Искусственный разум Норберта Винера

В семь лет он написал свой первый научный трактат, к 18 годам стал доктором философии и профессором. С юношей почитали за честь дружить Альберт Эйнштейн и Макс Борн, он же, сомневаясь в своем таланте, пробовал себя журналистом и заводским рабочим. Страсть к математике все-таки взяла верх: он стал основоположником кибернетики и воспитал на своих семинарах тех, кто подключил к компьютерам клавиатуру и объединил их в единую сеть. Ровно 121 год назад родился создатель теории искусственного разума, выдающийся ученый Норберт Винер.

«Насколько мне известно, по происхождению я на семь восьмых еврей, и одну восьмую, вероятно, составляет мой далекий предок по материнской линии, который был немецким лютеранином», – так начал свою автобиографичную книгу «Бывший вундеркинд» Норберт Винер. Действительно, отец будущего великого ученого, Лео Винер, как принято считать, был потомком великого еврейского мудреца Маймонида. «Едва ли это прилично заявлять, что являешься потомком средневекового монаха, – писал Винер. – Но мне действительно хотелось бы верить, что наша семейная легенда является истинной и что я произошел от Маймонида, философа, кодификатора закона, врача, делового человека, нежели чем от кого-либо другого из большинства его современников». Отец Винера родился в городе Белосток Российской империи, учился в Минской, а затем Варшавской гимназии, получил отличное образование, благодаря которому легко поступил в Берлинский технологический институт. Однако в Европе он пробыл всего два года, после чего, отказавшись от прибыльной, тем более для студента, должности бухгалтера, переехал в США. Как и полагается, с 50 центами в кармане. Здесь он несколько лет укладывал хлопок в тюки, разносил воду, бродяжничал и помогал фермерам, после чего все-таки решился попробовать себя в роли педагога в одной из канзасских школ. Дело пошло на лад, вскоре о нем заговорили как о реформаторе в области школьного образования, и он перебрался в небольшой университет штата Миссури, где стал уже профессором и начал преподавать французский и немецкий языки. Здесь же он решил жениться – на Берте Кан, дочери иммигрировавшего в США немецкого еврея, владельца одного из местных универмагов. «Несмотря на то, что зачастую мать не понимала отца, она всегда глубоко любила его и восхищалась им бесконечно», – опишет позже сам Норберт их отношения.

Он появился на свет 26 ноября 1894 года, и отец сразу же обрушил на него все новейшие учебно-воспитательные методики, которые только знал. Он ходил вокруг очаровательного карапуза кругами, придирчиво наблюдая за его первыми словами, шагами и рефлексами. В полтора года Норберт уже выражал свои детские желания на нескольких языках, в три – активно читал. Причем детской литературы ему хватило лишь на год. В четвертый день рождения ему был торжественно вручен том из «Естественной истории» Вуда, посвященный млекопитающим, и открыт доступ к родительской библиотеке.

С этого момента и началось его знакомство с настоящей наукой. К семи годам он уже написал первое свое научное исследование по дарвинизму, и отец, к тому моменту ставший профессором славянских языков в Гарвардском университете, справедливо решил, что в школе мальчику делать нечего. Он пойдет в школу лишь через два года, и то сразу в старшие классы, где его будут окружать 16-летние подростки. И даже здесь всё, что давали учителя на уроках, было лишь повторением уже изученного им дома. Тем не менее, когда в 11 лет он блестяще окончил среднюю школу и чувствовал себя абсолютно готовым поступить в Гарвард, отец запретил ему это, понимая, насколько странным будет появление 11-летнего ребенка в лучшем университете страны. На три года Винер отправляется в престижный Тафт-колледж, к 14 годам получает степень бакалавра. Это, конечно, не могло не сказаться на его эмоциональном состоянии: постоянно переживая нападки со стороны половозрелых однокурсников, он рос крайне неуравновешенным, практически не имел друзей. Однако всю свою ненависть к несправедливости мира он топил в учебниках и книгах.

«Я уверен, что отец развил во мне болезненную тягу к учению, – писал Винер. – Когда я переставал учиться хотя бы на минуту, мне казалось, что я перестаю дышать. Это было сродни тупому инстинкту». Инстинкт, правда, приводил к результатам. Винер все-таки поступает в Гарвардский университет и почти сразу начинает писать диссертацию. «Когда мне озвучили требования к работе, я нашел их формальными, легкими, – описывал свою работу над диссертацией Винер. – Конечно, позже я узнал, что в своей диссертации пропустил почти всё то, что имело истинно философскую значимость. Тем не менее мой материал представлял собой приемлемую научную работу и в итоге привел меня к докторской степени». К 18 годам он уже доктор философии по математической логике, в 19 становится преподавателем на кафедре математики Массачусетского технологического института – уже тогда центра прорывных идей в области вычислительной техники. Здесь он получает письма с приглашениями в Кембридж, где выдающийся философ и математик Бертран Расселл находился в зените своей славы, и в Туринский университет. «Я узнал, что Кембридж – это одно из самых лучших мест для изучения математической логики. Тогда я написал Расселлу», – рассказывал Винер. Так он оказался в Европе, где к нему, по его собственным словам, пришло осознание, что он ничего не знает ни о математике, ни о логике.

В течение года он ходит на лекции Расселла, посещает и рекомендуемые им лекции математика Годфри Харди. После, весной 1914 года, отправляется в Геттинген, где учится у великого немецкого математика Давида Гильберта. Здесь его застает война, и он возвращается в США. 21-летний Норберт всеми силами хочет отправиться на фронт, но не проходит медицинскую комиссию из-за ужасающе плохого зрения. Обозлившись, Винер бросает всё и устраивается на завод General Electric в Линне. «Каждый день, когда я возвращался домой, я чувствовал себя усталым, но счастливым, как, пожалуй, никогда до этого в своей недолгой жизни, – вспоминал Винер. – Я был постоянно безнадежно вымазан теми смазочными веществами, которые применялись на заводах, и казалось, никакое мыло не в состоянии было это смыть. Но я гордо воспринимал эту грязь как отличительный знак рабочего человека». Однако терпения у его отца наблюдать сына-ученого за работой на заводе хватило ненадолго. Путем ссор, скандалов, ультимативных требований ему все-таки удалось уговорить Норберта если не вернуться в университет, где, впрочем, и так в военные годы царило уныние, то стать хотя бы научно-популярным журналистом в издательстве «Американская энциклопедия». Правда, через какое-то время платить здесь совсем перестали, и Винеру пришлось перебиваться случайными заработками, пока его вновь не пригласили преподавать на кафедру математики Массачусетского технологического института.

Он согласился не раздумывая, успев соскучиться по настоящей интеллектуальной работе. И рьяно взялся за дело. До начала следующей, Второй мировой войны он успеет написать сотни статей по теории вероятностей и статистике, дифференциально-интегральному исчислению и рядам Фурье, теории чисел и другим математическим дисциплинам. В науке появятся такие понятия, как Винеровский процесс, теорема Пэли-Винера, уравнение Винера-Хопфа, теорема Винера-Хинчина, Винеровская теория нелинейных систем, интеграл Винера и даже сосиска Винера. В это же время он познакомится с одним из конструкторов вычислительных машин – Ванневаром Бушем, создателем первого дифференциального аналогового компьютера. Впоследствии они будут многое обсуждать вместе, и базисные идеи цифровых вычислительных машин родятся именно у Винера. Так, он озвучит идею, что машины должны состоять «из электронных ламп, а не из зубчатых передач или электромеханических реле». Это, полагал он, должно обеспечить им необходимое быстродействие. Кроме того, он предсказал дальнейшее развитие компьютерной техники, высказав предположение, что в устройствах должна использоваться «более экономичная двоичная, а не десятичная система счисления». Машина, полагал Норберт Винер, должна сама корректировать свои действия, в ней необходимо выработать способность к самообучению. Для этого ее нужно просто снабдить блоком памяти, где откладывались бы управляющие сигналы, а также те сведения, которые машина получит в процессе работы. Так, по Винеру, компьютеры перестали бы быть лишь исполнительным органом, а становились бы думающими, приобретали бы определенную долю самостоятельности.

Во время Второй мировой войны Винер почти целиком посвятил свое творчество военной тематике. Он исследует движение самолета при зенитном обстреле и предлагает отказаться от практики ведения огня по отдельным целям, что имело крайне низкий КПД. Взамен этого он разрабатывает систему самонаведения, конструируя технику, способную посылать сигнал и получать его обратно. Тем не менее создать конечный продукт до окончания войны он не успевает. После войны Винер возвращается к мирным исследованиям и с новой силой берется разрабатывать идею самообучающейся машины.

В своих статьях он рассказывает ставшую уже теперь хрестоматийной историю про мышь в лабиринте, которая запоминает все свои неверные ходы и больше их не повторяет. При повторном же попадании в лабиринт мышь моментально и безошибочно находит путь к выходу. «Нам осталось лишь создать этакую искусственную мышь, которая могла бы так же хорошо учиться», – подводил итог ученый. А летом 1946 года предложил одному парижскому издателю идею книги, в которой хотел рассказать об общих законах, присущих нервной системе живых существ, которые могли быть использованы в автоматических машинах. Когда рукопись была готова, для названия Винер просто выбрал слово «кибернетика», похожее на греческое слово «рулевой». Книга вышла в 1948 году и тут же сделала Винера всемирно знаменитым. В ней он впервые объяснил принципиальное значение информации в процессах управления. И именно так создал отдельную науку, позволяющую творить искусственный интеллект и управлять им.

Тем не менее он был не согласен, что машины могут самостоятельно порождать полезные результаты. Винер отводил им функцию лишь инструмента, средства для переработки данных, а человеку – функцию извлечения полезных результатов. И чтобы найти физическое решение, он организовал в Массачусетском технологическом институте семинар, для участия в котором привлекал самых разных специалистов. Участники семинара в конечном итоге вывели кажущуюся сегодня простой идею, что компьютер должен стать одним из главных средств коммуникации, а для этого должен обеспечиваться режим интерактивного взаимодействия с людьми и другими машинами. В практическом же плане участники семинара сконструировали уникальный для своего времени компьютер «Ураган», который появился в МТИ в 1950 году. Именно к этому компьютеру впервые была подключена алфавитно-цифровая клавиатура. Семинар Винера стал и школой, откуда вышли многие создатели сети интернет. Например, Джон Ликлайдер, который несколько лет спустя, работая в ARPANet, стал ключевой фигурой первого проекта Сети.

Сам же Винер был так взбудоражен идеей создания искусственного разума, что в последние годы жизни посвятил себя литературному творчеству, опубликовав роман «Искуситель» и философский трактат «Творец и Голем», где высказал свои опасения по поводу «стихии искусственной, нечеловеческой мысли». А за два месяца до смерти, которая настигла его 18 марта 1964 года в Стокгольме, Норберт Винер был удостоен Золотой медали ученого – высшей награды для человека мира науки в Америке. На торжественном собрании, посвященном этому событию, президент Линдон Джонсон сказал: «Ваш вклад в науку на удивление универсален, ваш взгляд всегда был абсолютно оригинальным, вы – потрясающее воплощение симбиоза чистого математика и прикладного ученого». При этих словах Винер достал носовой платок и прочувственно высморкался: «Я понял, что наука – это призвание и служение, а не служба. Я научился люто ненавидеть любой обман и интеллектуальное притворство и гордиться отсутствием робости перед любой задачей, на решение которой у меня есть шансы».