60 лет назад вышла книга Норберта Винера «Кибернетика»
Из этой книги, опубликованной в США в 1948 г., мир узнал о рождении новой, поражающей воображение науки. Книга моментально стала научным бестселлером, а ее автор сразу сделался знаменитым.
Вундеркинд-отшельник
Норберт Винер (1894–1964), американец в первом поколении, родился в городе Колумбия (США) в семье еврейских эмигрантов, бежавших из России от погромов. Отец Норберта, Лео Винер, окончивший Берлинский технологический институт, талантливый математик и полиглот, владевший тремя десятками языков, был профессором славянских языков и литературы в Гарвардском университете. Норберт, с четырех лет пристрастившийся к чтению, с раннего детства слыл вундеркиндом. Интерес к науке он унаследовал от отца, который, по определению Норберта, «как ученый впитал в себя лучшие традиции немецкой научной мысли, еврейской интеллектуальной культуры и того, что принято называть американским духом». Всем этим пропитался и сын, обладавший, по его собственному определению, необузданной любознательностью.
До девяти лет с Норбертом занимался отец, делавший упор на языки и математику. Винеру-младшему лучше давалась математика, которая стала его специальностью. В детстве Норберт мало общался со сверстниками, что обусловливалось не столько его характером, сколько обстоятельствами жизни. «Необычный усложненный курс обучения, который я проходил, превращал меня в отшельника и развивал то наивное отношение ко всем вопросам, не связанным с наукой, что невольно вызывало у окружающих чувство раздражения и антипатии», – психологически верно объяснял Винер. В девять лет он пошел учиться – сразу в среднюю школу, минуя начальную, – и оказался самым младшим в классе среди 15–16-летних подростков, что также не способствовало общению с одноклассниками.
Подростком Винер отличался неустойчивым настроением: то он был высокого мнения о собственных успехах, то впадал в минорное настроение. «Сегодня сознавал в себе огромные силы, завтра сомневался в том, что я чего-нибудь стою», – самокритично терзался будущий ученый. Необходимо, однако, заметить: в дальнейшем Винер отличался ровным характером и дружелюбием, у него было много друзей не только на родине, но и в Англии, Германии, во Франции, Индии, Японии, Китае.
«Всеядный» ученый
Защитив в 18 лет докторскую диссертацию в Гарвардском университете, Винер продолжил образование в Кембриджском (Англия) и Гёттингенском (Германия) университетах, где совершенствовал свои знания математики, физики и философии. Вернувшись в США, он, заинтересовавшись физиологией, изучал ее у А. Розенблюта, ближайшего сотрудника У. Кеннона, создателя учения о гомеостазе – динамическом постоянстве внутренней среды организма, что сыграло огромную роль в создании кибернетики. Параллельно Винер много читал – как художественную, так и научную литературу. Его отличительной особенностью на протяжении всей творческой жизни было стремление приобретать знания, по его словам, «в промежуточных областях, лежащих на стыке нескольких наук». Такая научная «всеядность» соответствовала стилю его мышления. Не случайно детище Винера – кибернетика – представляет собой своеобразный синтез математики, физики, физиологии.
Но прежде всего Винер – математик, один из ведущих в ХХ столетии. К математике он относился чрезвычайно трепетно. «Едва ли кто-нибудь из нематематиков в состоянии освоиться с мыслью, – пишет Винер, утверждавший, что математика является одним из видов искусства, – что цифры могут представлять культурную и эстетическую ценность». Винера также интересовало приложение математических методов к физике. В понимании ученого «высшее назначение математики как раз состоит в том, чтобы находить скрытый порядок в хаосе, который нас окружает». Впечатление хаоса в природе или обществе возникает, пока неизвестны законы, ими управляющие. Для выявления с помощью математики законов физики, чем увлекался Винер, необходимо было глубоко понимать физику, обладать физической интуицией, которой Винер был щедро одарен. Он всегда стремился понять физический смысл изучаемого явления. Например, размышлял над выведением математического закона движения воды в реке. Успешно разрабатывая теорию связи в электрических сетях, он использовал математическую статистику, так как связь «почти всегда является статистической... Истоки этого, если угодно, можно искать в моей работе», – с гордостью пишет Винер. Он был не лишен честолюбия, хотя и считал, что излишнее честолюбие человека отнюдь не украшает. Впрочем, людям творческим честолюбие, стремление добиться успехов на избранном поприще обычно присуще. Важно лишь – и Винеру это удавалось – соизмерять честолюбивые претензии со своими возможностями.
Повезло Норберту и с женой – «преданной и любящей… всегда готовой прийти на помощь, – как писал Винер, – хотя я не всегда был самым легким из мужей и самым примерным из отцов». Винер скромничал: он был любящим и преданным мужем и заботливым отцом двух дочерей. Правда, он не любил распространяться о своей семейной жизни. «То, что я сделал для науки, – писал Винер, –принадлежит всему миру, но моя домашняя жизнь… касается только меня и моих близких».
Принцип обратной связи
Пристальное внимание Винера привлекла бурно развивавшаяся в первые десятилетия ХХ в. квантовая физика, к которой он пришел несколько со стороны, сделав в 1925 г. в Гёттингене доклад, касавшийся «вопросов, чем-то родственных квантовой теории». «Тема… доклада относилась к области гармонического анализа», – вспоминал Винер. На этом он прекратил занятия квантовой физикой, считая, что ничего принципиально нового в нее не внесет. Он не желал идти по стопам первопроходцев в науке, а стремился быть среди них. К тому же в квантовой физике Винера, как и Эйнштейна, смущала некая «нестыковка» в теории относительности и квантовой теории в трактовке проблемы случайности и принципа неопределенности. Винер с юмором пишет об этой ситуации: «Современный физик по понедельникам, средам и пятницам – специалист по квантовой теории, а по вторникам, четвергам и субботам – специалист по теории относительности; в воскресные дни он уже совсем не специалист, а просто грешник, истово молящийся богу, чтобы тот кого-нибудь вразумил, желательно, конечно, его самого, и помог как-нибудь примирить эти две теории».
В конце 1920-х гг. Винер заинтересовался вычислительной техникой, поставив перед собой задачу «добиться колоссального увеличения скорости работы вычислительных машин». Он предложил принципиально иное устройство вычислительных машин: заменить зубчатые передачи и электрические реле электронными лампами, использовать двоичную систему счисления вместо десятичной и сделать машину способной к самообучению, введя в нее блок памяти. Это был первый шаг к кибернетике.
Во второй половине 1930-х гг. Винер сделал еще один – решающий – шаг. Он понимал неизбежность войны с нацистской Германией, и в его работе появилась военная тематика: ученый приступил к теоретической разработке управления зенитным огнем. Задача заключалась в том, чтобы зенитчики, прогнозируя возможное положение в пространстве летящегосамолета, а также учитывая траекторию полета зенитного снаряда и иные факторы, вели максимально прицельный огонь. Эту сложную задачу Винер решил, создав тем самым теорию управления зенитной установкой, с большой точностью поражающей вражеские самолёты. Для этого он использовал широко распространенный в живой природе принцип обратной связи, возникшей в процессе эволюции и закрепленной естественным отбором. Винеру пригодилось многолетнее сотрудничество с физиологом А. Розенблютом, познакомившим его с учением об организме как саморегулирующейся системе, разработанным И. Павловым, У. Кенноном, П. Анохиным и Н. Бернштейном. Полезным оказалось также знакомство с трудами математиков и физиков К. Шеннона, А. Колмогорова, Дж. Неймана и У. Гиббса, работавших в области статистической физики и информатики.
После прихода в 1933 г. к власти в Германии Гитлера оттуда в США хлынул поток еврейских эмигрантов. «Как только возникла проблема устройства беженцев, – вспоминает Винер, – я сразу же попытался войти в контакт с еврейскими благотворительными организациями и отдельными состоятельными еврейскими семьями, чтобы получить средства для выполнения труднейшей задачи спасения как можно большего числа людей от нацистских бесчинств… Мы не могли забыть, что где-то в мире евреям грозили полным уничтожением». Энергично помогая еврейским эмигрантам найти свое место в американском обществе, Винер испытывал трудности и иного порядка: в США было немало собственных антисемитов, что отражалось и на нем самом. Винер, по его собственному признанию, «страдал от осложнений, непосредственно связанных с моим происхождением». Не случайно его мать была сторонницей ассимиляции – пыталась скрыть еврейство даже от собственных детей. Винер узнал, что он еврей, лишь в 15-летнем возрасте.
Вероятно, именно тот факт, что Винер работал в различных разделах физики и математики, в том числе в области математического анализа, теории вероятности, вычислительной техники, электроники, статистики, а также его знакомство с физиологическими механизмами регуляции функций организма, широкая эрудиция, философский взгляд и мощный интеллект позволили Винеру создать новую науку. Окончательно Винер «оформил» ее в 1945–1947 гг., назвав кибернетикой (по-гречески – «искусство управления»). «В этом слове, – объяснил творец новой науки, – меня привлекло то, что оно больше всех слов подходило для выражения всеобъемлющего искусства регулирования и управления, применяемого в самых разнообразных областях». Винер стремился придать новой науке универсальный характер, что ему блестяще удалось.
Может ли машина любить?
Мир был изумлен. Появились устройства, именуемые кибернетическими, способные управлять производственными процессами и транспортом, переводить с одного языка на другой, помогать врачам диагностировать и лечить болезни. Проникла кибернетика в экономику, биологию и гуманитарные науки. Например, И. Шмальгаузен, проанализировав с точки зрения кибернетики учение Дарвина, полностью подтвердил его правоту. Винер предсказывал, что наступит тот день, когда кибернетические устройства будут способны выполнять функции человеческого мозга: играть в шахматы, решать сложные уравнения и логические задачи.
Общество было заинтриговано: неужели создание искусственного мозга – проблема чисто техническая. Неужели ученые близки к созданию искусственного мозга из железок, стекла и пластмассы? Раздавались даже голоса очарованных кибернетикой, отрицавших разницу между искусственным и естественным разумом. Так, один из героев С. Лема утверждал: «Безразлично, где живет мысль – в киселе (головном мозге. – Р. В.) или в металле». А участник одной из дискуссий на эту животрепещущую тему недоуменно вопрошал приверженцев кибернетики: «Вы это серьезно? Может быть, ученые, доказывающие возможность создания искусственных живых и разумных существ, употребляют эти выражения не в буквальном, а в каком-то особом значении?»
Вопросы, вопросы… Будут ли машины с искусственным – тождественным человеческому – мозгом обладать нравственностью, совестью, чувством долга, наконец? Да! А как быть с любовью? Неужели автоматы будут лишены этого чувства? «Но не будем эгоистами, – взывает один из совестливых дискутантов, – подумаем о людях будущего. Что, если среди них найдутся такие, что не захотят прибегать в деле размножения разумных существ к помощи кибернетики и будут упорно цепляться за старый, примитивный способ?.. Вдруг машинам понравится человеческий способ размножения... и они возьмут этот способ на вооружение?»
Вопросы не праздные, хотя и ироничные. Ведь некоторые крупные ученые – математики, физики, химики и даже биологи – утверждали возможность создания не только искусственного человеческого мозга, но и искусственного живого существа. Научились же синтезировать белок, который в энциклопедиях называют «носителем жизни». Один почтенный химик даже заявил, что синтезированный белок скоро будет ползать…
Жизнь и ее имитация
А что же сам «возмутитель спокойствия»? Не поддавшись на царивший вокруг кибернетики ажиотаж, Винер рассудительно заявил, что «проблема, является ли машина живой или нет... представляет семантическую проблему, и мы вправе решить ее… в зависимости от того, как нам будет удобнее». Иными словами, необходима четкая дефиниция понятия «жизнь». Однако в энциклопедиях такого определения нет. Вместо этого перечисляется ряд свойств, присущих живому организму, и указывается (замечу, неверно. – Р. В.) носитель жизни – живое вещество белок и его соединения с нуклеиновыми кислотами в ядрах клеток – гены.
Однако понятие «жизнь» – более широкое и емкое, чем понятие «живое вещество», которое носителем жизни не является. Согласно В. Вернадскому, живое вещество – совокупность живых организмов, обитающих на Земле. Носитель жизни – конкретный живой организм, а не материал, из которого он состоит. Жизнь – это саморегулирующаяся структура (система), особым образом построенная из органических соединений и химических элементов, которая без функции мертва. Чтобы система функционировала по специфическим – биологическим – законам, была живой, необходимо непрерывное обновление ее состава – обмен веществ. Живое в современную эпоху порождается только живым. Это непреложный закон природы, а законы природы, в отличие от сочиненных людьми юридических законов, незыблемы.
Живые существа – продукты миллионов лет эволюции и естественного отбора, подчиняющихся законам природы, которые запрещают искусственное порождение жизни, в том числе и головного мозга. Винеру это было ясно. Он пишет, что «головной мозг человека можно рассматривать эквивалентным схеме соединений элементов вычислительной машины, а каждый нейрон – как функциональный аналог транзистора». Однако эта аналогия (но не тождество!) относится лишь к сугубо механическим «способностям» машины, сконструированной и запрограммированной ее создателем, ибо функции человеческого мозга, появившегося в процессе эволюции и отшлифованного в горниле естественного отбора, несопоставимы со способностями рукотворного устройства, лишь моделирующего некоторые функции самой высокоорганизованной материи на земле. Винер убежден: «Я ни на минуту не допускаю, что специфические, химические и духовные процессы жизни… одинаковы с процессами в имитирующих жизнь машинах». Таким образом, он отрицал принципиальную возможность создания искусственного мозга и искусственной жизни.
Составная часть марксизма
В СССР кибернетику не приняли. Ее не просто критиковали – ее поносили, считая враждебной социализму и марксизму буржуазной наукой. Часто появлялись публикации типа статьи М. Ярошевского «Кибернетика – наука мракобесов» и анонимного автора под псевдонимом Материалист «Кому служит кибернетика».
После смерти Сталина крайне агрессивный тон по отношению к кибернетике несколько снизился. Неумолимые обстоятельства – неуклонное отставание СССР в науке, экономике, сельском хозяйстве, но особенно в военно-промышленном комплексе – тревожили послесталинское руководство. Пребывавшие чуть ли не в подполье немногочисленные сторонники кибернетики пытались внушить властям необходимость внедрения ее для освоения космоса и развития военно-промышленного комплекса. Это возымело действие. В конце 1950-х гг. кибернетика была реабилитирована и легализована, в СССР начался кибернетический бум. В 1958 г. создан Научный совет по кибернетике, стал издаваться журнал «Вопросы кибернетики». По команде сверху была запущена пропагандистская машина, восхвалявшая еще совсем недавно ненавистную науку. Вышла книга коллектива авторов «Кибернетика на службе коммунизма», а в 1968 г. был издан на русском языке и труд Винера «Кибернетика, или Управление и связь в живом и машине». Как утверждали пропагандисты, кибернетика не только не противоречит марксизму, между ними вообще нет конфликта. Ведь марксизм, как известно, учение всеобъемлющее, трактующее общие законы живой и неживой природы, общества и даже мышления. Значит, кибернетика – один из разделов марксизма, тем более что Маркс (внимание!) понимал «кибернетическую организацию материи» более чем за сто лет до появления кибернетики. Каков фокус!
Советские философы – сплошь марксисты – ринулись превозносить кибернетику, утверждая очередную ложь: будто в социалистическом обществе идеально отлажена саморегуляция, поэтому кибернетика поднимет социалистическую экономику на недосягаемую для капитализма высоту. Но в тоталитарном государстве, где бал правила предельно искаженная информация, тупиковой экономике социализма помочь ничто не могло. Даже кибернетика