Роман Подольный – По образу и подобию (страница 20)

По такому же принципу и мы, решая сложную задачу, отбрасываем уже использованные, но оказавшиеся неудачными пути и ищем новые.

Есть у машины еще одно свойство, которое роднит ее с живым организмом. Во время работы обычных механизмов, как правило, в случае поломки одной из основных деталей другая не может принять на себя ее функции.

В живых же организмах взаимозаменяемость частей распространена широко, многие их органы могут значительно расширять свои функции. Разумеется, человек не может обойтись без головы или без сердца. Но мы знаем, что у слепых обычно резко улучшается способность слышать, осязать. У человека можно вырезать одну из почек: оставшаяся справится с удвоенным объемом работы. В строении человека и животных, так сказать, «предусмотрена» возможность аварии.

В этой модели можно вывести из строя целую четверть ее — один из основных узлов. Используя только каналы связи между тремя оставшимися узлами, она будет, что называется, «до последней капли крови» выполнять, хотя и более узко, свои обязанности.

Уже говорилось, что этот гомеостат создавался не просто как регулятор, но и как система для расчета других регуляторов.

Одним из сложных регуляторов является автопилот. Его задача — поддерживать правильный курс самолета. Ведь это только считается, что самолет летит по прямой линии. На самом деле его путь состоит из бесчисленных отклонений. Возвращать самолет на курс может человек, а может и автопилот. Чем лучше рассчитан автопилот, тем меньше отклонения от курса, тем быстрее они ликвидируются.

Тысячи рабочих часов высококвалифицированных инженеров — вот цена создания новых автопилотов и регуляторов.

Но электронная самонастраивающаяся система способна взять этот расчет на себя. Машина выступает в роли расчетчика. Как это делается?

К гомеостату подключается электромоделирующее устройство. Одно из тех устройств, о которых было рассказано в главе «Слава аллегории». Словом, поступают так же, как при обычной работе с моделью самолета. Но обычно человек исправляет в ходе опытов с моделью те ее недостатки, которые могут помешать самолету; здесь же это делает машина — гомеостат.

Она выполняет свою обычную функцию — находит пути к устранению результатов помех, уменьшает избыток напряжения. Наконец она приходит в устойчивое состояние. Но ведь это означает, что найден путь к регулированию заданного процесса. На световом табло появляются числа, характеризующие найденное машиной состояние равновесия.

И вот эти-то числа и явятся расчетом некоторых характеристик нужного нам прибора. Решение ищется максимум несколько часов, занят этим один оператор. А расчетные показатели у спроектированных с помощью машины автопилотов и регуляторов великолепны: они обеспечивают быстрейшее выравнивание курса или технологического процесса.

Модель ведет случайный поиск нужного решения. Но возможен и поиск направленный. В этом случае самонастраивающаяся система после проверки неудачной комбинации связей наберет не просто любую другую случайную комбинацию, а выберет наверняка более близкую к решению, чем предыдущая.

Самонастраивающиеся машины, не нуждающиеся в постоянной подсказке со стороны человека, имеют ряд преимуществ перед электронными машинами типа БЭСМ. Им можно поручать управление самыми сложными процессами, лучшие их типы в будущем смогут, несомненно, осуществлять поиск лучших решений в самых различных отраслях науки и техники.

Как видите, моделировать свойства живых существ дело не только интересное, но и явно выгодное. Недаром у нас и во всем мире создаются все новые типы гомеостатов.

Впрочем, если бы человек, создавая свои модели и приборы, думал всегда лишь о выгоде, дело кончилось бы плохо. Всякое новое дело на первой стадии приносит, с бухгалтерской точки зрения, в основном только убытки. В самом деле, никакой материальной пользы не принесли человечеству бесчисленные электронные зверьки, снующие по лабиринтам, путешествующие по комнатам, иногда даже дерущиеся между собой, все эти «мыши», «белочки» и «черепахи». Названия здесь чисто условны, по внешнему виду или по ассоциации: «мышь» ищет «сало» (магнит), «белочка» — «орешек» из стали. Зверьков таких строят и кружки юных техников и лаборатории под руководством академиков.

Пионеры идут буквально по стопам ученых, порою чуть ли не наступая на пятки своим многоопытным предшественникам. Но, как известно, сделанное часто кажется простым, когда оно уже сделано.

Начало всему этому «зоопарку» положил в 1951 году английский ученый Грей Уолтер, построивший трех электрочерепах. Первые две из них «просто» умели двигаться к источнику света. А третья, по имени Кора, умела, например, убегать и прятаться, если ее толкали. Когда толчок сочетался со свистком, у Коры быстро выработался своеобразный рефлекс — вернее, модель условного рефлекса. Стало достаточно свистка, чтобы Кора торопливо спряталась — свисток предупреждал ее о возможности удара.

Это была, по существу, простейшая модель обучения.

От черепах, вопреки всем законам биологии, произошла электрическая мышь.

Ее создатель, Клод Шеннон, дал ей очень звучное имя Тезей, в честь древнегреческого героя, убийцы чудовища, обитавшего в Критском лабиринте. Потому что задачей «мыши» было найти путь в центр лабиринта, где и лежало «сало».

(Любопытно, что в экспериментах часто используется точная копия лабиринта, что находится в старом английском городе Хемптон-Корте. Если вы читали веселую книгу Джером К. Джерома «Трое в одной лодке, не считая собаки», то должны помнить приключения одного из его героев, Гарриса, зашедшего в этот лабиринт. Больше часа блуждал бедняга вместе с десятками других людей по лабиринту, пока вернувшийся после обеда сторож не вывел их всех оттуда. А между тем у Гарриса был план лабиринта и даже некоторый план действий. Он полагал, что если все время сворачивать вправо, то придешь к выходу. Но планом-картой он пользоваться не умел, а придуманный им способ решения проблемы явно неудачен — первое же округлое препятствие заставило бы Гарриса бесконечно ходить вокруг него). Шеннон заставил свою «мышь» превзойти героя английского юмориста — она «знала» лучший способ пройти по лабиринту. Мало того, она «запомнила» простейший путь и во второй раз прошла его уже без лишних блужданий. С одной стороны, все здесь просто, как в фокусе, когда вам покажут, каким образом он выполняется. Но, с другой стороны, эта история заставляет вспомнить и второе значение слова «фокус» — так ведь называют в оптике точку, в которую собирает свет линза.

Лабиринт вовсе не только забава. Недаром первый лабиринт, место подвига Тезея, построил тот самый Дедал, который сделал крылья себе и сыну своему Икару, мифический основатель множества наук и ремесел. Недаром с древности служит лабиринт символом всякого запутанного пути не только в прямом смысле, но и в переносном, символом трудностей, с которыми встречаются наука и искусство. Но слово «символ» здесь недостаточно. Лабиринт — модель сложнейших процессов научного поиска. Модель, действующая в строгом соответствии с теорией подобия: и путь по лабиринту, и серию научных экспериментов, и технологический поиск можно описать совершенно однотипными уравнениями теории информации.

Мало того, к тем же уравнениям сводится и всякий эволюционный процесс, связанный с естественным отбором. Путь в лабиринте находится методом проб и ошибок. Тот же метод играет большую роль во всяком эксперименте. А что касается эволюции, то даже в словесном, не формализованном рассказе о ней нетрудно встретить чисто «лабиринтные» термины вроде «возвратов» и «тупиков».

Разумеется, однотипность уравнений не означает полного их совпадения. Разнятся коэффициенты, определяющие масштаб времени (сроки эволюции измеряются в тысячах, миллионах, десятках и даже сотнях миллионов лет; опыт может длиться и секунды и годы, путь «мыши Шеннона» по лабиринту отнимает у нее несколько минут); конечно, проб и ошибок при эксперименте, возвратов и тупиков в эволюции бывает несравненно больше, чем возвратов и тупиков в самом сложном из реальных лабиринтов.

Даже шахматную партию можно в принципе описать (так иногда ученые и делают) как путь через лабиринт. С каждым ходом игрок оказывается на новой площадке лабиринта; если ход плохой, он соответствует тупику и требует «возврата», если ход хороший, он представляет собой очередной шаг к центральной камере (или выходу).

Но вернемся к электронным животным. Появились и такие звери, у которых было и зрение, и слух, и осязание (впрочем, уже у черепахи Коры был фотоэлемент, соответствовавший зрению, она слышала свисток и замечала препятствия с помощью стального усика).

«Животные» У. Сузерленда, Дж. Маплика и И. Сузерленда меняли скорость в зависимости от силы источника света; они были наделены глазами и умели следить за движущейся лампочкой. Сверх всего прочего эти «животные» умели даже гоняться друг за другом.

Не слишком сложно было бы, как считают ученые, заставить электрических зверей не только самих всовывать вилку в штепсель и запасаться энергией (что они делают давно), но и платить за эту зарядку самыми обыкновенными монетами. В принципе можно научить машины даже играть друг с другом в футбол.