Создатели искусственного гения. О бунтарях, которые наделили интеллектом Google, Facebook и весь мир

, происходит в форме цепочки крошечных электрических сигналов между нейронами мозга, в результате которых меняется физическая картина соответствующих нейронных связей. Между одновременно возбуждающимися нейронами формируются прочные связи. Эта теория, получившая название «закон Хебба», в 1950-е годы вдохновила таких ученых, как Фрэнк Розенблатт, на создание искусственных нейронных сетей

. И для Джеффа Хинтона она тоже стала источником вдохновения. Каждую субботу он приходил с блокнотом в библиотеку – а жил он тогда в Ислингтоне, в северной части Лондона, – и до обеда строчил свои собственные теории, объясняющие – на основе идей Хебба, – как работает мозг. Эти субботние записи он делал исключительно для себя, но со временем они побудили его вернуться в науку. По времени это совпало с первой волной финансирования разработок искусственного интеллекта со стороны британского правительства и расширением приема в аспирантуру Эдинбургского университета.

В те годы печальная реальность была такова, что как нейробиологи и психологи плохо понимали, как работает мозг, так и разработчикам искусственного интеллекта было еще далеко до успешной имитации работы человеческого мозга. Но, во многом подобно Фрэнку Розенблатту, Хинтон был убежден в том, что только изучение обеих сторон этого уравнения – принципов работы как биологического мозга, так и искусственного интеллекта – поможет лучше разобраться в том и в другом. Он видел в разработках ИИ возможность проверить свои теории о мозге, что в конечном счете даст шанс раскрыть его тайны. И если он сможет проникнуть в тайны мозга, это, в свою очередь, поможет ему создать более эффективные формы ИИ. Поэтому, проработав год плотником в Лондоне, он на короткое время устроился психологом в Бристольский университет, где работал его отец, и это послужило трамплином для того, чтобы стать участником программы разработки ИИ, которая в то время как раз разворачивалась в Эдинбургском университете. Годы спустя один коллега, представляя его на одной из конференций, назвал Хинтона человеком, который потерпел неудачу в физике, ушел из психологии и в конце концов нашел себя в области исследований, где не было никаких стандартов: в разработке ИИ. Эту историю любил рассказывать сам Хинтон, но с одним уточнением: «Я не потерпел неудачу в физике и ушел из психологии; я потерпел неудачу в психологии и ушел из физики – это намного солиднее звучит».

В Эдинбурге он попал в лабораторию, которой руководил Кристофер Лонге-Хиггинс. Долгое время Лонге-Хиггинс занимался теоретической химией

в Кембридже и считался восходящей звездой в этой области, но в конце 1960-х его увлекла идея искусственного интеллекта. Поэтому он переехал из Кембриджа в Эдинбург и занялся изучением той разновидности ИИ, которая имела немало общего с методами, на которых был построен «Перцептрон». Его коннекционистский подход вполне согласовывался с теми теориями, которые разрабатывал по субботам в ислингтонской библиотеке Хинтон. Но эта интеллектуальная гармония оказалась скоротечной. За время, прошедшее между днем, когда Хинтон принял приглашение занять место аспиранта в лаборатории Лонге-Хиггинса, и днем, когда он туда прибыл, взгляды руководителя лаборатории успели кардинально измениться. Прочитав книгу Мински и Пейперта «Перцептроны» и статью о системах обработки текстов на естественных языках, написанную одним из студентов Мински в МТИ, он отказался от идеи искусственного интеллекта, моделирующего структуру мозга, и переключился на идею символического ИИ – что укладывалось в общий тренд того времени. Это привело к тому, что все годы, проведенные в аспирантуре, Хинтон занимался исследованиями в тех направлениях, которые отвергались не только его коллегами, но и непосредственным научным руководителем. «Мы встречались раз в неделю, – говорит Хинтон. – Иногда встречи заканчивались перепалками, но не каждый раз».

У Хинтона было очень мало опыта в области информатики, и он совершенно не интересовался математикой, включая линейную алгебру, на которую опирается теория нейронных сетей. Иногда он практиковал то, что сам называл «дифференцированием на доверии». Он придумывал идею, включая систему дифференциальных уравнений, на которые она опиралась, и просто предполагал, что математически там все безупречно, предоставляя другим трудиться над расчетами, необходимыми для того, чтобы удостовериться, что это действительно так, и лишь в крайних случаях снисходил до того, чтобы решать уравнения самостоятельно. Но он имел твердую уверенность в том, как работает мозг – и как машины могли бы имитировать работу мозга. Когда он сообщал кому-нибудь из научного сообщества, что занимается нейронными сетями, его собеседники неизменно ссылались на книгу Мински и Пейперта. «Нейронные сети опровергнуты, – говорили ему. – Лучше бы вам заняться чем-нибудь другим». Но если других ученых книга Мински и Пейперта все дальше отталкивала от нейронных сетей, то на Хинтона она оказала противоположное действие. Он прочитал эту книгу, уже будучи в Эдинбурге. Ему казалось, что «Перцептроны», описанные Мински и Пейпертом, были скорее карикатурой на работу Розенблатта. Они отказывались признать, что Розенблатт и сам видел в своей технологии те же самые недостатки и ограничения, которые видели они. Другое дело, что Розенблатту недоставало их мастерства в описании этих недостатков, и, возможно, именно по этой причине он не мог к ним подступиться. Он был не из тех, кого остановит неспособность доказать справедливость своих теорий. Хинтон полагал, что, четко и красноречиво указав на ограничения, присущие технологии Розенблатта, Мински и Пейперт облегчили будущим исследователям задачу преодоления описанных ими проблем.

Но для этого потребуется еще десять лет.

* * *

В 1971 году, в тот самый год, когда Хинтон поступил в аспирантуру Эдинбургского университета, британское правительство заинтересовалось прогрессом, достигнутым в разработках искусственного интеллекта, и заказало соответствующее исследование

. Результат оказался неутешительный. «Большинство сотрудников, занимающихся искусственным интеллектом

или работающих в смежных областях, признаются, что разочарованы тем, чего им удалось достичь за последние двадцать пять лет, – говорится в отчете. – Ни в одном из направлений не были достигнуты сколько-нибудь существенные результаты, которые бы соответствовали ожиданиям». По этой причине правительство решило урезать финансирование, и наступила «зима искусственного интеллекта», как впоследствии назвали этот период. Оправдываясь тем, что, несмотря на ажиотаж, поднятый вокруг тематики ИИ, научно-технические достижения в этой области оставались более чем скромными, государственные чиновники отказывали ученым в дополнительных инвестициях, что ввергло большую часть таких исследований в «спячку» и в еще большей степени замедлило прогресс. Название этому периоду было дано по аналогии с «ядерной зимой» – последствием ядерной войны, когда небо затягивается дымом и пеплом и солнечные лучи на протяжении многих лет не могут пробиться к поверхности земли. К тому времени, когда Хинтон закончил работу над своей диссертацией, от той научной дисциплины, где он работал, осталось практически пепелище. Тогда же умер его отец. «Старый хрыч умер до того, как я добился успеха, – говорит Хинтон. – Да еще у него был рак с высоким уровнем риска передачи по наследству. Таким образом, он напоследок и меня решил поскорее уморить».

«Зима искусственного интеллекта» становилась все холоднее, и закончивший аспирантуру Хинтон принялся за поиски работы. Только один университет пригласил его на собеседование, и у него не осталось другого выбора, как обратить свой взор на заграничные вузы, включая американские. В США исследования ИИ тоже угасли, поскольку американские чиновники пришли к тем же неутешительным выводам, что и их британские коллеги, и сократили финансирование университетов. Но на самом юге Калифорнии, к своему изумлению, Хинтон нашел-таки небольшую группу людей, которые верили в ту же идею, что и он сам.

Они называли себя «группой PDP». Понятие PDP, что расшифровывалось как «параллельно распределенная обработка», служило фактически синонимом для таких понятий, как «перцептроны», «нейронные сети» или «коннекционизм». И здесь еще имелась игра слов. В те годы – в конце 1970-х – аббревиатурой PDP обозначался компьютерный чип, который использовался в самых мощных машинах того времени. Но люди, называвшие себя «группой PDP», компьютерщиками не были. Они даже разработчиками ИИ себя не считали. Группа включала в себя нескольких специалистов с кафедры психологии Калифорнийского университета в Сан-Диего и, как минимум, одного нейробиолога, Фрэнсиса Крика из Института биологических исследований имени Солка, расположенного буквально через дорогу от университетского городка. Прежде чем обратить свое внимание на исследования мозга, Крик удостоился Нобелевской премии за открытие структуры молекулы ДНК. Осенью 1979 года он опубликовал на страницах журнала Scientific American призыв к широкому научному сообществу

хотя бы попытаться понять, как работает человеческий мозг. Хинтон, занявший место постдока в Калифорнийском университете в Сан-Диего, испытал своего рода культурно-научный шок. Если в научном сообществе Великобритании царила интеллектуальная монокультура, то в США хватало место для приверженцев самых разных научных взглядов. «Здесь способны уживаться между собой самые разные точки зрения», – говорит он. Здесь, если он сообщал кому-то, что занимается нейронными сетями, его слушали.

Между Фрэнком Розенблаттом и тем, чем занимались в Сан-Диего, существовала прямая связь. В 1960-е годы Розенблатт и другие ученые рассчитывали создать искусственную нейронную сеть нового типа, которая бы состояла из нескольких «слоев» нейронов. В 1980-е годы на это же надеялись ученые, работавшие в Сан-Диего. «Перцептрон» был однослойной нейронной сетью, то есть был только один слой нейронов между входящей информацией (большая буква А, напечатанная на картоне) и выходящей (сообщение компьютера, что он видит букву А). Но Розенблатт полагал, что, если удастся построить многослойную сеть, где информация будет передаваться с одного слоя на другой, эта система сможет научиться распознавать гораздо более сложные паттерны, чем мог «Перцептрон». Иными словами, эта система будет в большей мере походить на человеческий мозг. Когда «Перцептрон» анализировал картонку с напечатанной на ней буквой А, каждый из нейронов изучал одну из точек на изображении, пытаясь понять, является ли данная точка частью трех линий, составляющих букву А. Но для многослойной сети это было бы только отправным моментом. Покажите этой системе, скажем, фотографию собаки, и за этим последует гораздо более сложный анализ. Первый слой нейронов сканирует каждый пиксель изображения. Он черный или белый, коричневый или желтый? Затем этот первый слой передает ту информацию, которую он идентифицировал, второму слою. Нейроны второго слоя высматривают в полученной информации определенные паттерны. Например, отрезок прямой линии или дугу. Третий слой выискивает паттерны в паттернах. Он уже может свести концы с концами и увидеть ухо или зуб. В конечном счете такая многослойная сеть может научиться идентифицировать собаку. По крайней мере, такая была идея. Никто в реальности не пытался ее осуществить и проверить. И вот в Сан-Диего решили попробовать.