12 лет назад 5 октября 2006 в 12:34 101

“Центральные суммирующие и множительные устройства должны быть цифровыми, как в обычном арифмометре, а не основываться на измерении, как в дифференциальном анализаторе Буша. Эти устройства, являющиеся, по существу, переключателями, должны состоять из электронных ламп, а не из зубчатых передач…”.

Когда-то давно, прочитав эти слова в одной умной книжке, я очень развеселился. Что, впрочем, неудивительно, ведь в то время я ничего не знал ни про дифференциальный анализатор Вэннивера Буша, ни про машину Чарльза Бэббиджа, ни про счетные устройства Лейбница и Паскаля, ни даже про абаки. А меня распирало от гордости за то, что я, в отличие от прочих смертных, имею счастье работать на персональной ЭВМ Robotron-1715 с двумя 5-дюймовыми дисководами для односторонних дискет емкостью 360 кб каждая и 64 кб (!) памяти. 

Если подходить к вопросу беспристрастно, то никакого отношения кибернетика ни к компьютерам, ни к электричеству не имеет. Ибо кибернетика – это наука об управлении. Но поскольку никто иной, как Норберт Винер – отец кибернетики – сформулировал принципы, легшие в основу ЭВМ первого поколения, то не рассказать про кибернетику, без которой вряд ли бы электронно-вычислительные машины завоевали мир, ну просто никак невозможно. Садитесь поудобнее, я начинаю.

В те давние-давние годы, когда цивилизованные народы мочили друг по дружке почем зря изо всех орудий главного калибра, а равно из среднего и малого, не брезговали также пулеметами, автоматами, винтовками и пистолетами, конечно, дело никак не могло обойтись без авиации. После того, как в 1940 году за пару месяцев немцы захватили почти всю Европу, Гитлер, наивный, предложил Англии почетный мир.

Англичане, понятное дело, мир отвергли, за что были изгнаны с Балкан и Крита. Но перед этим любимец публики и женщин – Герман Геринг – отутюжил Британские острова так, что многие лондонцы срочно стали приобретать дома в пригороде, так как были уверены, что дни Лондона сочтены (кстати, Геринг строго-настрого запретил своим асам бомбить Кембридж и Оксфорд – очень благородно).

И вот тогда один человек (его имя для истории компьютеров ценности не представляет) взялся улучшить устройство наведения английских зенитных орудий таким образом, чтобы стрельба по “Месерам” и “Штукам” была легка и эффективна. Но возникла одна проблема: в то время скорость самолетов уже была сопоставима со скоростью зенитного снаряда. И поэтому наводчик должен был целиться не в силуэт самолета, а немного перед ним, чтобы посылаемый снаряд попал в ту точку, в которой через секунду-другую окажется вражеский бомбовоз.

Но ведь летчик тоже не был дураком, а потому, подлетая к системам ПВО, самолеты выделывали всевозможные хитрые пике так, что было практически невозможно определить, в какой точке он окажется в следующую секунду – может, он будет лететь прямо, а может, заложит круто влево или вправо, поди угадай.

Вот тут-то и вспомнили про Норберта Винера.
Норберт Винер в тот момент имел тесный контакт с Вэннивером Бушем и много думал о создании вычислительных машин для решения дифференциальных уравнений в частных производных.

Но война есть война, и Винер с жаром принялся за проблему предсказания будущего, в смысле, будущего положения самолета. Для этого, в частности, задействовали анализатор В. Буша. Работая над этим заданием, Норберт Винер и его компаньон – Джулиан Бигелоу – пришли к выводу, что исключительно важным фактором в сознательной (да и вообще любой другой) деятельности служит явление, которое позднее получило название обратной связи.

Чтобы получше понять смысл этой самой обратной связи, а заодно и то, почему данная идея так сильно повлияла на компьютеризацию мира, следует продолжить рассмотрение такого мутного понятия, как энтропия.

Как мы уже с вами знаем, энтропия (от греч. – en – “в”, trope – “превращение”) характеризует меру превращения энергии в теплоту, а в этой ее форме равномерное распределение в системе (откуда возникла концепция тепловой смерти Вселенной).

Все это непонятно человеку к физике, скажем так, не очень близкому. Поэтому можно воспользоваться упрощенным определением, которое гласит, что энтропия – это мера беспорядка в системе. Любое управление, в конечном итоге, – это противодействие росту энтропии в системе.

Кибернетика – наука об управлении – утверждает, что в каждой кибернетической системе обязательно присутствуют следующие составляющие: цель управления, орган управления, объект управления, управляющее воздействие (сигналы, провоцирующие манипуляции над объектом управления в соответствии с целью), обратная связь (сигналы, возвращающиеся в мозг от объекта управления).

Ну, вот предположим, играете вы в “Тетрис”. Цель игры (и, стало быть, ваша цель управления) – не допустить переполнение стакана; орган управления – ваш мозг; объект управления – падающий в стакан виртуальный кирпич. Обратная связь осуществляется зрительно – вы просто видите местоположение объекта, его траекторию и рассчитываете место падения, которое наиболее полно отвечает цели управления. На начальных уровнях, когда скорость падения кирпичей невысока, вы достаточно эффективно рассчитываете точку падения и расположения кирпича, учитывая его положение и скорость в текущий момент времени.

Но вот от уровня к уровню скорость падения увеличивается, вы делаете все больше и больше ошибок, энтропия системы растет, растет, кирпичи ложатся все более и более “как попало”, и наконец – брык – стакан переполнен. Что же произошло с точки зрения кибернетики?

А произошло вот что. По мере увеличения скорости падения кирпичей, кибернетический цикл “управляющее воздействие – обратная связь – обработка информации” стал запаздывать, и после обработки информации о текущем положении кирпича мозг посылал новое управляющее воздействие, не учитывая, что за это время объект управления уже менял свое положение и находился в другой точке траектории, что приводило к постоянно растущей ошибке в управлении.

В какой-то момент мозг просто “захлебывался” от переизбытка информации и терял способность противодействовать росту энтропии. “А если такой прекрасный, но недостаточно быстрый человеческий мозг заменить каким-то более быстрым устройством обработки информации?” – подумали кибернетики. И все согласились, что чем больше ЭВМ на душу населения появится в мире, тем счастливее будет этот самый мир…

В 1947 году в своей книге, цитата из которой начинает данную статью, Норберт Винер написал следующее: “Те из нас, кто способствовал развитию новой науки – кибернетики, – находятся, мягко говоря, не в очень-то утешительном моральном положении. Эта новая наука ведет к техническим достижениям, создающим огромные возможности и для добра, и для зла. Мы можем передать наши знания только в окружающий нас мир, а это – мир Бельзена и Хиросимы.

Есть и такие, кто надеется, что польза от лучшего понимания человека и общества, которую дает эта новая отрасль науки, сможет предупредить и перевесить наше невольное содействие концентрации власти. Но я должен заявить, что надежда на такой исход очень слаба”. Эх, вечно эти ученые чего-нибудь выдумают, а потом…

Но! Мне повезло, и я стал свидетелем просто колоссального изменения мира, произошедшего благодаря использованию идей теории информации и кибернетики, а на моем домашнем столе сегодня красуется компьютер, о котором еще пятнадцать лет назад я даже и не мечтал.

Этот компьютер соединен воедино с миллионами точно таких же устройств во всем мире, и без этого научного факта я просто не мыслю сегодня свою деятельность, как, впрочем, и деятельность миллионов и миллионов обитателей планеты Земля. И будущее этой планеты зависит именно от этих самых миллионов, а не от поисков научной истины. Такие дела. “Так выпьем же за кибернетику…”.

Дмитрий Румянцев

Никто не прокомментировал материал. Есть мысли?