Об ИИ без мифов. Путеводитель по истории Искусственного Интеллекта

Дуэты обычны в исполнительском искусстве, их меньше в литературе, и совсем уж редки они в науке, если они и встречаются, то это скорее совместное использование двух имен, не связанное с общим творчеством. Двойные имена несут открытия или изобретения, сделанные одновременно, например, закон Бойля – Мариотта. Случается, что имена двух людей связывает не сотрудничество, а наоборот – многолетнее противостояние, как в случае Роберта Гука и Исаака Ньютона. Исключение являет собой творческий союз Уоррена Мак-Каллока (Warren McCulloch, 1898–1969), и Уолтера Питтса (Walter Pitts, 1923–1969), двух удивительных, почти позабытых персонажей, невероятно значимых для современности. Каждый из них обладал собственным даром, а синергия двух талантов стала фундаментом тех современных систем AI, где используются нейронные сети и машинное обучение. В истории науки имена Уоррена Мак-Каллока и Уолтера Питтса неразрывно связаны, они основатели коннекционизма, в этом они оказались настолько неразделимы, что о них говорят не иначе как о «дуэте Мак-Каллока и Питтса», или просто MCP.

Мятежный гений

Современники называли Уоррена Мак-Каллока «человеком эпохи Возрождения» (Renaissance man). Он был одним из последних представителей исчезнувшего племени универсальных гениев-полиматов, о нем было сказано: «Этот человек, способен сделать все что угодно, если захочет». В Сети доступна запись его интервью, сделанного канадским телевидением в 1969 году, незадолго до его кончины, она дает возможность воочию увидеть облик Мак-Каллока, его благородство и умение говорить. Писатель Тара Абрахам, автор посвященной Мак-Каллоку книги с весьма символическим названием «Мятежный гений» (Rebel Genius) видит в нем философа, поэта, невролога, нейрофизиолога, нейропсихиатра и кибернетика. Наряду с качествами ученого, она отмечает его уникальную харизму и редкую способность объединять единомышленников и создавать творческую атмосферу. Для таких людей в английском есть специальное слово collaborator (его иногда ошибочно переводят как коллаборационист, хотя по-английски это collaborationist). Коллаборатор же – это тот, кто создает условия для совместного творчества, то есть для коллаборации. Особенно ярко эта черта натуры Мак-Каллока проявилось в процессе организации конференций Мэйси, вошедших в историю науки как место, где родилась кибернетика.

Профессиональная жизнь Мак-Каллока делится на три периода:

• По окончании университета в 1923 году он работал в госпитале, с 1934 года продолжил свои исследования в лаборатории нейрофизиологии Йельского университета и с 1941 года на факультете психиатрии Иллинойского университета в Чикаго.

• Параллельно с работой в университете в период с 1943 по 1953 Мак-Каллок был занят подготовкой масштабных научных встреч, вошедших в историю науки как «Кибернетические конференции Мэйси», там были выработаны существующие поныне подходы к кибернетике.

• В последние пятнадцать лет жизни работал в МТИ, сначала совместно с Норбертом Винером, но по ряду причин ему пришлись продолжить свои исследования в области физики нейронных сетей в MIT Research Laboratory of Electronics (RLE).

Уоррен Мак-Каллок выходец из состоятельной религиозной семьи квакеров-первопоселенцев, следуя семейной традиции, он в юные годы готовил себя к карьере священника и поступил в соответствующий этому выбору Квакерский колледж. Осуществлению этих намерений помешала Первая Мировая Война, Уоррен записался во флот добровольцем, хотя поучаствовать в сражениях ему не довелось, но служба серьезно повлияла на его взгляды на жизнь и в даже на некоторые профессиональные взгляды. По окончании войны он покончил с богословием и поступил в Йельский университет, входящий в Лигу плюща, так называют неформальное объединение университетов на северо-востоке США за побеги плюща, которые обвивают их старинные здания. Вскоре после начала учебы на философском факультете вектор интересов Мак-Каллока изменил свое направление: он погрузился в труды Декарта, Лейбница и Канта, а потом область интересов сместилась в сторону нейрофизиологии, об этом чуть ниже. Изменению интересов в немалой степени способствовала, как это ни покажется странным, работа сигнальщиком на корабле. Напомним, что до появления радиосвязи на флоте использовалась семафорная азбука, где каждой букве соответствуют определенное положение рук сигнальщика с флажками. Выступая в роли ретранслятора на прием и передачу, Мак-Каллок убедился в ненадежности используемой на флоте централизованной системы связи, где флагман принимал сигналы с одних кораблей и далее транслировал их на другие. Удивительно, но возникшая тогда идея создания надежных децентрализованных систем из ненадежных компонентов, прослеживается в работах на протяжении всей его последующей деятельности.

Еще на выбор пути в немалой степени повлиял поставленный в юности вопрос, ответа на который он искал почти полвека: «Что такое число, которое может знать человек, и что такое человек, который может знать число?» (What is a number that a man may know it and a man that he may know a number?) Именно в такой далеко не простой форме юный Мак-Каллок озадачил преподавателя философии в Квакерском колледже. Пораженный глубиной вопроса, учитель сказал, что для ответа на него не хватит и трех жизней. Но Мак-Каллоку хватило одной, в 1960 году он прочитал лекцию в Институте общей семантики (The Institute of General Semantics), в название которой был вынесен тот же вопрос и был дан ответ на него. Текст лекции тогда же был опубликован в ежегоднике этого института, его несложно найти в Сети.

Упрощая и переводя на современную лексику, вопрос Мак-Каллока можно переформулировать следующим образом: «Как соотносятся человеческий разум и доступные ему данные?» Это, возможно, один из ключевых вопросов для понимания различия между интеллектом человека и AI, поскольку они обладают качественно разными способностями при работе с данными. Преимущество человеческого интеллекта – в способности делать логические выводы и решать стоящие перед ним проблемы в условиях неопределенности, ограниченного и порой неполного объема данных. Ему помогает предшествующий опыт, интуиция, наблюдательность. Но человеческий интеллект слаб при работе с большими объемами данных, он попросту не подготовлен к этому виду деятельности в процессе эволюции. И напротив, примитивный механистичный AI, снабженный необходимыми алгоритмами, используя серьезные вычислительные ресурсы, успешно справляется с извлечением полезных данных из колоссальных объемов, но ни к какому творчеству не приспособлен. Интеллектуальный потенциал машины сводится к способности перемалывать огромные массивы данных, извлекая полезную информацию, это качество оказалось востребовано с возникновением проблемы Больших данных.

Такая трактовка отношения «разум-данные» служит ключом к пониманию различия в двух намеченных Аланом Тьюрингом альтернативных подходов к AI – имитирующего человеческий мозг «сверху-вниз» и чисто машинного «снизу-вверх». Врожденная слабость первого заключается в том, что машина не обладает творческим началом, у нее нет интуиции – отсюда вывод, не следует возлагать надежды на решение средствами AI тех задач, на которые способен человек. И напротив, беспредельные перспективы развития второго подхода обеспечены неограниченной мощностью машин, их способностью механически перемалывать данные. Она не имеет пределов, поэтому компьютеры могут быть мощнейшим инструментом, поддерживающим творческий потенциал человека.

Интерес к изучению работы мозга Мак-Каллока пробудило чтение в студенческие годы тех трудов Декарта, которые не входят в классические университетские программы по философии. В них Декарт рассуждает о мозге, как о системе, состоящей из нервных волокон в виде гидравлических трубочек, движением жидкости по которым управляют мышцы, открывающие или закрывающие клапаны. Это, возможно, самая первая «нейронная» модель мозга с обратными связями. Возникший интерес к работе мозга побудил Мак-Каллока к поступлению в магистратуру Медицинского и хирургического колледжа в Нью-Йорке, но там он был разочарован, оказалось, что медики сосредоточены исключительно на физиологии и оставляют в стороне логику работы мозга и его системную организацию. В ответ на выраженное им сомнение в единственности такого подхода, он получил упрек в противоестественном, с точки зрения медиков, желании применить математические подходы к живому мозгу.

На дальнейшее становление Мак-Каллока как самостоятельного ученого неожиданным образом положительно повлияла Великая депрессия, она заставила его встать на землю, отвлечься от философских исследований, задуматься о хлебе насущном и перейти к более практическим оплачиваемым занятиям нейрофизиологией. С 1934 по 1941 год Мак-Каллок работал в Йельской Медицинской школе, где ему невероятно повезло, там он получил возможность сотрудничать с Дюссером де Баренном (1885–1940), голландским нейропсихиатром, который с 1930 года руководил лабораторией нейрофизиологии в Йеле. Де Баренн исследовал функции коры головного мозга, что особенно привлекало Мак-Каллока, к тому же их обоих объединяла этническая общность – Мак-Каллок был полушотландец, полуголландец и испытывал привязанность к Голландии как родине своих предков.

Под руководством де Баренна Мак-Каллок изучал нейроанатомию и параллельно с философских позиций размышлял о логических операциях, выполняемых мозгом. В то время в Йеле проводились семинары, предметом которых были сходные вопросы, на них Мак-Каллок узнал о работах Тьюринга с описанием универсальной машины, об «Основаниях математики» Рассела и о том, как в них рассматриваются эти вопросы. Все это способствовало усилению интереса к логике работы мозга, поэтому он продолжил свои исследования связей в нейронных сетях.

На научном ранчо

В те же годы супруги Мак-Каллок купили ранчо поблизости от популярного летнего курорта Олд-Лайм в штате Коннектикут, особое своеобразие этому городку придавала расположившаяся здесь в конце XIX века богемная колония американских художников-импрессионистов. В этом характерном своими легкими нравами месте Мак-Каллок с женой создали не имевшую аналогов научную коммуну, где в окружении полудюжины единомышленников они вели открытый, но при этом ориентированный на занятия наукой образ жизни. На ранчо сложилась атмосфера творческой лаборатории, опыт ее создания помог Мак-Каллоку в будущем стать организатором кибернетических конференций Мэйси. Нравы, царившие в коммуне, был достаточно свободными, что несвойственно довоенной Америке, в известной мере Мак-Каллок и его коллеги своим бражничеством опередили следующее поколение, названное битниками, с тем отличием, что для битников главным делом была свободная литература и, прежде всего поэзия, а для обитателей ранчо свободные размышления о работе мозга. Внешний облик Мак-Каллока соответствовал его стилю жизни – самоуверенный сероглазый красавец с нестриженой бородой, не выпускающий изо рта сигарету, этакий философ-поэт, живущий на виски и мороженом, ложившийся спать не раньше 4 часов утра. Тогда его впервые назвали мятежником за стремление нарушить все сложившиеся границы приличий, которое он сохранил на всю жизнь. Одновременно учась и обучая, Мак-Каллок стал знатоком философии, психологии, нейропсихологии и нейропсихиатрии, но этого мало, он не желал признавать их раздельного существования. Это желание приведет его к организации кибернетических конференций, о них речь позже в этой главе.

О своеобразии нравов в окружении Мак-Каллока рассказал один из обитателей коммуны и соратник в будущем Джери Литтвин (Jerome Lettvin,1920–2011), кстати, и он из семьи эмигрантов из России. В момент, когда он с подругой по заведенной на ранчо традиции купался нагишом в соседнем пруду, к нему подошел строгого вида джентльмен, спросил дорогу к дому профессора Мак-Каллока и при этом высказал свое неодобрение этой вольностью. Каково же было взаимное удивление, когда они вторично встретились: приезжий оказался крупным британским ученым, приехавшим специально на семинар Мак-Каллока. Он рассчитывал на встречу в академических традициях, но все, с чем британский профессор столкнулся на ранчо, ужасно фрустрировало его. Возвратившись на родину он не смог не поделиться своими впечатлениями.

Работа в Чикагском университете

Внешняя несерьезность «фермерского семинара» не помешала стать этому собранию стартовой точкой в карьере нескольких крупных ученых, а его организатору накопить багаж знаний, позволивший поступить на работу в Нейропсихологический институт при Иллинойском университете (Чикаго), где он провел более десяти лет с 1941 по 1952 год. Выбор в пользу этого места был неслучаен, здесь трудился Николай Петрович Рашевский, который в 1938 году опубликовал первую в мире книгу по математической биофизике. Она так и назвалась: «Математическая биофизика: Физико-математические основы биологии» (Mathematical Biophysics: Physico-Mathematical Foundations of Biology). В 1947 Рашевский выпустил еще и книгу по математической социологии «Математическая теория человеческих отношений» (Mathematical Theory of Human Relations). Важнейшим достижением группы Рашевского стала концепция, допускающая возможность моделирования сознания на гипотетической машине, построенной на основе нейронной сети. Придя сюда, Мак-Каллок нашел не только научного руководителя в лице Рашевского, но и верного соратника и друга на долгие годы в лице Уолтера Питтса.

Мак-Каллок стремился к изучению нейронных механизмов, лежащих в основе мышления, и к описанию их математическим языком. В отличие от биологов, сосредоточенных на исследовании природных механизмов нейронных сетей, его привлекал более абстрактный ментальный аспект, а конечной целью стало создание точной науки о разуме. Ему одному это не было по силам, поэтому намеревался создать объединенную общей идеей группу мыслителей. Он начал создание неформального коллектива через несколько лет, пригласив к участию математиков, нейробиологов и инженеров – среди них были Норберт Винер, Джон фон Нейман, Клод Шэннон, а также другие известные ученые. Из этого начинания в последующем выросли кибернетические конференции Мэйси. Претензии Мак-Каллока на роль основоположника-объединителя соответствовали его необычайному дару к организации коллективной работы: по отзывам современников, он был великолепным оратором, но при этом мог оставаться в тени, мог очаровывать собеседников, своим неординарным видением мира он был способен привлечь к себе всех – ученых, спонсоров и учеников.

Вундеркинд из трущоб, ставший лучшим учеником Винера

Уолтер Питтс, верный соратник Мак-Каллока со временем стал ближайшим учеником Норберта Винера, написавшего книгу мемуаров «Бывший вундеркинд». Вундеркиндом, как и Винер, был Питтс, он тоже в раннем возрасте проявил выдающиеся умственные способности, но их происхождение и судьбы имеют мало общего. Благополучная семья Винера, прежде всего отец, приложила максимум усилий для раскрытия дарования сына-самородка, а нищенская семья Питтса, и в данном случае тоже прежде всего отец, стремились к обратному.

Питтс выходец из детройтского дна, неблагополучие среды, где он родился и провел детство и раннюю юность, усилилось последствиями Великой депрессии. Ребенок-интроверт с задатками математического гения, подвергался буллингу и в своей полубандитской семье, и на улице. Спасаясь, он нашел себе убежище от окружающего в стенах на редкость богатой местной библиотеки, где он самостоятельно осваивал греческий, латынь и математику. Невозможно поверить, но в 1935 году юный Питтс самостоятельно добрался до трехтомника Бертрана Рассела и Альфреда Уайтхеда «Основания математики» (Principia Mathematica), уникального издания объемом почти 2000 страниц, увидевшего свет в 1910–1913 гг., и это определило всю его последующую жизнь.

«Основания математики» считаются одним из самых важных сочинений по математике и выдающимся вкладом в интеллектуальный багаж минувшего столетия. Как осознать тот факт, что этот фундаментальный труд 12-летний мальчик освоил за 3 (три!) дня, мало того, он обнаружил в нем несколько существенных авторских ошибок? Не усомнившись в себе, юный Уолтер счел необходимым уведомить о найденных ошибка самого Рассела и, бывает же, он получил ответ великого ученого, содержавший помимо благодарности за проявленное внимание еще и персональное приглашение на учебу в магистратуре Кембриджского университета под его руководством. Предложение, рассчитанное, как минимум, на бакалавра было сделано подростку, не имевшему математического образования. Мог ли Рассел предположить возраст, уровень образования автора письма и его материальные возможности? По понятным причинам поехать в Англию Питтс не смог, однако очная встреча с великим ученым все же состоялась, причем всего через три года, во время визита Рассела в Чикагский университет, куда он был приглашен для чтения курса лекций. Юный Питтс, узнав о лекциях, не мог не воспользоваться выпавшей ему удачей, он сбежал из дома, как оказалось, навсегда.

В Чикаго он поселился в ночлежке, обеспечивая свое существование случайными заработками, его внешний вид удивил и заинтересовал Рассела. Войдя в обстоятельства беглеца и осознав сложность его ситуации, Рассел познакомил Питтса с философом и логиком Рудольфом Карнапом, незадолго до этого эмигрировавшим из Австрии. Такое участие Рассела в его судьбе позволило пятнадцатилетнему Питтсу получить работу и открыло возможность для посещения занятия в Чикагском университете, но, главное, он попал в нужную ему среду, где обрел необходимый круг знакомств. Сначала он подружился с одним из первых специалистов в области математической биологии Алстоном Хаусхолдером, входившим в группу Николая Рашевского, а далее развернулась цепочка контактов, в конечном итоге приведшая Питтса к Мак-Каллоку. Можно представить себе эту необычную встречу, это готовый сюжет для кино – состоявшийся респектабельный 42-летний ученый и бомжеватого вида пятнадцатилетний подросток со странной челкой и в толстых очках. Их свел Джером Литтвин, давний знакомый Мак-Каллока, в последующем он станет верным спутником обоих.

Двух людей, разделенных двадцатипятилетней возрастной и колоссальной социальной дистанцией, потянуло друг другу как магниты. С первых минут знакомства и на годы вперед их объединило стремление найти логические закономерности работы сознания. Мак-Каллок рассказал, что его к этому подвигло изучение алгебры логики, которое он нашел в «Основаниях математики». Он изложил свое представление о том, как можно построить искусственную нейронную сеть и реализовать на ней логические операции. Этой короткой вводной и общей любви к «Основаниям математики» оказалось достаточно, для того, чтобы в тот же вечер новообретенные друзья-коллеги смогли приступить к проблеме моделирования мозга на основе нейронных сетей. Дуэт нейрофизиолога и математика сложился мгновенно. К сожалению, единению душ немало способствовала общая для обоих слабость – пристрастие к виски, сопровождавшее их всю жизнь и сыгравшее особенно роковую роль в судьбе Питтса.

Стоило Мак-Каллоку единожды изложить суть своих взглядов, как Питтс осознал, какой именно математический аппарат следует использовать для поддержки этих идей, в последующем сделанный мгновенно выбор стал фундаментом совместной работы. Мак-Каллок немедленно предложил ему переехать в семейный дом в пригороде Чикаго, существовавший по традициям, заложенным на ранчо в Олд-Лайме. Здесь собиралось пестрое общество поэтов, психологов, политиков с радикальными убеждениями, стоявших на позициях испанских республиканцев (в это время шла Гражданская война в Испании). Питтс попал в нужное место, здесь он получил все, о чем он мог только мечтать. А когда гости расходились, двое уединялись с бутылкой виски и предавались размышлениям о нейронной модели мозга.

Питтс обрел в Мак-Каллоке то, чего ему не хватало – личное приятие, дружбу и даже в каком-то смысле отца, которого у него, по сути, никогда не было, а Мак-Каллок нашел в юноше родственную ему душу. Пораженный случившимся, Мак-Каллок писал: «Я бы хотел, чтобы он остался со мной навсегда». Питтс прожил в доме Мак-Каллока около двух лет, ставших периодом плодотворной совместной работы, их знания удачно взаимно дополняли друг друга. Мак-Каллок еще до встречи с Питтсом имел возможность ознакомиться с описанием универсальной машины Тьюринга, которое укрепило его в мысли о возможности создания нейронной математической модели мозгла, но не будучи математиком, он не знал, каким математическими аппаратом следует воспользоваться. Пришедший ему на помощь Питтс нашел решение, он создал аппарат для математической модели мозга. Совместно им удалось показать, что нейронная сеть может выполнять те же действия, что и гипотетическая машина Тьюринга.

Как и остальным первопроходцам AI, в амбициях дуэту MCP не откажешь, Мак-Каллок вскоре заявил в своем выступлении: «Впервые в истории науки мы можем сказать, что знаем, как устроено наше знание», ни мало ни много!. Созданную ими теорию Мак-Каллок и Питтс опубликовали в работе «Логическое исчисление идей, относящихся к нервной активности» (A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity, 1943). В статье показано то, как нейроны могут быть связаны друг с другом, следуя законам формальной логики, и то, как посредством этих связей выстраиваются сложнейшие мыслительные цепочки.

Итогом этого периода деятельности MCP стала формальная модель нейронных сетей, ими было установлено, что нейронные сети способны выполнять логические и другие операции, реализуемые дискретными устройствами, прежде всего компьютерами. Этот вывод связал нейронные сети с компьютерами и стал нейронным фундаментом для искусственных нейронных сетей (ANN, Artificial Neural Netwock) и направления в AI, получившего название коннекционизм.

Удачливый в налаживании научных контактов Литтвин повторил свой успех в деле знакомств, представив Питтса Норберту Винеру, а тот немедленно пригласил талантливого юношу к себе на работу. Благожелательное отношение со стороны нового патрона позволило Питтсу обрести соответствующий социальный статус – он занял позицию магистра в МТИ и получил систематическую занятость под руководством великого математика. Винер пребывал от него восторге, он писал: «Без сомнений, это самый сильный молодой ученый из встреченных мной. Я не буду удивлен, если он покажет себя как один из двух-трех наиболее значительных ученых своего поколения, причем не только в Америке, но и во всем мире». Осенью 1943 года Питтс поселился в Кембридже, районе Бостона, непосредственно примыкающем к МТИ.

Винер предполагал, что Питтс способен создать более реалистичную статистическую модель мозга с возможностью масштабирования до сотен миллиардов нейронов и к тому же пригодную к обучению. Для материализации таких моделей требовались компьютеры, поэтому Винер, в свою очередь, в 1945 году он познакомил Питтса с Джоном фон Нейманом, позже последний тоже вспоминал о сильном впечатлении, произведенным на него юным дарованием. В результате этой и других встреч сформировалась группа будущих отцов-основателей кибернетики в составе Винер, фон Нейман, Мак-Каллок, Литтвин и Питтс. Невероятно, но в этой когорте признанных гениев, куда вошли мировые светила, двадцатидвухлетний Питтс выделялся не только умом, но и эрудицией. Мак-Каллок писал: «Никто из нас и подумать не мог о публикации статьи без его одобрения и корректив. Он, без сомнения, был неформальным лидером нашей группы». Литтвин, со своей стороны, дал следующую характеристику: «Он обладал несравненной эрудицией в химии, физике, истории, ботанике. <…> В ответ на любой заданный вопрос он давал развернутый текст. Весь мир представлялся ему связанным сложным и необычным способом».

При всем желании невозможно зрительно представить себе Питтса руководящим Винером и фон Нейманом. Высочайшую оценку таланту Питтса давали многие, в том числе его первый научный руководитель Рудольф Карнап: «Он остался в моей памяти самым универсальным ученым из всех встреченных мной. Он мог говорить с равным успехом о химии красителей, о биологии млекопитающих, о травах, грибах и птицах Новой Англии. Он знал нейроанатомию и нейрофизиологию по первоисточникам, для этого он изучил греческий, латынь, итальянский, португальский. При этом мог ремонтировать электрические приборы, заниматься сваркой, чинить проводку и радио. За свою долгую жизнь я не видел человека, в котором бы так сочетались эрудиция и практические умения».

В 1946 году двадцатитрехлетний Питтс уже преподавал в МТИ математическую логику и работал вместе с Винером над статистической моделью мозга. Его целью было создание трехмерных статистических нейронных сетей. По мнению коллег, назвать эту задачу амбициозной значило ничего не сказать, но, зная потенциал Питтса, никто не выразил сомнения в его способности решить ее. В 1954 году журнал Fortune составил список 20 выдающихся ученых не старше 40 лет. Его возглавили биолог Джеймс Уотсон, будущий лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года за открытие структуры молекулы ДНК, Клод Шеннон, математик, создатель основ статистической теории информации, и в нем стоял Уолтер Питтс. Трагично, что, попав в эту звездную компанию, он в ней не удержался, выходцу из трущоб не суждено было достичь академических высот.

На пути к кибернетике

Статья «Логическое исчисление идей, относящихся к мозговой активности» (A logical of the ideas immanent in nervous activity, 1943) стала поворотным моментом в деятельности дуэта Мак-Каллок и Питтс. Не только потому, что младший его участник в том же году зажил автономной жизнью сотрудника МТИ в лаборатории Норберта Винера, но и потому, что оказался достигнут некоторый барьер, дальнейшее изучение деятельности мозга требовало иных подходов. В последующем оказалось, что исследования нейронных сетей Мак-Каллока и Питтса важны не столько для нейрофизиологии и биофизики, сколько для создания существенно менее сложных и полностью формальных искусственных нейронных сетей (ANN), они стали теоретической основой коннекционизма. Мак-Каллок и Питтс стремились к более глубокому познанию тайн мозга, понимая, что реальный биологический мозг устроен намного сложнее, чем любые умозрительные модели, размышляя в этом направлении, они в конечном итоге пришли к кибернетике.

Непосредственный импульс для движения в направлении к кибернетике Мак-Каллок и Питтс в очередной раз получили от Джефри Литтвина, исследовавшего механизм зрения лягушки; он работал в МТИ совместно с чилийским биологом Умберто Матураной (Humberto Maturana,1928–2021). В последующем Матурана стал выдающимся кибернетиком, одним из авторов концепции аутопоэзиса, постулирующей, что способностью к самовоспроизводству, или репликации (аутопоэзису по-гречески) обладают только живые существа, в том числе человек. Только биологические создания могут порождать себе подобных, в природе нет разделения на производителя и произведенный продукт, как в искусственно созданных системах, в том числе и системах с AI. Понимание этой концепции имеет значение для тех, кто пытается рассуждать о Сильном или Общем AI. Теория Литтвина и Матураны, столь сильно повлиявшая на дуэт MCP, была изложена в статье «Что глаза лягушки говорят мозгу лягушки» (What the Frog's Eye Tells the Frog's Brain).

О кибернетике

Прежде чем перейти к рассказу о роли, сыгранной Мак-Каллоком в становлении кибернетики, несколько уточняющих слов о ней, поскольку нет научного направления с худшим определением, чем это. Проблему определения кибернетики иллюстрирует такой анекдот: «Перед казнью троим приговоренным предлагают исполнять их последнее желание. Верующий просит пригласить священника, профессор кибернетики – предоставить ему возможность дать еще одно свое определение этому предмету, а его ученик оказался хитрее всех – он попросил казнить его после учителя, чтобы суметь послушать это определение».

Нередко кибернетику, особенно в русскоязычной литературе, называют наукой об общих законах управления в машинах и живых организмах и ее возникновение связывают с необходимостью создания сложных систем автоматического управления. Это определение имеет право на существование, но при этом надо учитывать, что оно относится лишь одному из разделов кибернетики – к теории автоматического управления (ТАУ), к этой теории не сводится вся кибернетика, она использует кибернетический подход наравне с психологией, биологией и другими науки.

А собственно кибернетика с науковедческой точки зрения и вовсе не наука, ней нет таких обязательных атрибутов науки как предмет, теория и гипотеза, метод и факты. По существу кибернетика – это междисциплинарный или даже внедисциплинарный подход к любым управляемым и служащим какой-то определенной цели сложным системам – к их структурам, ограничениям и возможностям. Подобного рода системы невозможно описать только через свойства отдельных элементов, а лишь с учетом их взаимосвязей. Множество элементов таких управляемых систем объединяется в единую систему посредством обратных связей, так принято говорить в кибернетике, или круговой причинностью, как называют эти связи в близкой по смыслу Общей теории систем, разработанной Людвигом фон Берталанфи (Ludwig von Bertalanffy, 1901–1972).

Кибернетика возникла в конце 40-х – начале 50-х годов в США в ответ на сложившиеся запросы со стороны разных дисциплин, столкнувшихся с системными сложностями, а местом своего появления на свет она обязана тому, что собственный научный потенциал этой страны был существенно усилен лучшими умами, успевшими эмигрировать из Европы. На возникновение кумулятивного эффекта, приведшего к появлению кибернетики, повлияло и то обстоятельство, что гении-эмигранты поселились компактно на ограниченном пространстве нескольких научных центров Восточного побережья США. Здесь накопилась необходимая критическая масса, возникла цепная реакция и произошел интеллектуальный взрыв. Он выразился в том, что математики, биологи, социологи, лингвисты, психологи и психофизиологии независимо друг от друга, но тем не менее синхронно по времени, пришли к выводу о необходимости системного переосмысления происходящего в их предметных областях. Физиков, химиков и представителей других естественных наук среди них не было, они были отвлечены созданием ядерного оружия и решением других военных задач.

Кибернетические конференции Мэйси

Центром кристаллизации, местом, где можно было обсудить общие вопросы, волнующие представителей разных научных направлений, стали ежегодные конференции, вошедшие в историю науки как Кибернетические конференции Мэйси (Macy cybernetics conferences). Эти конференции были частью более широкой программы конференций, спонсированных филантропическим фондом Josiah Macy Jr. Foundation с 1930 по 1960 год. Кибернетические конференции проходили в Нью-Йорке ежегодно с 1946 по 1953 год, их главным организатором, бессменным модератором и душой был Уоррен Мак-Каллок с его выдающимися способностями выступать в своем качестве collaborator. Подготовительная встреча, предшественница будущих конференций, состоялась в мае 1942 года, ее организаторами стали Уоррен Мак-Каллок, Артуро Розенблют, Грегори Бэйтсон, Маргарет Мид и Франк Розенблатт. По первоначальному замыслу они ставили своей целью объединение людей разных специальностей, в том числе инженеров, биологов, антропологов и психологов, в одну творческую группу для совместных исследований, связанных с работой мозга. В какой-то мере они предвосхитили Дартмутский семинар, но их замысел этой группы был гораздо шире и отличался, скажем так, опорой на науку. Вторая мировая война воспрепятствовала немедленному продолжению начинания, однако на время вынужденного затишья Мак-Каллок сумел сохранить энтузиазм с тем, чтобы вернуться к организации конференции. Он возглавлял конференцию на протяжении девяти лет, чем заслужил звание вечного президента конференций Мэйси. В обновленном составе оргкомитета доминировали Норберт Винер, Джон фон Нейман, Уолтер Питтс и другие математики, это математическое лобби естественным образом сместило акценты, в результате чего лингвисты и другие гуманитарии оказались на периферии. Психолог Грегори Бейтсон с грустью заметил по этому поводу: «Никто из нас, занятых социальными дисциплинами не пройдет по критериям Питтса еще лет 30».

Тем не менее консенсус, пусть и неполный, был достигнут, состоялось девять встреч, первая из них называлась «Механизмы обратной связи в биологии и социальных науках», заметим ни о каких системах автоматизированного управления тогда речи не шло. Деятельность неформального объединения ученых в конечном итоге привела к созданию кибернетики как символа этого консенсуса. Большинство участников конференций вошло в историю науки, среди них фигурами первой величины, конечно же, были Норберт Винер, Джон фон Нейман и Грегори Бэйтсон. Первый был сосредоточен на вопросах управления в искусственных и естественных живых системах, но он смотрел и дальше, на механизмы управления в более широком свете, в том числе и на управление в социальной сфере. Фон Нейман обладал фантастически широким кругом интересов, его увлекали и процессы, протекающие в человеческом мозге. Под влиянием идей Тьюринга он считал возможным описание работы мозга на языке формальной логики, а близость к работам Джона Моукли и Преспера Эккерта по созданию ENIAC позволила открыть участникам конференции сходство между компьютером и мозгом. Бэйтсон же первым распространил системное мышление на семейную терапию, разработал кибернетическую модель алкоголизма и шизофрении.

На конференции с самого начала не было полного единства взглядов, естественным образом участники разделились на три группы по интересам. Как следствие главный продукт конференций – все то, что в последующем стали называть кибернетикой, не сложилось как нечто единое, а современное представление о кибернетике с тех пор сохраняет наследие этого деления, что серьезно затрудняет возможность дать определение тому, что она собой представляет.

В первую группу, лидером которой был Мак-Каллок, входили те, кто стремился раскрыть нейромеханизмы, лежащие в основе психических явлений, и описать их на ясном математическом языке. Их намерение заключалось в создании точной науки о разуме. И хотя их подход имел отчасти механистический характер и концентрировался на общих для животных и машин паттернах, он содержал множество новаторских идей, которые оказали громадное влияние на последующие системные концепции ментальных явлений. Вторая, скажем так, винеровская группа объединила математиков и инженеров. Их работа была тесно связана с военными исследованиями, касающимися проблемы обнаружения и уничтожения самолетов противника, она, в отличие от других, щедро финансировалась военными. Наконец, третью группу составили представители гуманитарного направления, они объединились вокруг Грегори Бэйтсона и Маргарет Мид. После 1953 года перечисленные выше три группы пошли своим несхожими путями, сохраняя, однако, приверженность общему выработанному принципу: «Кибернетика – это междисплинарный подход, используемый для исследования регулируемых систем, включая их структуры, ограничения и возможности». Повторим, единой науки «кибернетики» как таковой нет, но есть общая методология для разных направлений. Любые попытки связать кибернетику с какой-то определенной наукой, как это часто делается в отечественных источниках, несостоятельны.

Одной из причин распада кибернетического сообщества, так или иначе сложившегося за 9 встреч, и тот факт, что кибернетика не сформировалась как наука, стало то, что ее признанный лидер Винер не выдержал испытания медными трубами. После выхода в 1948 году «Кибернетики» на него обрушился немыслимый поток почестей и восхвалений. Его слава вышла далеко за пределы академической среды. О Винере писали все издания – от массовых до элитарных, книга была в числе бестселлеров, конкурируя по тиражам с комиксами и любовными романами. Признаком хорошего тона стало иметь ее дома, хотя с уверенностью можно сказать, что содержание книги было большинству недоступно. Позже, когда просвещенная часть человечества выберет на роль кумира английского астрофизика Стивена Хокинга, это своеобразие в общественном умонастроении стали так и называть «эффектом Хокинга». А в 1950 году далекий от науки писатель Джеймс Болдуин назвал эту кампанию «кибернетическим сумасшествием» (The Cybernetics Craze). Массы уверовали в чудо, способное создать искусственный разум. Через десять лет те же самые общественные заблуждения, та же жажда чуда возведут на пьедестал славы Минского и Маккарти, но они сделали все возможное, чтобы возвести «берлинскую стену» между кибернетикой и AI.

Военные-прагматики увидели в кибернетике перспективы для создания новых систем вооружения, прежде всего систем для управления зенитными ракетами. И тут случилось неожиданное, в отличие от будущих отцов AI, Винер не пожелал пойти на активное сотрудничество с военными, он был убежденным пацифистом и гуманистом. Публичная демонстрация такого рода взглядов в эпоху маккартизма не поощрялась и уже к 1952 году Винера заметно отодвинули в сторону и к нему вернулся статус чудаковатого профессора, интересы которого ограничены стенами МТИ. Технические кибернетические решения военные взяли под свое крыло, а другие направления не получили существенной материальной поддержки.

Период МТИ

В этом же 1952 году и Мак-Каллок перешел в МТИ, где в то время работал Питтс и, казалось бы, виделось возможным создание тройственного союза Винер-Мак-Каллок-Питтс, он мог одарить человечество новыми достижениями в кибернетики. К несчастью, ничего подобного не случилось, не прошло и нескольких месяцев, как отношения между Винером с одной стороны и Мак-Каллоком и Питтсом с другой были разорваны, причем нелепо и навечно. Здесь стоит разделить причину и повод конфликта. Причина, скорее всего, состоит в том, что Винер, уверовавший в свое величие, потерял способность принимать иную точку зрения, чем свою. А поводом – грандиозный скандал, устроенный госпожой Винер, желавшей быть первой леди МТИ, организатором салонов и других светских мероприятий. Она не могла принять бражнический образ жизни Мак-Каллока и Питтса, усугубленный неумеренным пристрастием к виски, поэтому нашла повод, чтобы рассорить мужа с этими двумя. Супруга убедила Винера в том, что Мак-Каллок действует растлевающим образом на их старшую дочь, в итоге состоялось объяснение, закончившееся разрывом.

Этот разрыв оказался фатальным для всех троих. Винер превратился в свадебного генерала, его даже привозили в СССР и выставили напоказ на сцене под портретом Ленина. Он отошел от активной работы, написал две замечательные автобиографические книги «Я – математик» и «Бывший вундеркинд». Мак-Каллок продолжил работу совместно с Литтвиным, но и его лучшие время прошли, а судьба Питтса оказалась еще печальнее. Ему было трудно пережить разлад в наметившемся тройственном союзе и собственный научный кризис, выразившийся в том, что реальные мозговые процессы оказались сложнее создаваемых им моделей, и то, что чисто математический путь исследования не может дать желаемых результатов. На новый виток его сил не хватило. На фоне депрессии и усилившегося одиночества проявились определенные психические расстройства, они в сочетании с тяжелым алкоголизмом привели к смерти Питтса в возрасте 46 лет от цирроза печени.

Кибернетика после конференций Мэйси

Как видится сегодня, область действия кибернетики распространяется на сложные системы вообще, причем любые, независимо от их природы, при этом ее не интересует то, как эти системы устроены. Эти системы могут быть любыми – биологическими, социальными или техническими, поэтому кибернетика лишена междисциплинарных границ. Специалисты из разных областей обращают свои взгляды на системные связи в экологических, социальных, биологических и других системах. Их объединяет стремление изучить соответствующие системные свойства в дополнение к природе этих систем.

Несмотря на утверждения об универсальности кибернетического подхода, существуют два основных видения кибернетики. Одно, назовем его винеровским, наиболее популярно и основывается на очевидных системных замкнутостях, которые легко обнаружить в технологических системах, например, в автоматических системах управления. Такое видение изучается ТАУ и другими техническими дисциплинами. Его основоположники, будущие классики кибернетики Норберт Винер, Джулиан Бигелоу и Артуро Розенблют, описали его в своей совместной работе «Поведение, предназначение и телеология» (Behavior, Purpose and Teleology) в 1943 году. Заметим, тогда они еще не использовали термин «кибернетика», введенный в оборот на конференциях Мэйси. Они назвали этот подход к изучению систем термином телеология (от греческих телос – назначение, конечная цель и логос – причина, объяснение), заимствованным из философии, но придали ему несколько отличный, более прикладной смысл. В 1948 году Винер склонился к термину кибернетика, считая, что предметом кибернетики является изучение телеологии механизмов с ключевым моментом в виде понятия обратной связи.

В массовом порядке Винера называют «отцом кибернетики», хотя первым это слово в смысле «самоуправление» употребил в своих трудах еще в античные времена Платон, а в научный же оборот его ввел Ампер в 30–40-х годах XIX века. И роль обратной связи тоже была известна ранее: созданием и исследованием телеологических, то есть обладающих обратной связью машин и систем занимались Джеймс Уатт, автор первого атомического регулятора; британский натуралист Альфред Уоллес (Alfred Wallace, 1823–1913), который описал роль обратной связи биологических системах; британский физик, математик и механик Джеймс Максвелл (James Maxwell, 1831–1879). Последний наряду со своими великими достижениями в фундаментальной науке был еще и автором статьи под названием «О регуляторах» (On governors, 1868), в которой он дал теоретическое обоснование работе центробежного регулятора. Что же относительно отцовства Норберта Винера, то его причастность состоит в том, что он ввел термин кибернетика в современный оборот, а случилось это с подачи Клода Шеннона, который однажды в письме посоветовал ему: «Норберт, используйте слово «кибернетика», его пока никто не понимает, но вам оно позволит усилить свою позицию».

Уоррен Мак-Каллок исповедовал альтернативное видение, он пришел к нему от нейрофизиологии, стремясь создавать математические логические модели работы мозга. В статье «Воспоминания о различных источниках кибернетики» Мак-Каллок писал: «То, что представляет собой кибернетика сегодня (1964), началось с ее рождения в 1943, так ее окрестили в 1948, а зрелость пришла намного позже, только в начале 60-х. Создание кибернетики потребовало решения задач в таких областях как логика, математика, нейрофизиология, теория автоматов, включая AI, бионику и робототехнику».

Высочайший авторитет Винера в сочетании с признанным правом на термин подняли его авторитет на недосягаемую высоту, в массах только с ним и только с ним ассоциируется представление о кибернетике, чтобы убедиться в этом достаточно открыть любой учебник. Не исключено, что на создание культа Винера повлиял описанный ранее эффект Матфея, особенно сильно проявляющийся в научных кругах. Имя же Мак-Каллока оставалось долгие годы известным ограниченному числу специалистов.

Сейчас ситуация радикально изменилась. Показательно, что Американское кибернетическое общество (American Society for Cybernetics) в дополнение к традиционной винеровской медали (Wiener Medal for Cybernetics) учредило равную ей по весу Мак-Каллоковскую награду (Warren McCulloch Award). Эти академические призы взаимно дополняют друг друга, первый вручается зрелым ученым за их достижения, а второй молодым за многообещающие работы. Кстати, сам Мак-Каллок был вторым по счету, получившим винеровскую медаль.

Лжекибернетика

Существенный вред пониманию того, что являет собой кибернетика, нанесли люди, безответственно использующие префикс «кибер» в сочетании с чем угодно, от киберспорта и кибертерроризма до киберпространства. Искаженный впоследствии термин «киберпространство» совершенно честно предложили датские художники Сюзанна Уссинг и Картсен Хофф для своих инсталляций, в которых они действительно пытались управлять пространством, они называли их ателье киберпространства (Atelier Cyberspace). А родоначальником жонглирования словом «кибер» стал американский писатель-фантаст Уильям Гибсон в книге Neuromancer (в русском переводе «Нейромант»). Позже он оправдывался: «Когда я использовал слово киберпространство, я видел в нем только словечко, способное стать buzzword». Слово buzzword переводится как остро модное слово, но его еще трактуют и как специальный термин, произносимый с целью произвести впечатление на дилетантов. Гибсону это удалось – и понеслось. Появились философские определения, например: «Киберпространство – метафорическая абстракция, используемая в философии и в компьютерных технологиях, является (виртуальной) реальностью, которая представляет Ноосферу».

Чуть более десяти лет назад в России был опубликован полуофициальный документ «Киберпространство: новые угрозы» с военно-политической трактовкой: «Принципиально новая среда противоборства конкурирующих государств – киберпространство, которое не является географическим в общепринятом смысле этого слова, тем не менее, в полной мере является международным». Но если отбросить подобное наукообразие, то, скорее всего можно сказать, что киберпространство, если признать его существование, – это множество сервисов, которые предоставляются по сети Интернет: WWW, мобильные приложения, социальные сети, интернет-телефония, электронная почта, совместное использование файлов, многопользовательские онлайновые игры, онлайновые банковские и другие услуги, телемедицина и многое другое. (Здесь Интернет пишем с заглавной буквы, такая сеть одна и Интернет – имя собственное.)