Дороги, дураки и компьютеры. Есть ли будущее у России

В конце десятилетия акцент сдвинулся в сторону обработки, хранения и передачи сканируемых пиксельных изображений. Стала более реальной возможность создания стереоизображений. Ранние системы использовали двухцветную (обычно красный и зеленый) технику, которая ограничивала реальность, а также объемные и дорогие вибрирующие мембраны. К 1989 году стало возможным купить стереоскопические очки или полноэкранный жидкокристаллический дисплей с поляризующими панелями. Очки имели компактную батарейку возле ушной раковины и были связаны с терминалом посредством беспроволочного инфракрасного соединения. Следствием этого стало широкое внедрение стереоскопического программного обеспечения в приложения, использующие трехмерную визуализацию, например при моделировании молекул.

1990-е годы – неограниченные возможности

Процессоры рабочих станций стали иметь быстродействие, достаточное для управления как векторной, так и растровой информацией. Но настоящее видео – это слияние этих двух форм. Добавились аудиовозможности и возникла компьютерная среда. Сжатие данных стало технологией, влияющей на продвижение мультимедиа с интерактивными компакт-дисками и системами видеоконференций. Становятся обычным явлением высокоскоростные оптоволоконные сети с диапазонами частот на два порядка выше, чем сети с коаксиальными кабелями. Это естественным образом повлияло на конструкцию рабочих станций и их сетей, в которых уже нет места большим хранилищам данных в каждом узле. Появились системы, распознающие индивидуальные особенности пользователя. На разных стадиях разработки находятся способы организации интерфейсов на базе голоса и жестов. Увеличение возможностей трехмерной графики способствует развитию графических интерфейсов, появились фантастические дисплеи и принтеры. А на подходе четырехмерная (и далее) графика! Короче, читайте книгу далее.

Искусственный интеллект, роботы и киборги

Человек был создан в последний день творения, когда Бог уже утомился

    Шутка

Существует средневековая легенда. Кельн середины XIII столетия. В одном из центров теологии работают монах Фома Аквинский и его учитель Альберт фон Болынтедт, за свою ученость еще при жизни прозванный Великим. Альберт часто создавал хитроумные устройства и механизмы. Однажды, придя к нему в гости, Фома увидел женщину, тело которой светилось каким-то неземным светом. Она подняла руку, повернула к нему голову и вежливо поздоровалась. Но было в ней что-то неживое. Воспитанный в благочестии и почитании бога, Фома сразу же понял, что это дьявольское наваждение и тростью разбил лучшее инженерное творение того времени – человекоподобную куклу, которая умела ходить, двигать руками и говорить.

Сказки не возникают на пустом месте. Идеи гомункулусов – человекоподобных существ, которых якобы создали искусственно в XVI веке, андроидов – механических людей XVIII века, роботов XX века – вытеснивших название «андроиды», были попытками моделирования человеческого поведения и человеческих возможностей. И усилия, потраченные на их создание – не напрасны. Был положительно решен вопрос о возможности механической имитации антропоморфных движений. Следствием стало развитие науки биомеханики, что позволило в наше время создавать протезы для людей. Параллельно попыткам моделирования внешних человеческих возможностей шел поиск имитации процессов мышления. Этим занимались: Сократ (сократические беседы), Аристотель (теория силлогизмов), Гиллель (герменевтика), Ф. Бэкон (индукция), Д. Буль (математическая логика) и т. д. К середине XX века сформировалась теория логических рассуждений.

На недостатки естественных человеческих языков, связанные с их многозначностью и неточностью, обращали внимание еще в Древней Греции. В XVII веке идея создания точного «философского» языка для описания знаний об окружающем мире нашла многочисленных сторонников. Попытки Декарта, Тирояна, Лейбница не увенчались успехом, Но усилия, потраченные на создание философского языка, не пропали даром. Например, классификация Карла Линнея – первая научная классификация в естествознании – возникла на основе идей философского языка. Современные исследования в области интеллектуальных систем также активно используют идеи о строгом языке знаний, сформулированных 350 лет назад.

Такова история имитации внешних форм поведения человека, его способностей к рассуждениям и коммуникациям. К началу XX века многие из этих идей дали плоды, как например, идея формализации рассуждений. Другие остались на уровне начальных догадок. Однако все они оказались нужными и полезными, когда появились электронные вычислительные машины, способные имитировать многие специфические особенности мышления и жизнедеятельности человека. Все это непосредственно предшествовало появлению науки «Искусственный интеллект».

Искусственный интеллект как наука

Искусственный интеллект является «горячей точкой» научных исследований. В ней, как в фокусе, сконцентрированы усилия программистов, лингвистов, психологов, математиков, инженеров. Именно здесь решаются коренные вопросы, связанные с путями развития научной мысли, с воздействием достижений в области вычислительной техники на жизнь будущих поколений людей.

Могут ли компьютеры мыслить?

Искусственный интеллект – это попытка ответить на этот вопрос. Впервые термин «искусственный интеллект» ввели в научную практику в 1956 году «крестные отцы» кибернетики – Шеннон, Минский, Саймон и другие. Именно они обратили внимание на статью английского математика Тьюринга, опубликованную в 1950 году, в которой был сформулирован знаменитый тест, согласно которому компьютер демонстрирует интеллектуальное поведение, если наблюдатель не в состоянии решить, имеет ли он дело с компьютером или с человеком. Однако, для определения понятия «искусственный интеллект» необходимо разделить множество интеллектуальных задач на два – творческие (в момент выдвижения которых отсутствует метод их решения) и рутинные (решение таких задач известно, требуется лишь повторно найти такое решение).

Но компьютер действует по инструкциям, составленным в виде программ. В силу этого он прекрасно справляется с рутинными процессами (нередко лучше человека), но не способен найти решение задачи, не предусмотренное его программой. Поэтому любая задача, с которой компьютер не может справиться в данный момент, выступает как творческая, но как только способ ее решения формализован, она переходит в разряд рутинных. Таким образом, искусственный интеллект оказывается искусственным, но не интеллектом. Подобное самоотрицание частично снимается переопределением искусственного интеллекта как области исследований, направленных на то, чтобы компьютеры могли выполнять функции, похожие на интеллектуальную деятельность.

Философские аспекты

Основная философская проблема в области искусственного интеллекта – возможность моделирования мышления человека. В случае если будет получен отрицательный ответ на этот вопрос, все остальные не будут иметь ни малейшего смысла. Как правило, исследователи в области искусственного интеллекта по роду своей деятельности являются оптимистами и не только дают положительный ответ, но и приводят некоторые доводы.

Первое доказательство является схоластическим, и доказывает непротиворечивость искусственного интеллекта Библии. По-видимому, даже люди далекие от религии, знают слова священного писания: «И создал Господь человека по образу и подобию своему». Исходя из этих слов, можно заключить, что, поскольку Господь создал нас, а мы по своей сути подобны ему, то мы вполне можем создать кого-то по образу и подобию человека. Создание нового разума биологическим путем дело вполне привычное. Наблюдая за детьми, мы видим, что большую часть знаний они приобретают путем обучения, а не как заложенные в них заранее. По всем внешним признакам это выглядит именно так.

Следующим философским вопросом искусственного интеллекта является цель создания. В принципе все, что мы делаем в практической жизни, обычно направлено на то, чтобы больше не делать этого самому. Допустим, что человек сумел создать интеллект, превышающий свой собственный (пусть не качеством, так количеством). Что теперь будет с человечеством? Какую роль будет играть человек? Для чего он теперь нужен? Тем более что интеллектуальная система вполне могла бы иметь свои желания и поступать не так, как нам хотелось бы. Таким образом, перед нами встает проблема безопасности. Данная проблема будоражит умы человечества еще со времен Карела Чапека, впервые употребившего термин «робот». Большую лепту в обсуждение данной проблемы внесли и другие писатели-фантасты. Как самые известные, можно упомянуть серии рассказов писателя-фантаста и ученого Айзека Азимова. Кстати, именно у Азимова мы можем найти самое проработанное, и принятое большинством людей решение проблемы безопасности.

На первый взгляд подобные законы, при их полном соблюдении, должны обеспечить безопасность человечества. Однако, при внимательном рассмотрении, возникают вопросы. Во-первых, законы сформулированы на человеческом языке, который не допускает простого их перевода в алгоритмическую форму. Попробуйте, к примеру, перевести на любой из известных языков программирования, такой термин, как «причинить вред». Или «допустить». Далее предположим, что данные законы переформулированы на язык, который понимает автомат. Теперь интересно, что будет подразумевать компьютер под термином «вред» после долгих логических размышлений? Не решит ли он, что все существование человека – это сплошной вред? Ведь он курит, пьет, с годами стареет и теряет здоровье, страдает. Не будет ли меньшим злом быстро прекратить эту цепь страданий?

Нейрокомпьютеры – от мозга к компьютеру и обратно

Нейронаукой называют научный подход, направленный на выяснение принципов работы мозга. Раньше на фестивалях, спортивных праздниках и других торжествах в моде были «живые картинки». Нарядно одетые мальчики и девочки с разноцветными флажками по команде поднимают то один флажок, то другой. А зрители на других трибунах видят картинки. Набор независимых компьютеров, не подозревающих о существовании друг друга и выполняющих свои программы, вел бы себя точно также. А теперь представим, что у руководителя сломался рупор. И тогда – вместо картинок полная неразбериха. Если же мы имеем дело с нейронами, то, как по мановению волшебной палочки, «верный кусок» начнет упорядочивать всю картину, и в результате возникает именно то, что надо.

Нейронаука и нейрокомпьютеры сделали намного более реальными мечты, прогнозы, утопии и антиутопии писателей-фантастов. Начиная с Я. Вайса («Дом в тысячу этажей», 1929 год) и Дж. Оруэла («1984»), множество авторов обсуждали возможность тотального контроля над личностью. Не секрет, что спецслужбы многих стран имеют компьютерные досье на сотни тысяч и миллионы своих граждан, прослушивают телефонные переговоры и знакомятся с корреспонденцией. Ограничения такого контроля, которые мы часто называем свободой или правами человека, в основном связаны с тем, что работа с досье требует больших интеллектуальных усилий, которые нельзя пока целиком возложить на компьютер. Компьютерные системы, способные выделять крамолу из невинных разговоров, анализировать, расследовать, самостоятельно решать, какая информация нужна, и добывать эту информацию, радикально изменят ситуацию.

Самая уязвимая часть существующих систем вооружений – это человек. Его нужно беречь, защищать, охранять. Но только он способен оценивать обстановку командовать, планировать. Но так думали до появления нейрокомпьютеров. Многие биологи считают, что можно рассматривать муравейник или пчелиный улей как один большой организм, части которого эффективно взаимодействуют между собой и самоотверженно решают задачу целого. Полчища кремниевых муравьев могут исследовать неведомые планеты или уничтожать коммуникации противника. Каждый из них беззащитен, но все вместе, наделенные способностью разрушать и учиться, они практически не уязвимы.

Боевая машина для наземного боя, истребитель без человека, способные самостоятельно оценивать ход боя, намечать пути выполнения боевой задачи со сверхчеловеческой быстротой и отвагой реализовывать их. Система на орбите, способная к самоорганизации, выживающая при уничтожении ее значительной части, наделенная способностью к самостоятельной оценке ситуации и принятию стратегических решений. Сверхоружие, способное поражать выведенные в космос ракетоносители с помощью микроракет, несущихся с фантастической скоростью. Это замысел американского проекта «Умные камешки», который активно разрабатывался еще несколько лет назад.

Зловещая реальность здесь успешно соперничает с фантастикой. Но это все путь от мозга к компьютерам. А если пойти обратно? Новейшие компьютерные томографы позволяют увидеть на экране, какие участки мозга активизируются при выполнении различных заданий. Вероятно, скоро можно будет увидеть отдельную мысль или ощущение. Видимо, «монтажная схема» мозга со временем будет понятна. И станет ясно, как и на что можно воздействовать. Нейросистемы уже дали и дадут в будущем совершенно новые средства управления, контроля, воздействия, власти. Хочется надеяться, что нейронауку минует судьба ядерной физики и ракетной техники, ориентированных в основном на войну.

Компьютерные вирусы как феномен искусственной жизни

Если антивирусная программа уверяет вас, что вирусов нет, значит, она устарела.

    Следствие закона Мерфи

В России западные вирусы обычно погибают либо от голода, либо от российских вирусов

    Шутка

История проблемы

Идея компьютерных вирусов зародилась задолго до появления самих персональных компьютеров и, тем более, компьютерных сетей. Еще в 1959 году в журнале «Scientific American» была опубликована статья, посвященная самовоспроизводящимся механическим структурам. В ней была описана простейшая модель структур, способных к активации, размножению, мутациям, захвату.

Вскоре она была реализована с помощью машинного кода. Но ЭВМ было мало и разгуляться было негде. Условия для их развития создались с появлением персональных компьютеров (ПК). 20 апреля 1977 года с конвейера сошёл первый «народный» персональный компьютер Apple. Объём продаж составил более 3 млн. шт, что на порядок превышало число работавших в то время ЭВМ других компаний. Таким образом, доступ к компьютерам получили миллионы людей.

Условия для вирусов стали улучшаться. Значительно расширился ассортимент персональных компьютеров. Наряду с наиболее распространённым гибким 5-дюймовым магнитным диском появились жёсткие диски; бурное развитие получили локальные сети, а также технологии передачи информации при помощи телефонных линий. Возникли первые банки данных, названные BBS (Bulletin Board System), значительно облегчавшие обмен программами между пользователями. Тогда же было выполнено третье важнейшее условие существования вирусов – «человеческий фактор» – стали появляться отдельные личности и группы людей, занимавшиеся их созданием.

Феномен компьютерных вирусов

20-е столетие принесло человечеству немало парадоксов. Перестав жить в дружбе с природой (Богом), победив ее и доказав, что легко может ее уничтожить, человек вдруг понял, что погибнет и сам. И поменялись роли в драме «Человек-Природа». Раньше человек защищал себя от природы, теперь же он все больше защищает природу от самого себя. Другим парадоксом является отношение человека к религии. Став технократом, человек не перестал верить в Бога (или его аналогов). Более того, появились и окрепли другие религии.

Но к основным техническим феноменам 20-го века относятся не только появление человека в космосе, освоение атомной энергии, грандиозный прогресс систем связи и передачи информации, но и ошеломляющее развитие компьютеров. И тут же возникает еще один феномен – компьютерные вирусы. Быть может, покажется смешным, что факт возникновения компьютерных вирусов поставлен в один ряд с исследованиями космоса, атомного ядра и развитием электроники. Но для этого есть серьезные основания.

Во-первых, компьютерные вирусы – это довольно заметная проблема, возникновения которой никто не ожидал. Даже всевидящие фантасты-футурологи не говорили об этом ничего. В их произведениях с той или иной точностью предсказаны практически все технические достижения настоящего. Если же говорить о вычислительных машинах, то тема эта вылизана донельзя. Однако нет ни одного пророчества, посвященного компьютерным вирусам. Тема вируса в произведениях писателей появилась уже после того, как первый реальный вирус поразил первый компьютер.

Во-вторых, компьютерные вирусы – это первая удачная попытка создать искусственную жизнь. Современные компьютерные «микроорганизмы» более всего напоминают насекомых-вредителей, приносящих проблемы и неприятности. Но, все-таки, это жизнь, поскольку компьютерным вирусам присущи все атрибуты живого – способность к размножению и движению, приспособляемость к среде и т. д. Естественно, все это только в пределах компьютеров, но и для биологических вирусов все вышесказанное верно в пределах клеток организма. Более того, существуют «двуполые» вирусы, а примером «многоклеточности» могут служить, например, макровирусы, состоящие из нескольких независимых макросов.

И, в-третьих, тема вирусов стоит особняком от всех остальных задач, решаемых при помощи компьютера. Практически все проблемы, решаемые при помощи вычислительной техники, являются продолжением целенаправленной борьбы человека с окружающей природой. Природа ставит человеку длинное нелинейное дифференциальное уравнение в трехмерном пространстве – человек набивает компьютер процессорами, памятью, обвешивает проводами, много курит и в итоге решает это уравнение (или пребывает в состоянии уверенности, что решил). Природа дает человеку кусок провода с вполне определенными характеристиками – человек придумывает алгоритмы передачи как можно большего объема информации по этому проводу, терзает его модуляциями, сжимает байты в биты и терпеливо ждет сверхпроводимости при комнатной температуре. Природа (пусть и в лице фирмы IBM) дает человеку очередное ограничение в виде очередной версии IBM PC – и человек не спит ночами, опять много курит, оптимизируя коды очередной базы данных, дабы уместить ее в предоставленные ему ресурсы оперативной и дисковой памяти. И так далее.

А вот борьба с компьютерными вирусами является борьбой человека с человеческим же. Эта борьба является борьбой умов, поскольку задачи, стоящие перед вирусологами, ставят такие же люди. Они придумывают новый вирус – а нам с ним разбираться. Затем они придумывают вирус, в котором разобраться очень тяжело – но мы с ним разбираемся. И сейчас наверняка где-то сидит за компьютером парень, страдающий над очередным монстром, в котором специалисту придется разбираться целую неделю, а потом еще одну неделю отлаживать алгоритм антивируса. Чем не эволюция живых организмов?

Роботы и киборги

В ближайшие годы нас ожидает коренная смена общественного самосознания. Все предшествующие века главной движущей силой цивилизации был научно-технический прогресс. Но он же поставил проблемы, решить которые общество сможет только кардинально сменив приоритеты, поставив во главу угла не технику, а человека.

Появится ли в XXI веке робот, способный заменить человека?

Мудрец сказал: «Все задуманное во благо обращается в свою противоположность». Наука решает глобальную задачу – как сделать человечество более счастливым, а на деле зачастую все оборачивается против человека. Автомобиль, любимая игрушка двадцатого столетия, делается все более комфортабельным, но и более опасным. Выхлопные газы душат людей и природу, аварии на дорогах уносят ежегодно почти миллион жизней. Все более совершенными становятся авиалайнеры, но они переносят с континента на континент не только пассажиров, но и эпидемии. И все чаще происходят катастрофы в воздухе. Дошло до того, что самолеты сталкиваются друг с другом в полете, и предотвратить это не могут ни пилоты, ни наземные диспетчерские службы с их совершенным оборудованием.

Техника стала настолько сложной, что человеку уже трудно ею управлять. Но ведь можно создать технику, которая бы сама собой управляла? В принципе – да. Но вот что подстерегает нас на пути к этому. Впечатляющая иллюстрация – история создания американского экспериментального истребителя, который так и не пошел в серию. Не пошел потому что возможностей пилота просто не хватает, чтобы «выжать» из машины все, на что она способна. Человек не способен постоянно держать в поле зрения такое количество приборов и молниеносно реагировать на возникающие ситуации. Подобная проблема давно беспокоит и операторов энергосетей, которым приходится перебрасывать огромное количество электроэнергии из региона в регион, реагируя на возникающие ситуации. Недаром лет двадцать назад появился термин «человеческий фактор». Это самое слабое звено в системе «человек-машина». Техника совершенствуется, человек остается прежним. Главной задачей XXI века становится человек. Тем более что здесь мы уже совершили немало ошибок. И главная из них – привили людям убежденность, что только научно-технический прогресс даст человечеству все, в чем оно нуждается. Сам же человек может остаться неизменным.

В новом веке нас ждут большие разочарования. Газеты писали, что атомная энергия станет совсем безопасной и энергии будет так много, что мы не будем знать, что нам с ней делать. Вроде бы все во благо, а какими оказались последствия чернобыльской катастрофы? Много достижений было в области медицины. Ряд заболеваний вылечили навсегда, исчезли оспа, холера, но появились новые болезни. Мы еще с онкологическими не справились, а уже есть СПИД и кошмар нового века – наркомания. Даже компьютеризация, и та, бесспорно, ограничивает мыслительную деятельность человека. Начиная со школы, ученик, вместо того чтобы взять логарифм, щупает пальцем нужную кнопку, чтобы за него это сделала машина. Это – факт. Телевизор, кстати, тоже создавался не для того, чтобы отвратить молодежь от чтения книг. Опять – обратная сторона благих намерений!

С развитием техники встает вопрос безопасного мира. Технологический терроризм становится центральной проблемой мирового сообщества. С появлением атомной промышленности, достаточно взорвать станцию, чтобы потерять жителей половины Европы. Да, есть способы борьбы с терроризмом, но возможностей для совершения террористических актов всегда больше. А значит, породившая зло наука просто обязана найти новые особые средства для борьбы с этим злом. Технологический терроризм – страшная болезнь, да еще помноженная на всеми любимое телевидение. Включаете и видите, что террорист – герой дня. Он всех завоевал и взорвал. И каждый ребенок это смотрит. Получаются своего рода курсы повышения квалификации. С раннего утра до поздней ночи мы преподаем поколению XXI века уроки насилия и жестокости. А как вы знаете, никакой урок бесследно не проходит.

Не секрет, что едва ли не все крупнейшие научные разработки и изобретения второй половины двадцатого столетия были сделаны либо военной промышленностью, либо для нее. Для того чтобы справиться со СПИДом, мы тратим минимум средств, а когда речь идет об убийстве человека, денег всегда в достатке. Поэтому во всем мире проблемы природно-техногенной, технологической, военной и экономической безопасности становятся главными. И проблемы эти таковы, что ни одна страна в одиночку не может их решить. Причина не в ограниченности средств, требуется взаимное и четко согласованное действие. Несмотря на все секретные проекты и разработки, научная интеграция неизбежна, мир просто вынужден объединять свои усилия. А для этого люди должны избавиться от многих, ставших традиционными взглядов.