Разговор с электрическим мозгом - Василий Захарченко

Вот она, бессмертная симфония - потрясающая и неповторимая по своему звучанию! Разнимите ее на составные части - и она перестанет существовать.

Но математическая симфония - ведь она всегда существовала как бы разъятая на отдельные части.

Подбирая параметры любой задачи, мы могли в каждом случае иметь только одно решение, словно музыкальное звучание лишь одной ноты симфонии. Электроинтегратор дает нам удивительную возможность увидеть непрерывное течение решений, при любых меняющихся данных. Вы присутствуете при исполнении математической симфонии. Вы по своей воле меняете нагрузки, скорости, размеры деталей - на осциллограммах перед вашими глазами проходят все возможные варианты решений.

Вскоре после Великой Отечественной войны в нашей стране была создана самая крупная в мире электромеханическая машина для решения дифференциальных уравнений. Это очень дорогостоящий организм. Создание его потребовало многих лет упорного, настойчивого труда, который завершился блестящим успехом. Эту машину назвали "Интеграл". Она занимает площадь в 250 квадратных метров. Сотни электродвигателей, сотни приборов управляют работой машины. Машина автоматически настраивается на моделирование того или иного процесса. Как необходима она нашей стране, строящей и проектирующей тысячи уникальных сооружений! Такие машины строятся не только в столице.

Вот одна из задач по моделированию сложного процесса, которая решается в Тбилисском вычислительном центре.

При строительстве гидроэлектростанций ставится вопрос, какого объема должно быть водохранилище, чтобы обеспечивать нормальную работу электростанции при различных климатических условиях. Турбина гидроэлектростанции должна вращаться равномерно. Под определенным давлением должна поступать к ней вода. А погода меняется. Может наступить засушливое лето, пройдут нерегулярные дожди, а водохранилище должно хранить достаточное количество воды, чтобы обеспечить нормальную работу электростанции. Поэтому делать резервуар слишком маленького объема нельзя - вода может иссякнуть в засушливое лето.

Но если сделать резервуар слишком большим, вода начнет отвоевывать территорию у плодородных пашен. Нужно выбрать самый выгодный объем будущего резервуара. Но как это сделать?

В Тбилисском вычислительном центре используют для этой цели машину "МПТ-11". С помощью теории вероятности можно предусмотреть случайности, связанные с выпадением ливневых дождей, собрав достаточное количество данных за несколько лет. Эти данные называют довольно смешно: математическое ожидание. "Ожидание" закладывается в машину, закладывается также мощность турбины, все известные и предполагаемые величины, связанные с использованием водного бассейна,- сколько воды направляется на орошение, сколько фильтруется сквозь плотину и т. д.

Учитывая все эти данные, машина автоматически подсчитывает главное как уравновесить напряженный, меняющийся поток поступления и расходования воды.

Но, пожалуй, наиболее интересным является моделирование биологических процессов. Киевляне осуществили моделирование одного из таких сложных явлений. Машина должна была моделировать закон Дарвина - закон эволюции и борьбы за существование. В Институте кибернетики Академии наук Украины выработали у автомата все основы поведения, необходимые для "выживания". Была создана "внешняя среде" и "обитатели" этой среды, реагирующие на любые изменения условий существования. Внешняя среда создавалась лампочками, установленными по кругу. Если лампочка горела, значит, в этом месте была "пища".

Лампочки зажигались и гасли, как бы моделируя течение жизни. Условные обитатели этой модели способны двигаться по кругу в двух направлениях. Кроме того, они получают информацию о состоянии среды, для того чтобы двигаться в поисках пищи. Внутренние состояния организмов также моделировались, имитируя возраст и чувство голода.

Попадая в точку, где горит лампочка, организм насыщался _ чувство голода уменьшалось на 1 единицу. Если организм попал в точку с погашенной лампочкой, где пищи нет, чувство голода увеличивалось на 1 единицу. Возраст тоже изменялся - через определенный промежуток времени возрастал на 1 единицу. В определенных условиях организмы должны были умирать: если голод достигал 14 единиц, а возраст - 40 единиц. В этом случае деятельность организмов навсегда прекращалась.

Была моделирована также способность организмов к размножению. При возрасте в 16 единиц и чувстве голода 8 единиц автомат делится на 2 новых автомата.

И вот машину запустили. Модель проделала огромное количество операций с головокружительной скоростью. Началась условная борьба за существование электронных организмов. В первую очередь погибли существа, которые двигались вслед за пищей,- они не могли догнать ее, так как движение пищи было запланировано более быстрым. Выжили те, кто двигался навстречу еде. Они размножались, потомки их приспосабливались к образу жизни родителей. Дети становились все более хитрыми в выборе пищи. Они замедляли свое движение около пищи, они оттесняли более слабых, и те постепенно вымирали.

И вот поразительный результат: шестидесятитысячное поколение электронных обитателей модели полностью вытесняли все другие формы, став единственными обитателями этой интересной машины.

Это рассказ о наиболее сложной модели из электронных машин - о модели живой жизни. Можно было бы продолжить примеры подобного моделирования, тем более что во многих институтах нашей страны и за рубежом моделирование стало одним из нормальных событий в проектировании машин, механизмов, сооружений, в воссоздании картины тех или иных быстротекущих процессов.

Но кибернетика смотрит еще дальше...

Работает в Киеве в Институте кибернетики удивительно интересный ученый Николай Михайлович Амосов. Он занят сейчас исключительно увлекательным и трудным делом: он пытается создать модель человеческого общества. Никак не меньше...

Вот что говорит он по этому вопросу:

- Уверен, что в изучении сложных систем типа живых, начиная от клетки и кончая обществом, построение модели является совершенно необходимым этапом. Эти модели должны служить главным инструментом в управлении сложными системами...

Несколько слов о модели личности, над которой мы работаем. Формально мы представляем человека как многопрограммный автомат со сложным многокритериальным управлением, способным к обучению и самоорганизации.

Далее ученый продолжает:

- Я уже предвижу, как какой-нибудь дотошный читатель воспримет мое определение человека как многопрограммного автомата: "Ну и Амосов, человек для него уже не человек, а машина... Дальше и ехать некуда!"

Поймите, я отнюдь не собираюсь отрицать в человеке ни самой малой доли человеческого. Просто пользуюсь принятой в кибернетике терминологией и поэтому прошу здесь и в дальнейшем по отношению к этой терминологии проявлять терпимость...

Мы выделяем несколько категорий регуляторов, стремясь их ограничить по возможностям ЭВМ. Ведь психологи называют несколько сотен чувств. Все-таки и у нас их более двадцати. Это производные инстинктов, сложных рефлексов и социальные чувства. Если проинтегрировать все чувства, можно получить обобщенный уровень комфорта: к максимализации его у всех и должно стремиться общество.

Модель общества будет представлять структуру из социальных групп, вещей, знаний и природы, взаимодействующих друг с другом.

Программы управления обществом также можно создать. В них будут заложены необходимые для управления критерии. Основные из них: максимум душевного комфорта, устойчивость, прогресс...

Я не думаю, что то, о чем мы сейчас говорим, дело очень отдаленного будущего. По-моему, это будущее измеряется уже десятилетиями.

Эти слова выдающегося ученого говорят о реальности той модели, над которой уже работает институт.

В основе многих моделирующих установок заложена так называемая "теория игр". Она заключается в том, что одна из соревнующихся сторон обязательно должна победить. В 1928 году Джон фон Нейман- один из крупнейших математиков нашего времени - доказал основную теорему теории игр. Лишь через два десятилетия началось бурное развитие этой теории в ее многочисленных практических приложениях. Под "игрой" стали понимать не шахматы, не карты, не кости, не экономическую борьбу, а столкновение любых технических интересов, когда требовалось то или иное решение. Эта борьба могла быть и антагонистической и не антагонистической. Антагонистические игры чрезвычайно интересовали господ милитаристов. При генеральных штабах стали создаваться машины, которые могли бы моделировать военное столкновение, могли бы решать стратегические задачи.

Хочется напомнить в связи с этим очень интересный рассказ известного австрийского журналиста Роберта Юнга, автора книги "Ярче тысячи солнц", о создании в Америке атомной бомбы.