Интеллектуальные развлечения. Интересные иллюзии, логические игры и загадки.

Норберт Винер
Творец и робот

Аннотация

«Творец и робот» – последняя книга основоположника кибернетики Норберта Винера, увидевшая свет в 1964 году, вскоре после смерти автора. Она создана на материале популярных лекций и представляет собой небольшой цикл социально-философских очерков, объединенных одной внутренней темой. Тема эта – в широком смысле – соотношение между творцом и его творением, между творческими силами человека и созданной его гением кибернетической машиной.

Норберт Винер
Творец и робот: обсуждение некоторых проблем, в которых кибернетика сталкивается с религией

Посвящается Питу Гейну за дружескую поддержку и критические замечания.

Предисловие

«Творец и робот» – последняя книга основоположника кибернетики Норберта Винера, увидевшая свет в 1964 году, вскоре после смерти автора. Она создана на материале популярных лекций и представляет собой небольшой цикл социально-философских очерков, объединенных одной внутренней темой. Тема эта – в широком смысле – соотношение между творцом и его творением, между творческими силами человека и созданной его гением кибернетической машиной.
В «Творце и роботе» Винер рассматривает три узловые проблемы кибернетики, тесно связанные с перспективами развития человеческого общества. Это проблема обучающихся машин (гл. II), проблема самовоспроизведения машин (гл. III и IV) и проблема взаимоотношения человека и машины (гл. V, VI).
Морально-этические аспекты этих больших проблем, поставленных всем ходом переживаемой нами научно-технической революции, рассматриваются выдающимся ученым с передовых, гуманистических позиций.
Что несет человечеству «магия автоматизации», какое место принадлежит человеку в бурно развивающемся комплексе «человек – машина», моральная ответственность ученых и правительств, направляющих стремительный бег автоматизации, – вот вопросы, которые волнуют автора.
Ответы Винера в значительной мере отражают умонастроение передовой части ученых и интеллигенции Запада.
Рассматривая проблему взаимоотношения человека и машины, Винер считает наиболее перспективным путем развития их разумный симбиоз, а котором направляющей силой служат человеческие цели. «Человеку – человеческое, вычислительной машине – машинное», – предупреждает Винер. Идеи такого симбиоза иллюстрируются на примере биоэлектронных устройств, машинного перевода при участии человека-редактора и диагностических машин.
Вместе с тем Винер подчеркивает, что догматическое разграничение возможностей живого и неживого, чрезмерное противопоставление человеческого начала машинному столь же неправомерно, как и религиозное возвышение бога над человеком.
«Творец и робот» – книга, направленная против всяких религиозных и псевдонаучных догм, которые сковывают мощь человеческого разума и мешают развитию подлинной науки. Борьба с догматизмом – это как бы вторая сквозная тема книги, перекликающаяся со словами Галилея: «Только со смертью догмы начинается наука».
Весьма интересны мысли Винера об особенностях применения математики и кибернетики в социологии (гл. VII). Здесь Винер выступает против вульгарного, упрощенного применения математических методов в экономических и социальных науках.
Как и в предыдущих своих научно-публицистических работах, Винер в «Творце и роботе» решительно выступает против всякого античеловеческого применения кибернетики: против ее применения для «развязывания ядерной войны с ее апокалиптическими ужасами», против ее применения в целях сверхобогащения немногих и еще большего угнетения человека.
Наряду с этим следует заметить, что в книге встречаются и спорные суждения, что, естественно, объясняется новизной предмета. Некоторые из этих суждений вызывают возражения с позиций марксистской методологии (см. примечание на стр. 95). Одним из уязвимых пунктов позиции Винера является его стремление применить кибернетический подход к анализу общественных систем, отвлекаясь от их социальной структуры. Это неизбежно приводит автора к уравнительно-объективистским оценкам социальных сил Востока и Запада (см. его рассуждения о Большой кнопке на стр. 36, 70-71).
Отмечая все эти моменты, мы вместе с тем подчеркиваем и достоинства книги Винера. Несомненно, научная содержательность, глубокий, порой парадоксальный ход мысли, неожиданные литературно-философские отступления, образность и эмоциональная напряженность речи – все эти черты затронут думающего читателя, кем бы он ни был.
Вместе с тем книга Винера «Творец и робот» представляет интерес и для специалистов, занятых приложениями кибернетических методов в технике, биологии, медицине, лингвистике и экономике.
М. Аронэ

Предисловие автора

Несколько лет назад в книге «Кибернетика и общество» я рассмотрел некоторые этические и социологические следствия, вытекающие из моей предыдущей работы «Кибернетика», посвященной вопросам управления и связи в машинах и живых организмах. В тот период кибернетика была относительно новой идеей и ни ее научное, ни социальное значение не было еще вполне ясно. Сейчас – почти пятнадцать лет спустя – кибернетика уже оказала определенное социальное и научное воздействие, и за это время в мире произошло немало такого, что оправдывает появление новой книги.
Безработица, порождаемая автоматизацией, не является более предметом предположений – она стала одной из животрепещущих проблем современного общества.
Круг идей кибернетики из планов и упований на будущее превратился ныне в рабочий аппарат, применяемый в технике, биологии, медицине и социологии; он претерпел при этом большое внутреннее развитие.
Я прочел не один цикл лекций, стремясь обрисовать влияние этого круга идей на общество, этику и религию, и я полагаю, что пришло время попытаться дать синтез своих взглядов в этой области и рассмотреть подробнее социальные последствия кибернетики. Настоящая книга посвящена некоторым аспектам этих последствий, позволяющим мне (хоть я и сохраняю идеи и многие примеры из книги «Кибернетика и общество») рассмотреть предмет глубже и полнее.
Здесь я хотел бы отметить большую помощь, которую мне оказали своей критикой друзья с обоих берегов Атлантики, и в частности г-н Пит Гейн из Рунгстэд-Кюста в Дании, д-р Лоренс Франк из Бельмонта, шт. Массачусетс, и проф. Карл Дейч из Йельского университета, а также многие другие. Кроме того, я хочу поблагодарить моего секретаря, г-жу Еву-Марию Риттер, за ее помощь в подготовке рукописи.
Я имел возможность развить свои идеи в курсе лекций, прочитанных в январе 1962 года в Польском университете и на семинаре, организованном летом 1962 года на Международном философском коллоквиуме в Руайемоне, близ Парижа. Хотя настоящая книга и содержит материал из моих высказываний в обоих местах, он был полностью пересмотрен и переработан.
С благодарностью многим, оказавшим помощь в этой работе.
Норберт ВИНЕР
Сэндвич, Нью-Гэмпшир,
30 августа 1963 года

I

В этой книге я намереваюсь обсудить не всю проблему отношения религии и науки, а лишь определенные вопросы, связанные с той областью знания, которая представляет для меня наибольший интерес, – с наукой об управлении и связи. Мне кажется, что вопросы эти располагаются вблизи того рубежа, где наука сталкивается с религией. Я хотел бы при этом избежать логических парадоксов, которые являются следствием крайних (хотя и привычных) претензий религии на истолкование абсолютов. Если мы будем рассматривать познание только с позиций Всеведения, власть – только с позиций Всемогущества, а культ – только с позиций Единобожия, то мы запутаемся в метафизических хитросплетениях еще до того, как приступим к действительному исследованию отношений между религией и наукой.
Тем не менее существует много положений, касающихся знания, власти и культа, которые приходят в столкновение с последними данными науки. Мы могли бы свободно обсудить эти положения, не обращаясь к упомянутым абсолютным понятиям, окутанным столь сложными эмоциями и таким пиететом, что нет никакой возможности к ним подступиться, не возбуждая страстей. Но знание, власть, культ – это определенные факты действительности, и факты эти доступны человеческому исследованию совершенно независимо от принятой теологии. Как реальные факты, эти явления поддаются изучению, при котором мы можем воспользоваться нашими сведениями о знании, власти и культе из других областей, более доступных для методов естественных наук. И нам незачем требовать от изучающего, чтобы он сразу же полностью воспринял точку зрения «credo quia incredibie est» .
Можно сказать, что, выбирая свой отправной пункт вне сферы религии, я сразу же лишаю себя возможности обсуждать отношения между религией и наукой, хотя это и подразумевается общим замыслом настоящего очерка. Поэтому лучше с самого начала точно определить свою тему, указать рамки, из которых я не намерен выходить, и отмежеваться от намерений, чуждых той специфической задаче, которую я поставил перед собой. Я уже говорил, что в течение ряда лет работал над проблемами связи и управления в машинах и живых организмах, над новыми инженерными и физиологическими методами, связанными с этими идеями, и над изучением последствий этих методов для дел человеческих. Знание тесно переплетается со связью, власть – с управлением, а оценка человеческих дел – с этикой и со всей нормативной стороной религии. Поэтому, изучая заново отношения между наукой и религией, уместно пересмотреть наше представление об этих предметах в свете последних достижений теории и практики. Возможно, что это еще не будет изучением самой науки и ее отношения к религии в собственном смысле, однако, вне всякого сомнения, это послужит необходимым введением к такому изучению.
Если мы хотим получить что-либо от подобного исследования, мы должны освободиться от наслоившихся предрассудков, которыми мы как будто защищаем свое благоговение перед святыми и великими вещами, а на деле обыкновенно стремимся избавиться от чувства неполноценности, которое испытываем, встречаясь с неприятной действительностью и опасными сопоставлениями.
Если этот наш очерк должен что-то значить, то он должен быть реальным анализом реальных проблем. Дух, в котором его надлежит провести, – это дух операционной, а не ритуального плача над усопшим. Щепетильность здесь неуместна, ибо она граничила бы с кощунством. Мы уподобились бы модным медикам прошлого века, которые у постели больного прятали хирургические иглы под шелковыми лацканами своих черных сюртуков.
Каково бы ни было содержание религии, в ней часто заключено нечто, напоминающее запертую гостиную фермерского дома Новой Англии, с опущенными шторами, восковыми цветами под стеклянным колпаком над камином, позолоченными камышами, обрамляющими незаконченный портрет дедушки на мольберте, и фисгармонией из черного дерева, на которой играют лишь на свадьбах и похоронах. Или иначе, мы находим здесь некий моральный эквивалент неаполитанского катафалка – той великолепной черной кареты с зеркальными стеклами, с конями под черными султанами, которая как бы переносит достоинство почившего в потусторонний мир или, во всяком случае, вселяет надежду сохранить его. Мы должны резко отделять рассмотрение столь серьезного предмета, как религия, от любого анализа духовных ценностей меньшей значимости, чем сама религия.
Я говорил уже о наслоившихся предрассудках, препятствующих обсуждению проблем той важной переходной области, где наука сталкивается с религией: мы-де не можем ставить в своих рассуждениях Бога и Человека на одну доску – это кощунство. Подобно Декарту, мы должны блюсти достоинство Человека, основываясь в своих рассуждениях на точке зрения, совершенно отличной от той, с которой мы оцениваем низших животных.
Теория эволюции и происхождения видов – это осквернение человеческих достоинств, и, как уже обнаружили ранние сторонники Дарвина, в мире, с подозрением относящемся к науке, ученому крайне опасно поддерживать подобные идеи. Более того – даже в мире науки опасно выступать против установленной табели о рангах. Ни в коей мере непозволительно ставить на одну доску живые существа и машины! Живые существа – это живые существа во всех своих частях, машины же сделаны из металлов и других неорганических веществ и не обладают тонкой структурой, отражающей их целевые или квазицелевые функции. Физика – или что обычно понимается под ней – не знает ничего о цели; возникновение же жизни представляет собой нечто совершенно иное.
Если мы будем придерживаться всех этих табу, то мы, возможно, приобретем громкую славу консервативных и трезво мыслящих людей, но при этом, увы, очень мало сделаем для дальнейшего прогресса знания. Неотъемлемой чертой ученого, равно как умного, честного писателя, как и умного, честного представителя духовенства, должно быть стремление подвергнуть экспериментальной проверке еретические или запретные мнения, даже если в конечном итоге их придется отвергнуть. Более того, это неприятие новых взглядов не должно быть бездоказательным с первых шагов, и в то же время оно не должно сводиться к бесплодным умственным упражнениям, когда с самого начала становится очевидным, что это не более чем игра, в которой одна из сторон демонстрирует свою мнимую непредубежденность. Это ответственное дело, и браться за него следует со всей серьезностью. Оно приобретает смысл только тогда, когда связано с реальным риском впасть в ересь, и если эта ересь влечет за собой риск духовного проклятия, то на этот риск нужно идти честно и смело! Говоря словами кальвиниста: «Готов ли ты быть проклятым ради вящей славы господа?»
Вот почему нам необходим честный и пытливый критицизм, и в частности в дискуссиях на религиозные темы, где уклонение от истины вызывается ложным пониманием превосходных степеней. Я уже упоминал о затруднениях, возникающих при обсуждении таких понятий, как Всемогущество, Всеведение и т.п. Эти затруднения возникают в самых причудливых формах, например, когда какой-нибудь безбожник, случайно попавший на религиозное собрание, спрашивает: «Может ли Бог создать камень, который он не смог бы поднять?» Если он не может, то его могущество ограниченно или, по крайней мере, можно полагать, что существует предел его могуществу; если он может, то это снова означает, что его могущество ограниченно.
Легко выйти из этого затруднения, сказав, что это лишь каламбур, однако это нечто большее. Этот парадокс – один из многих парадоксов, связанных с понятием бесконечности в ее разнообразных формах. С одной стороны, малейшая манипуляция с математическим понятием бесконечности связана с понятием о делении нуля на нуль или бесконечности на бесконечность, или произведении бесконечности на нуль, или вычитании бесконечности из бесконечности. Эти выражения называются в математике неопределенностями , и принципиальная трудность, скрытая в них, заключается в том, что бесконечность не совпадает с обычным понятием о числе или количестве, так что символ ?/? означает для математика лишь предел отношения x /y , когда x и y стремятся оба к бесконечности. Этот предел может быть равным 1, если y = x ; он может равняться 0, если y = x 2, или ?, если y = 1/x , и т.д.
Существует также другой вид бесконечности, который возникает при счете. Можно показать, что понятие бесконечности такого рода тоже приводит к парадоксам. Сколько чисел в классе всех чисел? Можно показать, что вопрос поставлен неправильно и что, как бы ни определялось число, число всех чисел больше любого числа. Это один из парадоксов Фреге – Рассела, связанный со сложностями теории типов.
Суть вопроса в том, что понятия Всемогущества и Всеведения в действительности являются не превосходными степенями, а лишь неопределенными формами выражения очень большой власти и очень больших знаний. Они выражают чувство благоговения, но не представляют собой утверждения, которое можно было бы защищать с метафизических позиций. Если Бог превосходит человеческий разум и не может быть понят присущими человеку формами мышления – а это позиция, которую по крайней мере можно защищать – то с точки зрения разума нечестно сводить на нет интеллектуальные силы человека втискивая Бога в такие формы, которые должны иметь весьма определенное рациональное содержание. Таким образом, когда мы обнаруживаем ситуации, обусловленные определенными обстоятельствами, проливающими, по-видимому, свет на некоторые общие положения религиозных сочинений, мне кажется, неразумно сбрасывать их со счетов только потому, что они не имеют абсолютного, бесконечного и всеобъемлющего характера, который обыкновенно придается религиозным догмам.
Это утверждение дает ключ к пониманию целей настоящей книги. Я хотел бы рассмотреть некоторые положения, обсуждавшиеся в религиозных сочинениях в теологическом аспекте, но аналогичные во многом другим положениям, которые являются предметом науки, и в частности новой науки – кибернетики, изучающей закономерности связи и управления в машинах и живых организмах. Я предлагаю использовать ограниченные в известной мере аналогии кибернетических ситуаций, чтобы пролить свет на некоторые религиозные положения.
Осуществляя это, я, безусловно, вынужден буду как-то втиснуть религиозные положения в рамки своего кибернетического подхода. Я в полной мере отдаю себе отчет в том, какое насилие я должен при этом совершить. Моим оправданием может служить только то, что скальпель анатома сделал анатомию наукой и что скальпель анатома – это инструмент, который позволяет исследовать предмет, увы, лишь при помощи насилия.

II

С этими предварительными замечаниями обратимся к собственно теме этой небольшой книги.
В кибернетике существуют по крайней мере три узловые проблемы, которые, мне кажется, относятся также к предметам религиозных споров. Первая относится к обучающимся машинам, вторая – к машинам, способным к самовоспроизведению, и третья – это проблема координации машины и человека. Я могу сказать с достаточным основанием, что такие машины действительно существуют. Д-р А. Сэмюэль из «Интернейшнл бизнес мэшинз корпорейшн» составил для вычислительной машины программу, которая позволяет ей играть в шашки, причем в ходе игры машина обучается или по крайней мере создает впечатление, что обучается, улучшая свою игру на основе накопленного ею опыта. Здесь уже содержатся определенные утверждения, нуждающиеся в доказательстве или по крайней мере в разъяснениях, которым я посвящу часть этой книги.
Обучение есть свойство, которое мы часто приписываем исключительно системам, обладающим самосознанием, и почти всегда живым системам. Этот феномен в своей наиболее характерной форме проявляется у человека, образуя один из атрибутов, который обычно легко связывается с его религиозной жизнью. В самом деле, трудно представить себе, как существо, не поддающееся обучению, смогло бы приобщиться к религии.
Существует, однако, другой аспект жизни, который обычно связывается с религией. Бог, учит религия, создал человека по своему образу и подобию, и точно так же размножение человеческого рода можно интерпретировать как процесс, который позволяет одному живому существу воспроизводить другое по своему образу и подобию. Стремление людей возвысить Бога над человеком, а Человека над материей, естественно, приводит к предположению, что машина не может создавать другие машины по своему образу и подобию; это свойство в какой-то мере связано с резким различием живых и неживых систем и в еще большей степени с дихотомией другого рода – с различием между творцом и его творением.
Однако так ли это? Один из разделов этой книги я посвящу изложению некоторых соображений, которые, по моему мнению, показывают, что машины вполне способны создавать другие машины по своему образу и подобию. Тема, о которой я буду здесь говорить, сугубо специальна и в то же время очень деликатна. Ее не следует принимать слишком серьезно, как реальную модель процесса биологического воспроизведения и еще меньше как полную модель божественного творения; но в то же время к ней нельзя относиться с пренебрежением, так как она проливает свет на обе эти концепции.
Эти две части книги могут рассматриваться как дополняющие друг друга.
Обучение индивида – это процесс, который протекает на протяжении его жизни, в рамках онтогенеза . Биологическое воспроизведение – это явление, которое протекает на протяжении жизни человеческого рода, в рамках филогенеза ; однако человеческий род в целом обучается в какой-то мере так же, как это делает индивид. Дарвиновский естественный отбор – разновидность процесса родового обучения, который протекает в границах, обусловленных воспроизведением индивидов.
Третья группа тем этой книги также относится к проблемам обучения. Они касаются взаимоотношений машины с живым существом, а также с системой, включающей механо-биологические элементы. Здесь речь идет об аспектах нормативного или, точнее, этического характера. Их рассмотрение выявляет наиболее серьезные моральные ловушки, в которых может оказаться современное поколение. Они также тесно переплетаются со множеством человеческих традиций и легенд, соприкасающихся с магией и тому подобными вещами.
Возвращаясь к обучающимся машинам, введем прежде всего понятие организующихся систем, под которыми мы будем понимать системы, преобразующие в соответствии с определенным принципом некоторое входное сообщение в выходное. Если этот принцип преобразования подчиняется некоторому критерию эффективности и если способ преобразования может регулироваться так, что система стремится повысить свою эффективность в соответствии с указанным критерием, то о такой системе говорят, что она обучается . Очень простой тип системы с легко интерпретируемым критерием эффективности представляет собой игра, которая должна вестись по определенным правилам, причем критерием эффективности является конечный выигрыш, достигаемый в соответствии с этими правилами.
Среди таких игр существуют игры с совершенной теорией, которые не представляют интереса. Примерами подобных игр являются «ним», по Бутону, и «крестики и нолики». В этих играх можно не только найти теоретически наилучшую стратегию, но и разработать ее во всех деталях. Играющие в эту игру (первый или второй игрок) всегда могут выиграть или, во всяком случае, добиться ничьей, придерживаясь избранной стратегии. Теоретически любая игра может быть доведена до такого уровня – такова идея покойного Джона фон Неймана. Однако, как только какая-либо игра действительно доводится до подобного уровня, она становится совершенно неинтересной и более не может рассматриваться даже как развлечение.
Такое всезнающее существо, как Бог, нашло бы, что шахматы и шашки являются примерами игр в указанном фон Нейманом смысле, но человек их полной теории еще не создал, и поэтому они все еще представляют собой вдохновенные состязания в силе интуиции и изобретательности. Однако эти игры не всегда ведутся в духе теории фон Неймана. А она сводится к тому, что, играя, мы делаем наилучший из возможных ходов в предположении, что противник сделает наилучший из возможных ходов в предположении, что мы, в свою очередь, сделаем наилучший из возможных ходов, и т.д., до тех пор, пока один из игроков не выиграет или игра не закончится повторением ходов. В самом деле, способность вести игру в духе стратегии фон Неймана означает, по существу, овладение полной теорией игры, а это низводит ее до уровня тривиального занятия.
Проблема обучения, в частности в ее приложении к машинам, способным обучаться играм, может показаться несколько далекой от религии. Тем не менее существует теологическая проблема, к которой вышеприведенные рассуждения имеют отношение. Это проблема игры между Творцом и его творением. Это тема книги Иова и «Потерянного рая».
В обоих этих сочинениях Дьявол ведет игру с Богом, причем ставкой является душа Иова или вообще души людей. Но, согласно ортодоксальным иудейским и христианским воззрениям, Дьявол – одно из творений Бога. Любое другое предположение привело бы к моральному дуализму с привкусом зороастризма и того отпрыска зороастризма и христианства, которое называется манихейством.
Но если Дьявол – одно из творений Бога, то игра, составляющая содержание книги Иова и «Потерянного рая», представляет собой игру между Богом и одним из его творений. Подобная игра с первого взгляда представляется чрезвычайно неравноправным состязанием. Вести игру против всемогущего, всезнающего Бога – занятие глупое, а между тем известно, что Дьявол – тонкий мастер козней. Любое восстание ангелов обречено на поражение. Чтобы доказать это, нет нужды в мятеже Сатаны, изображенном в «Манфреде». Да и Всемогущество, которое для своего самоутверждения мечет с небес молнии, вовсе не Всемогущество, а лишь очень большая сила, и восстание ангелов могло бы закончиться восхождением Сатаны на небесный трон и ниспровержением и вечным проклятием Бога.
Таким образом, если мы не запутаемся в догмах Всемогущества и Всезнания, конфликт между Богом и Дьяволом предстанет перед нами как реальный конфликт, а Бог – как нечто меньшее, чем абсолютное Всемогущество. Бог действительно вовлечен в конфликт со своим творением, причем он легко может проиграть. И, однако, это его творение создано им по его собственной воле и, по-видимому, приобрело всю свою способность действия от самого Бога. Может ли Бог вести серьезную игру со своим собственным творением? Может ли любой творец, даже ограниченный в своих возможностях, вести серьезную игру со своим собственным творением?
Изобретатель, конструируя машины, с которыми он может вести игру, присвоил себе в определенных пределах функции творца, какова бы ни была природа создаваемых им игровых устройств. Это в особенности верно в отношении играющих автоматов, которые обучаются на своем опыте. Как я уже упоминал, такие машины существуют. Как же они функционируют? Какого они достигли успеха?
Оказывается, что их действия в значительно большей степени напоминают манеру обычного игрока, чем стратегию, соответствующую теории фон Неймана. На каждой стадии игры выбор очередного хода подчинен установленным правилам, а из ряда возможных очередных ходов должен быть выбран один – согласно некоторому нормативному критерию хорошей игры.
Опыт игры, накопленный человеком, представляет нам разнообразные способы выбора такого критерия. В шахматах (или шашках) обычно невыгодно терять свои фигуры (шашки) и, напротив, обычно выгодно брать фигуры (шашки) противника. Игрок, который сохраняет подвижность своих фигур и право выбора ходов и в то же время держит под боем большое число полей на доске, обычно играет лучше своего противника, не придающего значения этим элементам игры.
Эти критерии хорошей игры сохраняют свою силу на протяжении всей партии, но есть и другие критерии, которые относятся к отдельным ее стадиям. В эндшпиле, когда на доске остается мало фигур, сближение с противником и взятие его фигур все более затрудняется. В дебютной стадии игры – и это более важный фактор в шахматах, чем в шашках, – фигуры расставлены так, что они лишены своей полной подвижности и силы. Вследствие этого требуется развитие фигур, позволяющее расширить их поле действия, необходимое как для нападения, так и для защиты. Далее, в шахматах, с их большим разнообразием фигур по сравнению с шашками, есть множество специальных критериев хорошей игры, важность которых доказана многовековым опытом.
Сочетая такие критерии (аддитивно или более сложным способом), можно для оценки очередного хода игрового автомата получить некоторый числовой показатель эффективности. Это может быть сделано до известной степени произвольно. Тогда машина, сравнив между собой показатели эффективности возможных очередных ходов, выберет ход, соответствующий наибольшему показателю. Это один из методов автоматизации выбора очередного хода.
Такая автоматизация выбора очередного хода в большинстве случаев не обязательно обеспечивает оптимальный выбор, но все же это какой-то выбор, и на его основе машина может продолжать игру. Для оценки такого способа механизации игры следует отрешиться от всех представлений о механизируемом объекте, используемом в известных нам технических устройствах, или от физического образа человека, соответствующего обычному игроку. К счастью, выполнить это нетрудно, так как именно это и делают шахматисты, играющие друг с другом по переписке.
При игре по переписке партнеры посылают свои ходы друг другу по почте, так что единственной связью между игроками служит письменный документ. Даже при таком способе игры опытный игрок вскоре вырабатывает определенные представления о личности своего противника, вернее, о его шахматной индивидуальности. Он узнает, тороплив или осторожен его противник, легко ли его провести, проницателен ли он и способен ли усвоить трюки своего противника или может быть снова и снова «пойман» при помощи той же самой элементарной стратегии. Все это узнается, я повторяю, не из какой-либо дополнительной информации, а в ходе самой игры.
С этой точки зрения любой игрок – будь то человек или машина, – пользующийся простым набором качественных признаков, избранных раз и навсегда, создает впечатление «жесткой» шахматной индивидуальности. Если вам удалось найти у такого игрока слабое место, то вы нашли это слабое место навсегда. Если вы разработали против него стратегию, она всегда окажется эффективной. Для выявления его техники достаточно сыграть с ним очень небольшое количество партий.
Все это относится к механическому игроку, который не обучается в ходе игры. Однако ничто не мешает ему научиться играть более разумно. С этой целью он должен сохранять в своей памяти записи прошлых игр. Затем в конце каждой игры или каждой серии игр определенного типа его механизм должен перестраиваться на совершенно иной образ действий.
При формировании показателя эффективности (оценочной функции) в него вводятся некоторые константы, которые можно выбирать различным образом. Так, например, соотношение констант, соответствующих относительной силе фигур, их подвижности и эквивалентному числу, может составлять 10:3:2 вместо 9:4:4. Новый способ применения регулируемой машины состоит в изучении проведенных игр, с тем чтобы, учитывая их исход, найти соответствующие им показатели эффективности (оценочные функции), отражающие динамику этих игр.
Таким образом, оценочная функция подвергается непрерывной переоценке, при которой более высокое значение этой функции присваивается позициям, характерным для выигранных партий, и меньшее значение – позициям, свойственным большей частью проигранным партиям. Игра должна продолжаться уже с новым значением оценочной функции, которая может быть определена различными способами, отличающимися лишь в деталях. В результате этого игровой автомат будет непрерывно преобразовываться в некую отличную от исходной машину в соответствии с историей развертывающейся игры. В этом случае как для машины, так и для ее противника – человека будут иметь значение их прошлые опыт и успех.
При игре с такой машиной, которая часть своей игровой индивидуальности перенимает от своего противника, эта игровая индивидуальность не остается абсолютно неизменной. Противник может вдруг обнаружить, что стратегии, которые в прошлом приводили к успеху, оказываются несостоятельными. Машина может вырабатывать, таким образом, своеобразную бесхитростную хитрость.
Можно сказать, что весь этот неожиданно возникший машинный интеллект был сообщен машине ее конструктором и программистом. В некотором смысле это верно, но не всегда справедливо утверждение, что все новые приемы машины ее конструктор предвидел до малейших деталей. Если бы это было так, то ему было бы не трудно нанести поражение собственному творению. Однако это не соответствует действительной истории машины д-ра Сэмюэля.
В самом деле, в течение значительного периода времени машина Сэмюэля была в состоянии довольно регулярно наносить ему поражения после примерно однодневной тренировки. Следует сказать, что Сэмюэль, по его собственным утверждениям, не был опытным шашистом и что после небольшой практики и тренировки он уже смог обыгрывать свое творение. Однако не надо и преуменьшать значение того факта, что был период, когда машина довольно регулярно выходила из состязания победительницей. Она выигрывала не сразу, она научилась выигрывать, причем методы ее обучения принципиально отличались от методов обучения человека игре в шашки.
Выбор стратегии, доступной машине, играющей в шашки, почти наверняка более ограничен, чем выбор стратегии, доступной человеку, но верно также и то, что выбор эффективной стратегии, доступной человеку-шашисту, тоже не безграничен. Диапазон его выбора определяется только возможностями его разума и воображения, но они, естественно, весьма ограниченны, и притом в такой мере, которая не слишком отличается от предельных возможностей машины.
Таким образом, машина, играющая в шашки, уже сейчас довольно хорошо овладела этой игрой, если же она «изучит» несколько глубже стадию эндшпиля и приобретет навык в применении coup de grace , то она начнет приближаться к уровню мастера. Если бы интерес к шашечным турнирам уже не был бы значительно ослаблен «ничейной» природой обычной человеческой игры, то можно было бы утверждать, что машина, играющая в шашки, полностью уничтожила бы интерес к этой игре. Не удивительно поэтому, что уже теперь люди начинают спрашивать, а не случится ли то же самое с шахматами? И когда следует ожидать этой катастрофы?
Машины, играющие в шахматы или по крайней мере способные провести значительную часть шахматной партии, уже существуют, но они играют сравнительно слабо. В лучшем случае их игра не превосходит уровня квалифицированных игроков, не претендующих на звание мастера; такие игровые автоматы действительно очень редко превосходят этот уровень. Это в значительной степени объясняется гораздо большей сложностью шахмат в сравнении с шашками как в отношении разнообразия фигур и ходов, так и в отношении большего различия в стратегии, применяемой на различных этапах игры. Относительно небольшое число параметров, необходимых для автоматизации игры в шашки, и небольшая степень различия между разными стадиями этой игры резко отличают ее от шахмат.
Тем не менее, по общему мнению моих друзей, довольно опытных шахматистов, дни шахмат как интересной человеческой игры сочтены. Они считают, что за период от десяти до двадцати пяти лет класс игры шахматных автоматов достигнет уровня мастеров, а тогда – если только эффективные, но несколько машиноподобные методы русской школы позволят шахматам просуществовать столь долго – они перестанут вообще интересовать людей как игра.
Пусть так, но еще останется много других игр, которые привлекают внимание инженеров, занятых конструированием игровых автоматов. К этим играм относится игра «го», популярная на Дальнем Востоке, в которой различают семь или более различных уровней мастерства.
Развивая эти идеи, можно сказать, что война и бизнес представляют собой конфликты, напоминающие игры, и вследствие этого они могут быть формально сведены к своеобразным играм с определенными правилами. И в самом деле, у меня нет оснований отвергать предположение, что формализованные варианты таких «игр» уже создаются в качестве моделей, имеющих целью определить стратегию нажатия Большой Кнопки, стратегию, которая, по замыслу ее создателей, должна сжечь нашу Землю дотла ради нового порядка вещей, менее зависимого от ненадежности человеческого поведения.
В общем случае игровой автомат может быть использован для автоматической реализации любой функции, если этот процесс подчинен четко выраженному критерию эффективности . В шашках и шахматах этот критерий сводится к выигрышу, достигаемому согласно установленным правилам. Правила эти, в корне отличные от норм доброжелательности , просты и безжалостны. Это не вызывает сомнений даже у тех одаренных детей, которые способны уловить дух этих правил, мимолетно прослеживая события, развертывающиеся на шахматной доске. Игрок может порой испытывать сильные сомнения относительно выбора лучшего пути к победе, но у него нет ни малейших сомнений в том, нужно ли выигрывать или проигрывать.
Основной критерий, позволяющий выразить поведение человека в терминах игры, зависит от того, существует ли объективно различимый критерий этого поведения. В противном случае игра становится столь же неопределенной, как игра в крокет из «Алисы в стране чудес», где шарами были ежи, которые не могли катиться, молотками служили фламинго, дужками – игрушечные солдатики, маршировавшие по полю, а судьей в игре была Королева Червей, все время менявшая правила игры и отсылавшая игроков к Палачу, который рубил им головы. В этих обстоятельствах понятие выигрыша теряет всякий смысл, а успешной тактике нельзя обучиться, так как критерия успеха не существует.
Однако если объективный критерий успеха задан, можно построить игру с использованием самообучения, причем ее методы будут гораздо ближе к тем приемам, которые мы применяем, когда учимся играть, нежели к игре в духе теории фон Неймана. Безусловно, методика игр с применением самообучения должна быть использована в самых различных сферах человеческой деятельности. Тем не менее, как мы увидим ниже, установление точных критериев эффективности того или иного действия поднимает много проблем, связанных с играми, в которых применяется самообучение.

III

Обучение, на которое мы ссылались до сих пор, – это обучение индивида, происходящее в пределах его индивидуальной личной жизни. Существует еще другой, не менее важный аспект обучения – это обучение в рамках филогенеза, то есть в рамках истории существования вида. Это тот тип обучения, который получил одно из фундаментальных обоснований в теории естественного отбора Дарвина.
Три фактора лежат в основе естественного отбора. Во-первых, это такое явление, как наследственность, которое находит свое выражение в том, что отдельное растение или животное дает потомство по образу своему и подобию.
Во-вторых, неполное соответствие образу и подобию родителя; потомство может отличаться от своего родителя по каким-либо признакам, также передающимся механизмом наследственности. В этом суть изменчивости, никоим образом не предполагающей, однако, весьма сомнительной передачи по наследству приобретенного признака.
Третья составная часть эволюционной теории Дарвина зиждется на том, что самопроизвольная изменчивость ограничивается во всевозможных направлениях различием жизнеспособности разных мутаций. Для большей части этих мутаций характерно уменьшение вероятности длительного существования вида, хотя для некоторых вариантов (возможно, весьма немногих) свойственно повышение этой вероятности.
Основа выживания и изменения вида – основа эволюции – может оказаться значительно сложнее изложенного, и, по всей вероятности, это так и есть. Например, один очень важный тип изменчивости – это изменчивость высшего порядка, то есть изменчивость изменчивости. Здесь снова в механизм наследственности и изменчивости обычно входят процессы, которые в функциональном отношении описал Мендель; в структурном отношении они сводятся к явлению митоза, то есть процесса удвоения генов и их разделения, их скопления в хромосомах, их связи и т.д.
Тем не менее в основе всей этой фантастически сложной цепи процессов лежит весьма простой факт. При наличии подходящей питательной среды, образованной из нуклеиновых и аминокислот, молекула гена, состоящая сама из особо специфичной комбинации тех же двух видов кислот, может заставить среду перегруппироваться в другие молекулы. Эти молекулы в свою очередь оказываются либо молекулами того же гена, либо других генов, отличающихся сравнительно немногим.
Действительно, ранее полагали, что этот процесс строго аналогичен процессу, при помощи которого молекула вируса (вид молекулярного паразита) может образовать из тканей хозяина, играющих роль питательной среды, другие молекулы вируса того же типа. Именно этот факт молекулярного размножения, будь то с генами или с вирусами, как будто представляет одну из достигнутых нами ступеней анализа обширного и сложного процесса воспроизведения.
Человек создает человека по своему образу и подобию. Это похоже на эхо или на повторение акта творения, которым Бог якобы создал человека по образу и подобию своему. Может ли что-либо подобное происходить в менее сложном (и, возможно, более понятном) случае неживой системы, которую мы называем машиной?
Что такое «образ» машины? Возможно ли, чтобы наличие этого «образа», воплощенного в одной машине, позволило бы любой машине, не обладающей какими-либо специфическими функциями, воспроизвести такую же машину, которая была бы либо абсолютно похожей на исходную, либо слегка отличалась от нее, причем так, что это отличие можно было бы истолковать как результат изменчивости?
Может ли новая и несколько измененная машина сама функционировать в качестве прототипа даже в том случае, когда она сама отличается от своего собственного машинного прообраза?
В данном разделе автор поставил своей целью дать ответ на эти вопросы, и ответ положительный. Значение того, что я здесь выскажу, или, вернее, того, что уже высказывал в более специальном аспекте в книге «Кибернетика», связано с тем, что математики обычно называют доказательством существования .
Здесь я намерен дать набросок этих идей. Я приведу лишь один метод, который позволяет машинам воспроизводить самих себя. Я не хочу этим сказать, что это единственно возможный метод воспроизведения, так как это не так; я не хочу также сказать, что этот метод машинного воспроизведения пригоден для биологического воспроизведения, так как это, безусловно, не так. Однако как бы ни отличалось механическое воспроизведение от биологического, это процессы сходные, завершающиеся одними и теми же результатами, и вот почему анализ одного процесса может привести к выводам, имеющим значение для исследования другого процесса.
Для серьезного рассмотрения проблемы создания одной машиной другой машины по своему образу и подобию мы должны остановиться подробнее на понятии «образ и подобие» и уточнить его.
Следует при этом помнить, что существуют образы и образы. Пигмалион создал статую Галатеи по образу и подобию своего идеала возлюбленной, но, после того как боги вдохнули жизнь в его статую, она стала образом его возлюбленной в значительно более реальном смысле. Она превратилась из зримого образа в образ функциональный.
Копировальный станок может воспроизвести по модели ружейной ложи образец, который в свою очередь может быть использован для создания ружейной ложи, но это возможно просто потому, что назначение самой ружейной ложи очень простое. В отличие от этого электрическая схема может выполнять сравнительно сложную функцию, а ее изображение, воссозданное печатной машиной, при помощи типографской металлической краски, может само функционировать в соответствии с отображаемой схемой.
Эти печатные схемы сейчас нашли очень широкое распространение в различных областях современной радиоэлектроники.
Таким образом, помимо изображений, передающих зримый образ объекта, мы можем иметь и его функциональный образ. Эти функциональные образы – копии, выполняющие функции своего оригинала, – могут иметь, а могут и не иметь зримого сходства с ним. Независимо от того, будут или не будут они иметь это сходство, они могут заменить оригинал в его действии, и это будет гораздо более глубоким подобием. Здесь мы рассмотрели возможность воспроизведения машин с точки зрения их функционального подобия.
Но что такое машина? С некоторой точки зрения машину можно рассматривать как первичный двигатель, то есть как источник энергии. В этой книге мы будем исходить из другой точки зрения. Для нас машина – это устройство для преобразования входных сообщений в выходные.
С этой точки зрения сообщение есть последовательный ряд величин, представляющих собой соответствующие сигналы. Такие величины могут быть и электрическим током и напряжением, но они не исчерпываются лишь этими двумя физическими величинами. Кроме того, составные сигналы могут быть либо непрерывными, либо дискретными. Машина преобразует определенное число таких входных сообщений в определенное число выходных сообщений. При этом каждое выходное сообщение в любой момент времени зависит от входных сообщений, полученных до этого момента. На своем техническом жаргоне инженер высказал бы эту мысль так: «Машина – это преобразователь со множеством входов и выходов».
Большая часть рассматриваемых здесь вопросов либо не очень сильно отличается, либо, наоборот, резко отличается от вопросов, возникающих при рассмотрении преобразователей с одним входом и одним выходом. Это может натолкнуть инженера на мысль, что дальше пойдет речь о хорошо ему известной задаче, то есть о классической задаче определения импеданса или адмитанса электрической цепи или же об определении коэффициента трансформации.
Однако это не совсем точно. Импеданс, адмитанс и коэффициент трансформации – понятия, которые могут быть использованы с любой степенью точности лишь в случае линейных цепей, то есть цепей, для которых сумма последовательности входных сигналов за определенное время соответствует сумме соответствующих выходных сигналов.
Это условие выполняется в цепях, составленных из чисто активных сопротивлений, емкостей, чисто индуктивных сопротивлений, и в цепях, подчиняющихся законам Кирхгофа и состоящих исключительно из комбинаций этих элементов. Для этих цепей входной сигнал, с помощью которого можно испытать данную схему, представляет собой напряжение, описываемое тригонометрическим рядом; частоту этого сигнала можно изменять, а амплитуда и фаза его точно известны. Тогда выходной сигнал будет представлять собой серию колебаний той же частоты; при этом, сравнивая амплитуду и фазу выходного сигнала с входным, можно получить полную характеристику цепи или преобразователя.
Если цепь нелинейна и содержит, например, выпрямители или ограничители напряжения и другие подобные приборы, то тригонометрический входной сигнал уже не будет наиболее подходящим испытательным сигналом. В этом случае тригонометрический сигнал на входе, вообще говоря, не будет давать тригонометрического сигнала на выходе. Более того, строго говоря, линейных цепей не существует, а существуют только цепи с лучшим или худшим приближением к линейности.
Испытательный входной сигнал, который мы выбрали для нелинейных цепей (кстати, им можно пользоваться и для линейных цепей), имеет статистический характер. Теоретически, в отличие от тригонометрического входного сигнала, частоту которого нужно изменять во всем диапазоне частот, это единый статистический ансамбль входных сигналов, которые могут быть использованы для всех преобразователей. Такой сигнал известен под названием «дробовый шум». Генераторы шума – это хорошо известные приборы, которые выпускаются рядом приборостроительных фирм.
Выходной сигнал преобразователя, получающийся при заданном входном сообщении, – это сообщение, которое зависит одновременно от входного сообщения и от свойств самого преобразователя.
При самых обычных условиях преобразователь задает способ преобразования сообщения, и мы рассматриваем выходное сообщение как преобразованное входное сообщение. Однако существует ряд обстоятельств – и они в основном возникают, когда входное сообщение несет минимум информации, – когда мы можем рассматривать информацию, содержащуюся в выходном сообщении, как исходящую главным образом от самого преобразователя. Нельзя представить себе входное сообщение, которое несет меньше информации, чем хаотический поток электронов, создающих дробовый шум. Таким образом, выходной сигнал преобразователя, возбуждаемого дробовым шумом, можно рассматривать как сообщение, отображающее действие самого преобразователя.
В самом деле, выходной сигнал характеризует действие самого преобразователя при любом возможном входном сообщении. Это происходит благодаря тому, что в конечном интервале времени существует конечная (хотя и малая) вероятность того, что дробовый шум на входе создаст на выходе любое возможное сообщение с любой заданной степенью точности. По этой причине статистика сообщения, получаемого на выходе преобразователя при заданном нормированном статистическом входном сигнале, формирует «функциональный образ» преобразователя, и вполне понятно, что он может быть использован для воссоздания эквивалентного преобразователя в другом физическом исполнении. Следовательно, если мы знаем, как преобразователь будет реагировать на входной шумовой сигнал, то мы знаем ipso facto , как он будет реагировать на любой входной сигнал.
Таким образом, преобразователь – машина, выступающая, с одной стороны, как прибор, а с другой – как сообщение, – наводит нас на мысль о столь дорогом физику дуализме, примером которого служит двойственная природа волн и частиц. Этот дуализм указывает на то, что суть биологической смены поколений, быть может, метко выражается известным bon mot (не помню, кому оно принадлежит – Бернарду Шоу или Сэмюэлю Батлеру): «Курица – это средство для яйца создать другое яйцо». Печеночная двуустка в печени овцы есть лишь иная стадия вида паразитов, который заражает определенных прудовиков. Итак, машина может создавать сообщение, а сообщение может создавать другую машину.
Ранее эта мысль была уже использована мною; в частности, я говорил, что в принципе возможно переслать человеческое существо по телеграфу. Позвольте мне тут же заметить, что трудности, возникающие при этом, намного превышают мои способности преодолеть их, и что я не собираюсь вносить еще большую сумятицу в работу железных дорог, призывая Американскую телеграфную и телефонную компанию выступить в качестве их нового конкурента. В настоящее время, а возможно и в течение всего существования человеческого рода, эта идея может оказаться практически неосуществимой, но это не значит, что из-за этого ее невозможно постичь.
Даже совершенно не касаясь трудностей практического использования этой идеи в случае с человеком, она, безусловно, осуществима в случае созданных человеком машин меньшей степени сложности. Именно это я и предлагаю в качестве метода самовоспроизведения нелинейных преобразователей. Сообщения, в которых может быть воплощена функция заданного преобразователя, будут также ох&heip;