Анатомия искусственного интеллекта. Часть 2. Начало см. « Мир ПК», 2004. № 9.

Искание истины совершается не с весельем,

а с волнением и беспокойством;

но все-таки надо искать ее потому, что,

не найдя истины и не полюбив ее, ты погибнешь.

Блез Паскаль

ENIAC

Первые компьютеры... Так уж повелось, что компьютерную эру начинают отсчитывать от американского цифрового компьютера ENIAC, т.е. от 14 февраля 1946 г. В этот день в Университете Пенсильвании в Филадельфии, основанном самим Бенджамином Франклином, 39-летний профессор физики Джон Мочли (John Mauchly, 1907—1980) и 27-летний выпускник школы Мура (Moore School, University of Pennsylvania) Джон Преспер Эккерт (John Presper Eckert, 1919—1995) в торжественной обстановке в присутствии высших военных чинов американской армии включили созданный ими ENIAC (Electrical Numerical Integrator And Calculator).

Этот монстр массой 30 т, стоивший почти 500 тыс. долл., потребляя 160 кВт энергии. Его размеры поражали: высота — 2,9 м, ширина — 0,9 м, длина — 30,5 м, а площадь — 167 м2 . В недрах этого электронного чудовища скрывались десятки тысяч резисторов и электронных ламп, тысячи диодов и конденсаторов, сотни реле, километры проводов и миллионы пропаянных вручную контактов. Каждый из его двадцати 10-разрядных сумматоров ежесекундно мог производить 5 тыс. операций сложения, т.е. до 100 тыс. операций. Он был способен выполнять за 1 с 357 операций умножения либо 38 операций деления.

Газета New York Times сообщила о представлении «поразительной машины, впервые применившей скорости электроники для математических задач, которые до настоящего времени были крайне трудны и имели громоздкие решения... Те, кто впервые увидел устройство в работе, осознали, что перед ними инструмент, с которого научные свершения начнут строиться на новом фундаменте».

Военное ведомство США 9 апреля 1943 г. заключило со школой Мура контракт на создание универсального электронного компьютера. Работы над ENIAC начались 17 мая 1943 г. в рамках проекта Project PX, а в 1947 г. компьютер, созданный в единственном экземпляре, был передан на американскую военную базу Aberdeen Proving Ground в Харфорд-Каунти (шт. Мэриленд), где и проработал с 29 июля 1947 г. по 2 октября 1955 г., т. е. восемь с небольшим лет.

О том, какую роль ENIAC, а также послевоенное противостояние США и СССР сыграло в развитии искусственного интеллекта и компьютерных шахмат, речь пойдет позже. Пока же компьютер исправно решал задачи баллистики — главное, ради чего и выделялись средства на его строительство.

Персонал ENIAC был особенный: коллектив насчитывал 80 женщин и всего лишь 3 мужчин. В числе первых программистов ENIAC, решавших на нем задачи баллистики, были представительницы прекрасного пола — математики Мэрлин Мельтцер (Marlyn Meltzer) и Рут Тейтельбаум (Ruth Teitelbaum). Во вторую волну вошли Фрэнсис Спенс (Frances Spence) и Кэтлин Макналти (Kathleen McNulty), ставшая спустя два года женой Джона Мочли. Третьей известной парой ENIAC-программисток были Джейн Бартик (Jean Bartik) и Бэтти Холбертон (Betty Holberton). Бэтти сыграла важную роль в разработке языка Фортран (знаменитая Грейс Хоппер, автор одного из первых компиляторов, впоследствии вспоминала, что Холбертон была лучшей программисткой, которую Грейс когда-либо встречала).

Америка гордилась своим достижением. В газетах того времени отмечали, что в 1776 г. именно здесь, в Филадельфии, был создан новый исторический документ — Декларация независимости — и образована новая великая страна — Соединенные Штаты Америки. Обе они преобразили мир. Спустя 170 лет в той же географической точке в День Святого Валентина (в Америке он отмечается с 1777 г., т. е. с первого года образования США, что также далеко не случайное совпадение) была создана невероятная электронная машина, давшая начало информационной эре человечества.

Что и говорить, Америка умеет преподносить миру свои достижения. Другое дело, что реальная история на поверку оказывается весьма отличной от умело выстроенного мифа.

Дифференциальная машина Ч. Ч. Бэббиджа

Октябрь 1973 г. стал поистине черным месяцем в истории Америки. 20 октября 1973 г. был отмечен апофеозом Уотергейтского скандала, который в конце концов привел впервые в истории США к отставке ее президента, Ричарда Никсона (8 августа 1974 г.). На фоне этих событий как-то померк вынесенный 19 октября 1973 г. сенсационный вердикт окружного судьи Эйрла Ларсона, признавшего в ходе разбора иска компании Honeywell к Sperry Rand патент на ENIAC недействительным. Иными словами, юридически приоритет в создании первого электронного цифрового компьютера отошел от Мочли и Эккерта к Джону Атанасову (John Atanasoff, 1903—1995) и Клиффорду Берри (Clifford Berry, 1918—1963), разработавшим компьютер ABC (Atanasoff—Berry Computer).

Станислав Улам (Stanislaw M. Ulam, 1909—1984), ключевая фигура польской школы математики, изобретатель знаменитого метода Монте-Карло, автор одной из первых шахматных программ и многолетний соратник Джона фон Неймана по работе в Лос-Аламосе, писал: «Все это оказалось очень важным во время случившегося позже судебного разбирательства между компаниями Honeywell и Sperry Rand по поводу действительности патентов на компьютеры. Претензия состояла в том, что компьютеры уже считались государственной собственностью, поскольку их использовало правительство Соединенных Штатов, и, следовательно, заявленные на них патентные права были недействительны. Я был одним из многих, дававших по этому делу свидетельские показания в 1971 г.»

В ходе слушаний, продлившихся более двух лет (с 1 июня 1971 г. по 19 октября 1973 г.), выяснилось много интересного. Но еще больше осталось за кадром.

Теперь самое время вернуться к теме шахмат. Давайте на время оставим в стороне этот судебный процесс и перенесемся на несколько столетий назад, в те славные годы, когда вершились судьбы Европы и Америки.

Автоматы: от куклы к машине

Вся история нашей цивилизации пронизана извечным желанием вдохнуть жизнь в бездушную машину — творение рук человеческих. Автоматы стали создавать давно. Известно, что еще в I в. до н. э. Герон Александрийский изготовил устройство, за деньги продававшее воду из святого источника. Монета падала на рычаг, тот вытаскивал из сосуда пробку, и вода наполняла кувшин паломника. В XVI — XVIII вв. было построено немало всевозможных механизмов, которые играли на музыкальных инструментах, писали, танцевали и даже говорили. Самым, пожалуй, известным был искусственный музыкант (The Flute Player), исполняющий на флейте 12 чарующих мелодий. Особенно поражала публику мимика и движения «музыканта», как бы старающегося очаровать своей игрой. Собранный в 1737 г. французским мастером Жаком де Вокансоном (Jacques de Vaucanson, 1709—1782), он и по сей день хранится в Венском музее.

Но по-прежнему недостижимой мечтой оставалось создание автомата, способного мыслить. В 1769 г. в Прессбурге (ныне — Братислава) барон Вольфганг фон Кемпелен, придворный советник австрийской императрицы Марии-Терезы, также известный под именем Фаргаш (или Фаркаш) Кемпелен, всего за полгода создает самый известный в мире шахматный «автомат». За свой экзотический восточный наряд этот чудо-автомат получил название «Турок» (The Turk). Будучи знаком с работой Вокансона, Кемпелен неспроста придает своему творению человеческий облик.

Императрица и весь австрийский двор были изумлены. «Турок» не просто умел передвигать фигуры, он побеждал даже самых сильных игроков. Слух о невероятном изобретении быстро распространяется по всей Европе. Кемпелен принимает поздравления, но весьма неохотно участвует в демонстрациях «Турка». Возвратившись из первого же турне, он разбирает свой автомат. Возможно, тайна его так никогда и не была бы раскрыта, если бы после смерти Марии-Терезы наследник австрийского престола император Франц-Иосиф II, принимая в 1780 г. в Вене великого князя Павла, сына Екатерины II, и желая развлечь дорогого гостя, вспоминает об автомате и приказывает Кемпелену вновь продемонстрировать своего искусного механического игрока. Павел был покорен. Кемпелена приглашают в С.-Петербург. С этого момента начинается эпоха триумфальных турне «Турка» и подобных ему шахматных автоматов по городам Старого и Нового Света (см. таблицу).

Вольфганг фон Кемпелен был талантливым инженером: он спроектировал гидравлическую систему для работы фонтанов в Шёнбрунне (резиденции австрийских монархов), был автором системы каналов, соединяющих Будапешт с Адриатическим морем, а также разработал механический генератор речи, сыгравший немаловажную роль в изобретении телефона Александром Беллом.

Автомат Кемпелена не только играл в шахматы, но и отвечал на вопросы, указывая своей рукой на буквы, нанесенные на поверхности шахматного столика. После смерти фон Кемпелена хозяином «Турка» становится друг Бетховена — Иоганн Мёльцель. Многие подозревали, что автомат был мистификацией, но его автор и последующие владельцы делали все возможное, дабы подольше сохранить тайну. Его секреты не сумели разгадать даже члены французской Академии наук. Лишь в 1820 г. молодой английский ученый Роберт Уиллис (Robert Willis), будущий профессор математики Кембриджского университета, публикует свои догадки, приводя детальное объяснение устройства автомата. Но для публики остается открытым вопрос о том, как же все-таки умудрялся прятаться внутри маленького ящика взрослый человек. В 1834 г. один из тайных операторов-шахматистов «Турка», Жан-Франсуа Мурэ (1787—1837), во французском журнале Le Magazin раскрывает последний секрет. Окончательный удар по творению Кемпелена наносит в 1836 г. знаменитый писатель Эдгар Аллан По. На основе работы Р. Уиллиса и своего знакомства с «Турком» (декабрь 1835 г., Ричмонд, США) он пишет самый известный рассказ-разоблачение — «Maelzel?s Chess Player» («Шахматный игрок Мёльцеля»). А спустя семь десятилетий после игры с Бенджамином Франклином, 5 июля 1854 г., все в той же Филадельфии самый знаменитый шахматный автомат навсегда исчезает в пламени пожара. (В марте 2004 г., через 200 лет после смерти фон Кемпелена в музее Heinz Nixdorf Museum в Падерборне, Германия, была продемонстрирована современная реконструкция знаменитого «автомата»).

За два столетия были созданы три самых известных шахматных автомата:

  • «Турок» (Turk, 1769), Вольфганг фон Кемпелен (Wolfgang von Kempelen, 1734—1804),
  • «Аджиб» (Ajeeb, 1868), Чарльз Хоппер (Charles Hopper, 1825—1900),
  • «Мефистофель» (Mephisto, 1876), Чарльз Гумпель (Charles Gumpel, 1835—1921).

Помимо этого появлялись и различные копии-подражания: Морози в 1797 г. сделал шахматный «автомат» для Фердинанда III, герцога Тосканского, а Уолкер в 1827 г. создал The American Chessplayer Automaton («Американский шахматист»).

Соперниками автоматов в разные годы становились царствующие особы и известные политические деятели (Фридрих Великий, Екатерина II, Наполеон Бонапарт, Бенджамин Франклин, Теодор Рузвельт и др.). В роли их операторов выступали сильнейшие шахматисты мира (и это удавалось сохранять в тайне), такие как Исидор Гунсберг (Isidor Gunsberg, 1854—1930) и Гарри Нельсон Пильсбери (Harry Pillsbury, 1872—1906).

Все это довольно известные факты. Но, на мой взгляд, самым важным в этих первых попытках создания искусственного интеллекта была не популяризация механики и шахмат, а та перчатка, что была брошена ученым и инженерам, лучшим умам мира. И они достойно ответили на этот вызов. Во Франции в 1801 г., на промышленной выставке в Париже, Жозеф-Мари Жаккар (Joseph-Marie Jacquard, 1752—1834) демонстрирует знаменитый ткацкий станок (точнее, приспособление для выработки крупноузорчатых тканей), работающий на прообразе перфокарт. Несколько позже его модернизирует Жак де Вокансон. А летом 1822 г. уже в Англии Чарльз Бэббидж (Charles Babbage, 1791—1871) изобретает свой первый механический компьютер — Разностную машину (Difference Engine). Она стала провозвестником самого известного достижения Бэббиджа — Аналитической машины (Analytical Engine), замысел которой удалось реализовать лишь в годы Второй мировой войны, спустя семь десятилетий после смерти великого английского ученого. В 1820 г. (по другим данным, в 1821 г.) в Лондоне Чарльзу Бэббиджу довелось сыграть две партии с автоматом Кемпелена-Мельцеля. Обе он проиграл. Бэббидж согласился с теорией Уиллиса относительно того, что перед ним была искусная мистификация, но по-прежнему верил в возможность создания механического интеллекта. Поражения от «Турка» лишь укрепили его в этой мысли. Он форсирует свою работу, представляет план создания Разностной машины и получает научное признание — золотую медаль Британского астрономического общества. Более того, с 1828 по 1839 г. Чарльз Бэббидж был удостоен чести занимать кресло великого Исаака Ньютона — пост высшего профессора математики Кембриджского университета (Lucasian professor of Mathematics at Cambridge).

Итак, шахматные автоматы XVIII—XIX вв. на поверку оказались всего лишь хитроумно изготовленными куклами. Но чем же кукла отличается от автомата? Этим вопросом все настойчивей задавались современники искусственных шахматистов. Вдохновленный работами Бэббиджа, известный английский экономист Альфред Маршалл (Alfred Marshall, 1842—1924) в 1868 г. пишет статью «Ye Machine», где пытается объяснить работу человеческого мозга, приводя аналогии с механическими устройствами. Очевидно, что такие устройства могут быть пассивными (кукла) и активными (автомат). В 1874 г. Уильям Клиффорд (William Clifford, 1845—1879), близкий друг Маршалла, в своей работе «Тело и разум» («Body and Mind») идет еще дальше: «Различие между автоматом и куклой в том, что автомат действует сам, а кукла требует, чтобы ею управляли с помощью проводов или нитей... Мы являемся автоматами, поскольку передвигаемся сами и не хотим, чтобы нас кто-то тянул или подталкивал». Итак, по его словам, суть не только в аналогиях между мозгом и механическими вычислителями, мы сами являемся автоматами, а значит, разгадку мышления надо искать путем создания механического разума!

Чарльз Бэббидж

На этом пути еще предстояло покорить немало вершин. Одна из них — настоящая реализация механического шахматиста, пусть и в весьма упрощенной форме, была взята. В 1912 г. испанский инженер и математик Леонардо Торрес Кеведо (Leonardo Torres Quevedo, 1852—1936) создал электромагнитное устройство, разыгрывавшее вполне конкретное шахматное окончание: король и ладья против короля. Используемый алгоритм был не самый оптимальный, зато гарантированно давал мат сопернику из любой позиции. Кеведо назвал свое изобретение El Ajedrecista (по-испански «шахматист»). Впервые настоящий шахматный автомат демонстрировался на Всемирной выставке в Париже в 1914 г. Спустя шесть лет был реализован и модифицированный вариант автомата Кеведо. Подобно изобретателю «Турка», Торрес Кеведо был очень талантливым инженером и находил применение своим творческим возможностям в самых разных областях: в годы Первой мировой войны был автором военного дирижабля «Астра-Торрес», в 1916 г. разработал фуникулер для Ниагарского водопада, в 1920 г. создал автомат для решения алгебраических уравнений. В 1930-е гг. он возглавлял испанскую Академию наук в Мадриде. Будучи последователем идей Бэббиджа, в своей работе «Ensayos sobre automatica» (1914, «Эссе об автоматике») он описывает электромеханическую реализацию аналитической машины великого англичанина. Кеведо умер в тот самый год (1936), который стал переломным в воплощении идей Бэббиджа.

В 1951 г. на Всемирном конгрессе кибернетики в Париже сын изобретателя — Гонзалес — показывал работу автомата Норберту Винеру. Пытаясь сломить сопротивление неуступчивого автомата, Винер шутливо заметил, что хочет дать возможность классической механике в последний раз одержать верх над кибернетикой и современной физикой.

Итак, настало время вернуться к иску против Sperry Rand и рассказать о самом «темном» периоде зарождения электронных компьютеров, а также об истинной роли Норберта Винера, Алана Тьюринга и Джона фон Неймана в развитии искусственного интеллекта. Но об этом речь пойдет уже в следующей части статьи.

Продолжение следует.

952