родился в Лондоне 23 июня 1912 года. Он стал вторым и последним ребенком в семействе Тьюрингов. Его брат Джон, был старше его на несколько лет. Отец Алана — Джулиус Матисон Тьюринг (Julius Mathison Turing) состоял на государственной гражданской службе, большая часть которой протекала в Индии. Его мать — Этель Сара Стони (Ethel Sara Stoney), была дочерью главного инженера Мадрасской железной дороги. Родители впервые встретились и поженились в Индии.

Необычная для Англии фамилия "Тьюринг" сигнализировала о его принадлежности к древнему (хотя и обедневшему) дворянскому роду и определяла социальный статус в сложной системе британских социальных взаимоотношений — "высший средний класс" (upper-middle-class). Примерно к такому же классу относилась и мать Алана, чьи корни были англо-ирландского происхождения. Обнаружив свою беременность в Индии, скорее всего в Чатрапуре (Chatrapur), Этель вернулась в Англию, но ненадолго. Алан родился в Паддингтонском родильном доме, который стоит до сих пор, правда в 1935 он был перестроен в гостиницу. Именно там, в отеле "Эспланада", в 1938 году после бегства с континента, жил Зигмунд Фрейд. Места, времена и судьбы часто переплетаются непредсказуемым образом, и не всегда понятно, есть ли в этом какой-то смысл, или это просто совпадение. Когда Алану исполнился год, мать вернулась к отцу в Индию, а Алан с братом остались на попечении друга семьи — отставного полковника.

В то время, фамилия "Тьюринг" ассоциировалась у британцев с дядей Алана — (H. D. Turing), который являлся признанным экспертом и автором книг по рыбной ловле, хотя ничего общего ни с академическими, ни с научными кругами, ни он, ни его книги не имели. Фамилия же матери — Stoney, напротив, связывала его с дальним родственником Джорджем Стони (George Johnstone Stoney, 1826–1911) — ирландским физиком, известным своими работами в области метрологии. Возможно, научные и технические занятия членов семьи матери и оказали влияние на Алана, но, по крайней мере, они никак не сказались на выборе профессии его старшим братом — Джоном, ставшим юристом. Ментальное развитие Алана происходило в полной изоляции.

Первый и неудачный опыт обучения Алан получил в 1922 году, когда в десятилетнем возрасте его направили в подготовительную школу Хазелхерст (Hazelhurst). Именно там он начал свои самостоятельные химические опыты, а вообще, по свидетельству преподавателей, он находился в "отсутствующем" состоянии, не проявлял интереса к занятиям и школьной жизни, а большую часть времени наблюдал "за ростом маргариток", в то время когда его товарищи играли в хоккей (на траве). Его участие в общественной жизни проявлялось в некотором интересе к шахматам и периодическом участии в заседаниях дискуссионного клуба. Через тридцать лет Тьюринг вновь вернется к ботаническим наблюдениям за ростом маргариток в связи со своей теорией морфогенеза. Но пока окружающий мир не придавал значения его исследованиям, а он, в свою очередь, игнорировал этот окружающий мир.

Занятия наукой были не очень свойственны той среде, в которой Алан провел свое детство, однако интерес к химическим экспериментам и чтение книги "Чудеса природы для детей" ("Natural Wonders Every Child Should Know") оказали на его развитие заметное влияние, о чем он вспоминал позднее. В целом, его развитие происходило, скорее, не благодаря, а вопреки влиянию среды и не укладывалось в стереотипы поведения детей британских имперских служащих.

Родители Алана вернулись в Англию в 1926 году и направили его в Шербурнскую школу (Sherborne School) в графстве Дорсет на Юго-западе Англии. Шербурнская школа являлась классической "публичной" школой, но, несмотря на такое название, это было закрытое частное учебное заведение для детей английского "высшего среднего класса", главной задачей которого было дать подготовку и уровень общей образованности, необходимые для будущей имперской государственной службы или наиболее "джентльменских" разновидностей бизнеса.

В 1926 году Англию охватила общенациональная стачка, и Алану случалось проезжать на своем велосипеде 60 миль от дома до школы, когда забастовки были в самом разгаре. Но это было вызвано не его интересом к образованию, а настоянием матери, которая считала обучение в публичной школе совершенно необходимым для своего сына. Его развитие и образование шло своим путем, в лучшем случае он лишь принимал к сведению то, что входило в школьную программу.

У Алана были серьезные проблемы с преподавателями, не желавшими разбирать его трудно читаемый почерк. Даже на занятиях по математике он вызывал недовольство учителей тем, что применял свои методы решения задач вместо "методически правильных". Преподаватель писал в своем отчете: "Я могу простить его отвратительные грязные письменные работы, но не могу понять его глупого нежелания обсуждать Новый Завет". А классный руководитель охарактеризовал Тьюринга как "человека, который будет неизбежно являться проблемой для любой школы или сообщества, в котором он окажется".

Однако все призы на математических "олимпиадах", как это называлось бы сейчас, были его. Его методы постановки опытов по химии, которая являлась его любимым предметом, также раздражали преподавателя, который написал такой отзыв о способностях Алана: "Если он учится в публичной школе, то следует понимать, что здесь целью обучения является общая образованность. Если же он собирается стать научным работником, то он зря теряет здесь время". Это высказывание, однако, больше говорит о том типе обучения, который преобладал в британских частных школах в то время, чем о способностях и наклонностях Алана. Самостоятельное изучение математики и физики Аланом было гораздо более глубоким, чем это предусматривала программа, хотя учителя об этом, похоже, не подозревали. В это время Тьюринг уже знакомится с работами Эйнштейна и изучает основы квантовой механики.

К этому же периоду относится еще одно событие, оказавшее влияние на всю его последующую жизнь. В 1928 году он переходит в специализированный математический класс Шербурнской школы и знакомится с другим учеником — Кристофером Моркомом (Christopher Morcom), который был старше его на год. Он впервые встретил человека, который разделял его научные интересы и был в состоянии понять смысл его исследований. Сохранились свидетельства того, что на уроке французского языка Алан играл с Кристофером в "крестики-нолики" (естественно, на бесконечном поле), обсуждая между делом аксиому о параллельных прямых в евклидовой геометрии. В 1929 году они вместе сдавали вступительные экзамены в Кембридж. Тьюринг успешно прошел экзамен, но Морком получил стипендию, а Тьюринг — нет.

Неожиданная смерть Моркома после короткой болезни в 1930 году потрясла Тьюринга. У него было предчувствие этой смерти с момента самого начала болезни, и Тьюринг понял, что в этом есть нечто, выходящее за рамки современной ему науки. Он писал позднее: "Легко давать объяснения подобным вещам, — но я бы хотел понять!" Была ли это просто мальчишеская дружба, или за ней стояло нечто большее? Тьюринг чувствовал эмоциональную и интеллектуальную привлекательность Моркома, возможно, к этим ощущениям примешивалось и иное, еще не осознанное влечение. Смерть Моркома поставила перед Тьюрингом непростую задачу — понять, как сознание связано с человеческим телом, и насколько возможно его сохранение после смерти. Ответ он искал в квантовой механике.

В 1931 году Тьюринг повторно сдает экзамены и поступает в Королевский колледж (King's College) Кембриджа, на этот раз выиграв стипендию по конкурсу. Атмосфера здесь оказывается гораздо более открытой и терпимой, чем в "публичной" Шербурнской школе. Тьюринг начинает ощущать свое отличие от большинства студентов в еще одном аспекте, но одновременно, выясняет, что его гомосексуальные наклонности не являются чем-то совершенно ненормальным. У него появляются случайные приятели со старших курсов колледжа. В то время в Англии гомосексуализм считался не только незаконным и противоестественным, но и само слово было табуировано, особенно в среде, из которой вышел Тьюринг. История относительно недавнего скандального процесса Оскара Уайльда была известна только в кругах лондонской богемы. Но в Кембридже, уже в то время, сформировалось небольшое сообщество, в котором эта сторона его природы, по крайней мере, находила понимание.

Но новые друзья и обстановка не могут заставить его забыть Моркома. В 1932 году он посещает семью своего школьного друга и пишет работу, озаглавленную "Природа духа", в которой пытается объяснить сущность человеческой души при помощи квантовой механики, разрушающей картину привычного физического детерминизма. Он развивает идею, согласно которой квантовая теория является основой описания и понимания принципов работы мозга.

Работы Фон Неймана и Бертрана Рассела, которые он изучает в 1933 году, приводят его к мысли о применимости принципов математической логики для объяснения и анализа работы мозга, и он пытается совместить логическую однозначность с вероятностными квантовыми процессами. В своем докладе "Математика и логика" он выдвигает идею о возможной множественной интерпретации решений математических задач, среди которых общепринятый логический подход является лишь одним из вариантов толкования.

В этот период события в Германии и, в частности, приход Гитлера к власти, приводят к социальной нестабильности в Англии. Обостряются общественные противоречия, на смену имперским патриотическим принципам ушедшей в прошлое Викторианской Англии приходят и все шире внедряются в сознание идеи пацифизма и марксизма. Однако Тьюринг остается совершенно равнодушен к политической борьбе и течениям общественной жизни. Другие мысли занимают его мозг.

После окончания колледжа в 1934, он посещает лекции Макса Ньюмена по углубленному изучению математики. Здесь он впервые встречается с проблемой "разрешимости" Гильберта, которая формулируется следующим образом: "Может ли существовать, хотя бы в принципе, определенный метод или процесс, при помощи которого все математические проблемы могут быть решены?" С одной стороны, проблема "разрешимости" — тривиальна. Очевидно, что существуют алгоритмы, позволяющие с точки зрения бинарной логики определить, является ли данное утверждение "истинным" или "ложным". Однако сложность проблемы становится ясной, когда речь идет о любой задаче или обо всех возможных вопросах или задачах. Поэтому Тьюринг подошел к ней с другой стороны — пытаясь поставить именно неразрешимую с точки зрения алгоритмического мышления задачу. К этому можно добавить еще и то, что четкого определения алгоритма в то время не существовало. Тьюринг начинает работу над всем комплексом этих проблем.

В 1935 году его избирают в "товарищество" колледжа, что означает получение стипендии для проведения дальнейших научных исследований, и именно в этом году к нему приходит самая главная идея его жизни — концепция "Машины Тьюринга" — машины способной самостоятельно изучать окружающий мир. Возникновение этой идеи было вполне своевременно и совершенно закономерно, что впервые ее четко сформулировал именно Тьюринг. Над развитием этой концепции в ее различных аспектах он работал всю жизнь.

Следующий этап биографии Тьюринга, приходящийся на военные годы, оказался тесно связан с Британской разведкой. Но об этом в следующей статье цикла.

Энигма Тьюринга

В предыдущей статье цикла, посвященной начальному этапу биографии Алана Тьюринга, мы остановились на 1935 году, который был знаменателен для ученого тем, что именно тогда, после окончания Королевского колледжа Кембриджа, он впервые сформулировал концепцию "машины Тьюринга", основные принципы работы которой в наиболее простой и популярной форме излагались ранее. Профессионально прокомментировал эту тему и Борис Смилга на нашем форуме. К его сообщению можно добавить только то, что изначально чисто теоретическая модель машины Тьюринга была неоднократно реализована на практике, и любой желающий может с ней пообщаться.

Нельзя сказать, что идея "мыслящей" машины была абсолютно новой в 30-х годах двадцатого века. Достаточно вспомнить Раймонда Луллия, который еще в 1272 году предложил создать устройство, способное произвести все возможные знания, составляя слова случайным образом. Другой работой Луллия было логическое доказательство истинности христианства — задача того же масштаба и той же степени невыполнимости. Позднее, в 1726 году, эта идея Луллия была высмеяна Джонатаном Свифтом в его "Путешествии Гулливера", где была описана попытка сумасшедшего профессора привести в действие усилиями сорока студентов "машину размером 20 футов в каждом измерении", которая должна была произвести все знания о мире, складывая слова всех языков, написанные на обрывках бумажной ленты.

Машина Тьюринга тоже должна была оперировать с бумажной лентой. Но все же одна машина Тьюринга представляется достаточно примитивным устройством, и в "мире Тьюринга" возникает "Всемирная Машина", способная читать записи всех остальных машин, которые являются моделями скорее рефлексов, чем интеллекта. "Всемирная Машина" и есть то, что, в принципе, может собрать все возможные знания о мире Тьюринга. Отметим еще одну аналогию с механизмом Луллия — логическое обоснование Бога, как всеведущего существа. Всемирная Машина должна была являться своеобразным всеведущим и почти всемогущим Богом в мире Тьюринга.

Собственно, сам термин "компьютер" (computer) до Тьюринга означал человека, который выполняет вычисления. Впервые его применительно к техническому устройству использовал именно Тьюринг в 1936 году: "Таким образом, можно сказать, что специализированная машина может выполнять вычислительную работу (computing), если бумажная лента содержит соответствующие инструкции и правила".

Однако самым главным в работе Тьюринга было определение интеллекта именно через его способность к самообучению. Сейчас это кажется очевидным. Но из наблюдения за поведением человека отнюдь не следует, что способность к самообучению является неотъемлемой частью сознания. Вспомните такие принципы, как "оставаться верным себе в любых обстоятельствах", "оставаться самим собой". Похоже, что если не большинство, то по крайней мере значительная часть "человеческих существ" не являются носителями интеллекта, по крайней мере, в части его неотъемлемой возможности к самосовершенствованию. Что, впрочем, не лишает их права оставаться "человеческими существами". Можно предположить, что упомянутая функция человеческого сознания должна присутствовать по крайней мере в детстве. А вот потом взгляды на ее необходимость и на то, является ли она положительной чертой человеческого характера, разделяются. Но Тьюринг из всех проявлений многогранного процесса (и одновременно — явления), каковым является человеческое сознание, выделил именно "самообучаемость" как основное характеристическое свойство.

В науке не обязательно решить задачу, иногда именно постановка задачи является самым главным, так как это определяет направление развития на многие годы, в то время как результат, обладая законченной ценностью, уже не несет в себе возможности к развитию. Существует небезосновательное мнение о том, что человек способен привыкнуть и приспособиться к любым условиям жизни. Если физические условия меняются на протяжении одной жизни незначительно, то информационная среда, а следовательно, и правила игры и свойственные им "выигрышные стратегии" гораздо более изменчивы. Те из них, которые были признаны общественным мнением безусловно правильными в период детства и воспитания конкретного человека, всего лишь через несколько десятилетий могут оказаться совершенно бесперспективными, что находится в явном противоречии с необходимостью выживания. Или выживание не является такой уж необходимостью? Ответ на этот вопрос многое бы прояснил в решении конкретных жизненных ситуаций и особенно классической проблемы "отцов и детей", но, боюсь, единого мнения здесь сформировать не удастся. Каждый принимает решение о степени своей возможной адаптации сам. И каждый прав, но только для себя, какое бы он решение ни принял. Скорее всего, речь идет о неизбежной реализации предопределенной схемы поведения, заложенной генетически и функционирующей в соответствии с биологическим отсчетом времени на протяжении развития индивидуума, либо о "жестком ядре" личности и изменчивой, адаптирующейся внешней оболочке, причем граница между первым и вторым опять-таки определена генетическими особенностями на "аппаратном" уровне.

Но для Тьюринга, самостоятельно изучавшего квантовую физику и теорию относительности еще в школе, этот вопрос был решен однозначно. Он спроецировал на машину свое собственное отношение к миру, а принципы обработки информации, заложенные в нее, несомненно являются результатом интроспекции. То есть машина Тьюринга — это, прежде всего, модель самого Тьюринга, своеобразный "памятник нерукотворный" собственному интеллекту. Иными словами — особенности мировосприятия Тьюринга наиболее точным образом представляются его машиной.

Подтверждением этому является странное ощущение, остающееся от чтения статей и записей Тьюринга. Текст очень конкретен и целеустремлен. Каждое слово выполняет свою роль однозначно. Поэтому в этой статье вы почти не найдете цитат из оригинальных работ Тьюринга. Фразы настолько функциональны и на своем месте, что, будучи вырваны из контекста, либо теряют смысл, либо становятся никому не интересными общими местами и очевидными утверждениями.

Наилучшее практическое применение конструктивизм и практицизм Тьюринга, совмещенные со способностью к глубокому абстрактному мышлению, нашли в криптологии.

"Бомба" для "Энигмы"

В 1939 году, после начала второй мировой войны, Тьюринг был приглашен для работы, а точнее — службы в Британской школе кодов и шифров, расположенной в Блечли Парк (Bletchley Park) в Оксфордшире. Тьюринг согласился легко и быстро. Дело здесь было не столько в патриотизме или наследственной готовности служить империи. Служба в Блечли гарантировала "бронь" от других, менее привлекательных, видов выполнения патриотического долга. Тьюрингу было 27, он был молод, здоров, с отличной спортивной подготовкой. Классический пример "джентльмена-спортсмена" — если не учитывать занятий математикой и нетрадиционной сексуальной ориентации. Но это не было главным. Его, в первую очередь, привлекла сама задача взлома немецких военных кодов. Интеллектуальное противоборство — своего рода игра. Шахматы и другие абстрактные игры с реальным противником всегда привлекали его, хотя в своих занятиях спортом он избегал коллективных игр, отдавая предпочтение бегу, гребле и езде на велосипеде. Задача, стоявшая перед "школой", а на самом деле — военной секретной лабораторией, входившей в ведомство Британской Intelligence Service, касалась, в первую очередь, конкретной разновидности криптограмм, создаваемых при помощи "Энигмы" — специального электромеханического устройства, применявшегося в германской авиации и, особенно, военно-морском флоте для шифровки радиограмм.

Азарт добавляло сознание того, что в этих "шахматах" роли фигур и пешек выполняли бомбардировщики Люфтваффе и немецкие подводные лодки, начинавшие позиционную войну в Атлантике, с одной стороны, и королевские ВВС и конвои союзников — с другой. Война на интеллектуальном поле шла по всем правилам, с поочередным нанесением ударов, обманными маневрами и ловушками, требующими для своего раскрытия самого бесценного — времени. Не нужно объяснять, что "читаемость" радиограмм противника во многом определяла успех боевых действий — особенно в воздухе и на море. За научным приоритетом стояли человеческие жизни.

Особенность немецкой системы шифрования при помощи "Энигмы" заключалась в том, что даже обладание образцом самой машины не обеспечивало расшифровки. Основным узлом "Энигмы" являлся набор барабанов, образующих огромное количество возможных комбинаций, что давало немецким специалистам возможность длительное время считать такой метод кодирования принципиально не поддающимся расшифровке даже при захвате самого устройства или восстановлении его из обломков на месте падения сбитых самолетов.

Тьюринг испытывал небывалый эмоциональный подъем и удовлетворение от напряженной работы ума. Совместно со своими коллегами, среди которых было много талантливых ученых, он разрабатывает "Бомбу" (the Bombe) которая позволяет уже с середины 1940 года расшифровывать все кодированные сообщения Люфтваффе. Более сложный вариант "Энигмы", применявшийся в немецком военно-морском флоте, сопротивлялся дольше. Но с весны 1941-го и все шифровки, передававшиеся немецким подводным лодкам, стали "читаемыми" в Блечли. Помогло этому то, что 9 мая 1941-го три британских эсминца атаковали и заставили сдаться немецкую U-110. При этом "Энигма" и книги кодов были захвачены абордажной командой.

Прошло около года, прежде чем немцы поняли, что причиной провала многих операций является расшифровка "принципиально не читаемых" радиограмм. С 1 февраля 1942-го на "Энигмах" устанавливается четвертый барабан, на порядки увеличивающий количество возможных комбинаций. Но 30 октября 1942 года пять британских эсминцев в Средиземном море повреждают и захватывают U-559. При попытке обнаружить "Энигму" с четырьмя роторами на быстро погружающейся поврежденной лодке погибло два английских моряка. Однако англичане успели найти новую книгу кодов, которая и дала недостающие ключи. На этот раз Тьюринг не был непосредственно занят в очередном раунде "войны мозгов". С задачей успешно справились его ученики и коллеги, но на это потребовалось еще два месяца. В общей сложности союзники не имели возможности расшифровывать немецкие коды одиннадцать месяцев.

Тьюринг являлся руководителем группы, работавшей с "Энигмой" до 1943-го, и оставался главным консультантом позднее, хотя уже с ноября 1942-го и до марта 1943-го он находится в США, консультируя американских специалистов по вопросам декодирования. Его консультации и непосредственное участие в работе американских коллег в Дейтоне (Огайо) позволили наладить американцам производство "Бомб", аналогичных созданным в Блечли. В американских источниках этот период в его деятельности почти не отражен. Это вполне естественно, так как американцы создали свой миф о том, что именно их усилиями были раскрыты шифры "Энигмы". Факты драматической игры оставались секретными до 1996-го, хотя на этот сюжет написано несколько книг, поставлены пьеса и несколько кино- и телефильмов. В американском изложении во главу угла ставился не поединок умов, а крепкие американские парни, которым удалось захватить немецкую субмарину U-571 с секретным оборудованием, что нашло свое отражение в не очень достоверной экранизации. На самом деле, U-571, потопившая советский транспорт "Мария Ульянова" и несколько судов союзников, была сама потоплена австралийским самолетом в 1944-м вместе с кодами и "Энигмой". Позднее, в 1946 году, описывая роль американцев в декодировании, Тьюринг отметил, что они первоочередное значение придавали не творческой мысли, а механизации.

Однако в Англии роль Тьюринга была оценена по достоинству. О его работе был осведомлен сам Черчилль, и в 1945 году Тьюринг был награжден Орденом Британской Империи (O.B.E.) "за жизненно важный вклад в военные усилия".

Уже начиная с августа 1944 года он ведет работу с первыми электронными устройствами. Еще в "Бомбах" для повышения быстродействия кроме электромеханических реле применялись ключи на электронных лампах. Более совершенная машина "Колосс" (The Colossus) работа над которой началась в Блечли в 1943-м, состояла уже из тысяч электронных ламп и по своим размерам соответствовала названию. Электронным был и один из первых "скремблеров" — "Делайла" (Delilah) — устройство для кодирования голосовых сообщений. Эта работа проводилась отделом MI6 британской Intelligence Service на базе в Хенслоп Парк (Hanslope Park) в Букингемшире. Но больше всего Тьюринга привлекало в ней то, что новая элементная база открывала реальную возможность для создания Всемирной Машины.

Говоря о послевоенном периоде, интересно отметить, что хотя Тьюринг не мог не знать о работах Норберта Винера и даже некоторые преподаватели (например, Бертран Рассел) являлись их общими знакомыми, причем Тьюринг работал несколько лет в США, а Винер часто бывал в Англии — они никогда не встречались и не ссылались друг на друга в своих работах. Вероятно, отторжение двух людей, сделавших наибольший вклад в развитие кибернетики и теорию вычислительных машин, было взаимным. Дело здесь скорее не в личной неприязни, а в том, что философские взгляды и системы мировоззрения этих двух гениальных ученых принципиально отличались. Рассеянный профессор из Кембриджа (штат Массачусетс), полностью закрывшийся от окружающей реальности в мире математических абстракций и защищенный оболочкой своей семьи — в первую очередь, любящей и заботливой женой, — не мог принять мир таким, каким он его видел. А математик из английского Кембриджа, не чуждый самым абстрактным построениям, оставался с этим миром один на один и вынужден был искать в нем радость и удовлетворение, наблюдая за природой и общаясь со своими "друзьями", разделяющими его гомосексуальные наклонности. Да и задачу перед собой он ставил гораздо более конкретную, непрерывно продолжая работу над концепцией Всемирной Машины.

Сохранилось свидетельство того, как в Нью-Йорке в кафе Белловских лабораторий однажды в 1943-м на фоне тихого гула невнятных разговоров хорошо воспитанных сотрудников, мечтающих о повышении, неожиданно громко раздался высокий голос Тьюринга: "Нет, меня не интересует создание мощного разума. Все что меня интересует — это создание заурядного ума, что-то вроде президента Американской телефонной и телеграфной компании (ATT)".

Реализм Тьюринга не мог разрешить скрытого конфликта, а энтузиазм и переоценка возможностей только отодвигали его развязку. Принятие и познание мира во всей его прекрасной и страшной реальности, символизированное яблоком познания из библейского мифа, было неизбежно. Но об этом в следующей статье цикла — "Яблоко Тьюринга".

Яблоко Тьюринга

У машин нет проблем. Я хотел бы быть машиной, а вы нет?

(Энди Уорхол — Андрей Вархола)

Предисловие к заключительной части

Цикл статей об Алане Тьюринге я планировал написать еще давно. Это выглядело естественным продолжением работы, посвященной Норберту Винеру. Но начав ее, я пожалел об этом. Сначала мне трудно было понять Тьюринга, и я пробирался наугад среди текстов его статей, формул и обширных биографических данных. Потом, как мне показалось, я его понял. Из груды сведений стал вырисовываться портрет. Портрет в рамке с разбитым стеклом. И я еще раз пожалел, что взялся за эту тему. Но работа требует своего логического завершения.

Противоречивые чувства, возникающие при чтении работ Тьюринга, отражают трудноразрешимый внутренний конфликт. С одной стороны, детальное понимание картины мира — от квантовой теории и принципа относительности до психологии и неврологии, объединенных аппаратом математики и логики, — казалось бы, может дать ответ на любой поставленный вопрос, но именно Тьюринг доказал, что не существует универсального метода или алгоритма, способного решить любую задачу. Свойственное ему философское представление о мире лишено некоторого объединяющего центра. Истина, кажется, совсем рядом, но она недостижима. Несмотря на широту охвата и энциклопедические познания во всех областях науки, остаются пробелы — "невычисляемые функции", неразрешимые задачи, требующие привлечения загадочных черных ящиков, "оракулов Тьюринга". Главная задача — моделирование сознания — оказывается принципиально выполнимой, но это сознание не является личностью, что признает и сам Тьюринг. Чем наполнить эти "черные ящики"? Тьюринг не мог этого понять. Его мир и индивидуальные особенности мышления не позволяли этого. Он сам был, как "Всемирная Машина" с отключенным "оракулом". Вархола ошибался. У машин есть проблемы. Можно ли назвать эту особенность "непродуктивностью" и связать ее с гомосексуальностью Тьюринга? Это могло бы быть броским заголовком, но это было бы не верно. Несомненно, что именно многогранное и нестандартное мышление Тьюринга было продуктивным, но не хватало чего-то неуловимого. Он продвинулся в понимании мира гораздо дальше многих. Может быть, слишком далеко, чтоб это оставалось безопасным для него самого.

Вот как это было.

Послание невидимого мира

Это несправедливо. У спортсмена, и то — три попытки. Но жизнь даже в благополучной и консервативной Англии похожа скорее не на бег с препятствиями, а на королевский крокет с фламинго, так хорошо описанный другим английским математиком.

Человек хочет жить по ясным и понятным принципам. Наверное, поэтому игра на познаваемом поле с регламентированными законами, несмотря на напряжение интеллекта, для многих является отдыхом. Для кого-то — шахматы, для кого-то — формальная наука или иные абстрактные занятия. Даже прикладное программирование или HTML-кодирование позитивно влияют на психику потому, что это игра по явно определенным правилам. Если все сделать так, как надо, то планируемый результат неизбежен. Если же что-то не сработало — значит, допущена ошибка, но ее можно исправить. Секретов нет. Все изложено в спецификации. Однако жизнь — по большому счету устроена не так.

Но именно жизнь, во всех ее проявлениях, и не воспринималась Тьюрингом. Он был вне ее условностей, которые просто игнорировал, ввиду их нелогичности. Тьюринг не избегал общества, он был вместе со всеми, но не одним из всех. Он мог поставить выпивку для товарищей по спортклубу, в котором он даже являлся членом оргкомитета, но его интересы были вовне. Его друзья ничего не знали о его работе, да и о нем самом. Часто его научные интересы оказывались не понятыми даже коллегами, что, впрочем, не мешало ему продолжать начатое. Так, в конце войны Тьюринг был приглашен в Национальную физическую лабораторию в Лондоне для участия в создании первой английской вычислительной машины. Однако его проект "автоматического вычислительного устройства" (Automatic Computing Engine — ACE), законченный в 1946 году, был признан излишне самонадеянным и не получил одобрения. По сути, эта разработка содержала первое подробное описание компьютера в современном понимании этого слова.