Росток

6

Григорий взобрался на Кайзервальд — лесистое взгорье на восточной окраине города с песчаной, облезшей лысиной холма. Холм так и называется — Лысая гора, в отличие от соседнего, когда-то выбранного князем для своего замка и поэтому нареченного Княжьей горой.

Направляясь сюда, Григорий заглянул к Фариде, выпил кофе, утолил немного голод. Домой не заходил. Пусть Аида Николаевна добавит еще одну гирьку на чашу своих весов, все подсчитает и подведет черту. Каков будет итог — ей, наверное, уже известно наперед.

Похрустывал под ногами желтоватый, припорошенный занесенной из города пылью снежок. На зеленых ветках молодых, густо насаженных на склонах елей и сосен снег казался белее и чище. На крайней сосенке, низкой и разлапистой, сквозь кружево снега торчало пять растопыренных веток. Они напоминали протянутую пятерню горемыки, который, провалившись слишком глубоко в сугроб, зовет на помощь. Какая там помощь потребовалась деревцу! Пригреет солнце, снег растает, стечет по стволу грязновато-талой водой, впитается в землю: корни будут жадно всасывать соки и гнать навстречу солнечным лучам ствол, ветви, побеги — кверху, кверху! Их будут полоскать ливни, сушить солнце, они будут покачиваться, колебаться от ветра.

Вот-вот! Колебаться! Ради этих колебаний, собственно, Григорий и выбрался сюда, за город, где ему всегда легче думалось, где деревья навевали неожиданные мысли и сопоставления.

Привычное, ожидаемое и желанное настроение почему-то не приходило. В глазах всплывало мерцание светлых пятен на заснеженной площади Рынок и их отблески на стенах квартиры Майи.

Невысокий молодой лесок, мягко покачиваясь, тихо шуршал вокруг. Издали, из города, проскользнув над красноватыми крышами, долетел звон колоколов. «Божью хвалу за хвост тянут», — пришедшая на память сельская присказка раздвинула губы Григория — сухие, потрескавшиеся. В их Заречье старый звонарь перед тем, как отправиться в церковь, вытирал рукавом усы и басил:

— Пора идти божью хвалу за хвост тянуть.

Маленькая пушистая кисточка хвои качнулась перед глазами, возвращая Савича в русло привычных раздумий. Дотронувшись пальцем к зеленой иголочке, он улыбнулся, следя за ее покачиванием вверх-вниз. Это равномерное колебание иголочки напоминало ему вибрацию струны на арфе, кобзе, гитаре...

«Струна — и веточка... Веточка — и струна... Общим для них — является колебание. Еще во времена Пифагора, когда штаны были во все стороны равны, подметили, что разные струны звучат по-разному. Это мы, мудрые, установили, что высота звука зависит от физических свойств струны, колебания ее неоднородны. Как их уловить, сделать зримыми?»

Григорию приходилось решать более сложные вещи. Тут — просто: иголочку хвои надо приклеить к камертону, заставить его колебаться. Иголочка тоже будет отклоняться, но мы ничего не увидим... Поднесем к иголочке закопченный цилиндр, заставим его вращаться. Острие вычертит кривую линию. Если картон разрезать и распрямить, на нем будет видна волнистая линия. Ее называют красивым словом — синусоида.

Савич потер горбинку замерзшего носа. Посмотрел в сторону города. Возле подножия Кайзельвальда змеились улочки, сближались и расходились. Легкий белый дымок вился над почерневшими кирпичными трубами фармацевтической фабрики. Из-за нагромождений зданий, будто сбрасывая с себя каменный груз, медленно выползал поезд. Вырвавшись на простор, длинная зеленая змея быстро приближалась к затуманенному горизонту, точно иголка, проткнула его и исчезла.

Савич стал вспоминать давно известное. Оно ему было необходимо как опора, как стартовая площадка для дальнейших раздумий.

«Если сложить несколько синусоид, получим многосложную кривую... Две, три, четыре... Сложим смещения, описанные этими кривыми... Что получим? На одной и той же кривой одновременно увидим два, три, четыре смещения... Каждую кривую, форма которой повторяется, через один и тот же период, можно представить в виде суммы бесконечного числа с разными расстояниями между наибольшими и наименьшими отклонениями. Знаменитая теорема Фурье. Зачем она всплыла?» — Этого Григорий не знал. Скорее подсознание отыскало ее в своих тайниках и подсказало, что именно ею следует воспользоваться. Но как? Григор перенесся мысленно во времена, когда возникла эта теорема.

В начале девятнадцатого века из Марселя и Тулона отплыло в Египет войско Наполеона. Бриги и фрегаты под белоснежными, наполненными ветром парусами устремились к неведомым берегам. Впившись пальцами в фальшборт, прикипел взглядом к набережной статный щеголь в мундире и в напудренном парике. За кипенью волн растаяли пакгаузы, портовые таверны, зеленая полоса пригородного леса.

Волны набегали одна на другую, мягко покачивали фрегат. На флагманском корабле Наполеон советовался со своими маршалами: где и когда нанести чувствительный удар надменным бриттам в Египте. Не тогда ли, наблюдая за непрестанным движением волн, их взлетом и падением, член Французской академии наук Фурье, тот самый щеголь в напудренном парике, подметил повторяемость их движений? Не с этих ли пор изучение способов разложения различных кривых на сумму синусоид сам Фурье и его последователи стали называть гармоническим анализом?

«Да... По-разному люди воспринимают мир. Музыкант воспринимает его как сочетание ассонансов и диссонансов, которые в причудливом соединении потрясают душу. Физика привлекают масса тела, взаимодействие составных частей. Математик большей частью обращает внимание на количественные характеристики...»

Вскоре в ожесточенной битве возле пирамид конница Мюрата разгромила полчища мамелюков. Стоя на высокой дюне, Фурье видел, как песок постепенно засасывает окровавленные тела порубленных воинов. Дюны передвигались...

Очевидно, именно в то время у члена Французской академии наук Фурье возникла мысль об ином способе сложения синусоид, когда их число настолько велико, что никто не в состоянии определить первую, вторую, третью... а частоты размещаются так плотно, что их невозможно отличить одну от другой.

Анализ процессов, возрастающих с течением времени от нуля до определенной величины и снова падающих до нуля, — вот что открыл Фурье, вот что названо его именем. Теория рядов и интегралов Фурье.

«Это то, что мне нужно... При раздражении нервного волокна импульс, передаваемый этим волокном, я опишу при помощи выкладок Фурье».

Из-за туч выглянуло солнце, засиял, заискрился снег.

«Итак, чего я хочу? Нейронная сеть... Вот над чем мы бьемся уже несколько месяцев, пытаясь воспроизвести сложные, запутанные, часто не до конца изученные и исследованные процессы, происходящие в нервной системе. Хотим воссоздать их в металле, приборах, емкостях и сопротивлениях. Поэтому я и оказался здесь».

Так повелось давно. Еще когда Григорий проходил производственную практику в лаборатории, Петр Яковлевич, его опекун, поручил ему соединить два измерительных прибора. Оттого ли, что упало напряжение тока и паяльник не нагревался, или оттого, что канифоль была с примесью, проволочки не спаивались. Заметив это, Петр Яковлевич сказал:

— Занудная штукенция... Выйдите во двор, юноша, отдохните, подумайте. Может, что-нибудь проклюнется.

Послонялся по двору, посидел на скамеечке под кустом сирени. Проклюнулось! Вернувшись в лабораторию, заменил алюминиевые проволочки медными. Секрет прост — алюминий не поддается паянию.

Другой раз Григорий не смог быстро управиться с простенькими подсчетами. Петр Яковлевич, вспомнив случай с пайкой, опять посоветовал ему погулять, подумать. И снова, побродив по двору, Григорий за считанные минуты нашел нужное решение.

Став после окончания института сотрудником Проблемной лаборатории, Савич уже сознательно откладывал решение сложных задач на свободное время. Не забыл личных качеств молодого неофита и Петр Яковлевич. Чтобы дать ему время глубже обдумать проблему, найти техническое или конструктивное решение, он отправлял Григория на воздух, на солнце, ближе к земле. Там дышится легче, думается вольнее: перемена обстановки заметно влияла на характер мышления Савича.

Смахнув перчаткой снег с заледеневшего пня, Григорий постелил на него газету, сел, достал блокнот, ручку, подышал на кончики пальцев.

— Итак, чем мы можем распорядиться? — вслух спросил самого себя.

На чистом листе бумаги он нарисовал незамкнутый извилистый круг.

«Пусть это будет мозг. Но пока я не стану трогать ни его, ни его отделов. Ограничусь нижним — спинным. Вот сердцевина серого вещества спинного мозга... — На бумаге появился заштрихованный мотылек. — Скопление нервных клеток — их свыше миллиона... Последнюю, периферийную, часть штриховать не буду, она белая...»

Двумя пунктирными линиями «мотылек» соединился вверху с большим извилистым незамкнутым кругом. Стрелочками Григорий обозначил направление прохождения возбуждения.

«Приблизительно так выглядит схема рефлекторной дуги. Но не будем пока углубляться... Если подниматься по стволу вверх, доберемся до продолговатого мозга, до ретикулярной, или сетчатой, формации. Это около двухсот тысяч крупных и пять миллионов мелких клеток. Стоп, Гриша! Остановись! Тебе нужна лишь одна-единственная пара волокон. Ее-то и надо воссоздать...»

Полистал записную книжку, открыл последнюю страничку, куда сразу после защиты диплома вписал слова академика Павлова как завет и наставление — не кому-нибудь, себе. Каждый раз, когда перед ним возникала новая проблема, Григорий неспешно, останавливаясь на каждом слове, перечитывал слова великого ученого:

«Человек есть, конечно, система (говоря более грубо, — машина), которая, как и всякая другая в природе, подчиняется неминуемым и единственным для всей природы законам; но система, в горизонте нашего современного научного видения, единственная по наивысшей саморегуляции... Система (машина) и человек со всеми его идеалами, стремлениями и достижениями — какое, казалось бы, на первый взгляд, жуткое, дисгармоничное сопоставление! Но так ли это?»

«В том-то и дело, что нет, — вздохнул Григорий. — Да‑а, насколько легче, проще, необременительней была бы моя жизнь, если бы не вторая половина столетия...»

В шестьдесят первом году Савича ночью буквально «втиснули» в самолет, не слушая его возражений. Сам Олияр прикатил домой на машине, поднял с кровати, ткнул в руки конверт, на котором Петр Яковлевич нацарапал загадочные слова: «Распечатать после прибытия к месту назначения».

В Шереметьевском аэропорту Григорий, поеживаясь от утренней прохлады, распечатал конверт, прочитал: «Вам необходимо прослушать лекцию немецкого кибернетика Штейнбуха. Прошу быть внимательным. Ваш отчет буду слушать вместе с коллективом».

Найдя в конференц-зале свободное место, Григорий сел, уставился в седоватого, с высоким лбом и длинным носом лектора. Ничего особенно интересного он не услышал. Его поразила лишь одна из последних фраз Штейнбуха: «Я не согласен с утверждением, что отцом кибернетики является Норберт Винер. Я считаю основателем этой науки Ивана Павлова». Вот таким образом начало века отозвалось в его второй половине...

Тогда Григорий негодовал, что его оторвали от работы, от экспериментов. Перед выступлением-отчетом в лаборатории перечитал книги нескольких авторов, наткнулся на высказывание Эшби: «Инженеру дается опечатанный ящик с входными клеммами, к которым он может подвести любое напряжение, импульсы, другие воздействия по своему усмотрению, и с выходными клеммами, на которых ему дается возможность наблюдать все, что он сумеет. Он должен сделать относительно содержимого ящика все выводы, какие только может».

Испытанный прием, получивший название «черный ящик». Или — немного общо — постичь и понять работу неизвестной системы, прибегая к различным воздействиям на нее.

Отбросим детали и тоже общо оценим работу Павлова. Введя стеклянную трубочку в слюнную железу, ученый прибегал к различным способам раздражения на «входе» пищевых, слуховых, зрительных, осязательных рецепторов... Тем временем внимательно и придирчиво изучал и анализировал ответы на «выходе» в слюнной железе. Сколько капель слюны выделялось при скармливании того или иного продукта, сколько — в соединении со звонком или со вспышкой лампочки...

«Павловская техника устарела, факт! Но метод и система понятий еще послужат нам, — размышлял Григорий, всматриваясь в начерченную в блокноте схему рефлекторной дуги. — Воспользуемся современными достижениями... Итак, нейрон... Если выкопать деревце с корнями, оборвать листву, оно будет похоже на нейрон. Но на стволе, откуда расходятся веточки, нужно еще поместить многогранник клетки с ядром в ней. Ветки — это дендриты, корни — аксоны; сам ствол окружен не корой, а миелиновой оболочкой. Миелин... Миелин... Жироподобное вещество, составляющее основную часть размягченной оболочки нерва... Проще — изоляция... Возбуждение распространяется от дендритов к телу клетки, от нее — к аксону и его конечным разветвлениям. Нейроны соединяются друг с другом контактными механизмами — синапсами...»

Дальнейшее течение мыслей Григория прервала маленькая яркая птичка. Вспорхнув на веточку, она повернула к нему головку: а кто это тут расселся? Что ему надо? Удовлетворив любопытство, тронула клювиком заледеневшую шишку.

— Сиди-сиди. С тобой веселей. — Савич положил блокнот на колени. — Ты мне не мешаешь. Все какая-то живушечка рядом.

Но птичка, расправив крылышки, с шумом вспорхнула вверх. Григорий поднялся с пня, потоптался на месте — застыли ноги.

«Изоморфизм... Сходство построения, функции состава при разных иных отличиях... Вот-вот! Речь идет не о внешнем тождестве в случае с нейроновой сетью, а о сходстве функциональной структуры, о единстве процессов управления, несмотря на то что одно — живое, другое — имитированное... Силу, применяемую к телу, можно рассматривать как разницу электрических потенциалов, массу тела — как индуктивность, коэффициент трения — как сопротивление, коэффициент упругости — как емкость».

Григорий стал испещрять странички блокнота цифрами, прикидывая, что понадобится в ближайшее время, чтобы закончить разработку управляющего модуля для металлорежущих станков. Полгода они изучали режим резания металла, конструкции станков, разновидности программных приспособлений, направляющих движение резцов и фрез. Группа нацелилась на универсальное приспособление, пригодное для большинства случаев и условий. Были изготовлены отдельные узлы, схемы, управляющие и исполнительные механизмы. Не хватало «цвяха»[4] — лаборантные шутники соединили фамилию начальника с известным сравнением «сидит как гвоздь», что означает: работа сделана отлично.

А кто увидит его, Савича, работу? Она не такая, чтобы бросаться в глаза. Нескончаемая напряженность мысли, повторение забытого, чтобы открыть новое, целые массивы еще не исследованной информации, ее нужно переосмыслить, рассортировать, каждому явлению и случаю найти толкование, определить физическую сущность, связь с процессами... Куда приятней колоть дрова или снимать со станка готовые детали — там все видно, ощутимо, убедительно. Здесь же все происходит под черепной коробкой, и только руки — на «выходе» — фиксируют напряжение, мучительные размышления над коротенькими столбиками значков и символов.

На Западе создана модель зрительных процессов в глазу лягушки: она различает характерные выпуклости, степень неподвижности предмета. Высшие отделы мозга лягушки способны принимать решения о принадлежности образа к классу добычи или опасности. Цель? Создание приспособления для мгновенного распознавания и расчета параметров движения баллистических ракет. А глаз голубя? Имитация его функции — создание радиолокационной станции, способной реагировать на движение самолетов в одном направлении и не обращать внимания на летящие в другом.

«Не будем хвататься за всю проблему сразу, расчленим ее на составные части...»

Маленький непоседливый человечек, который во время раздумий Григория возникал откуда-то из небытия и въедливо комментировал течение его мыслей, неожиданно вынырнул снова.

— О господи! На составные части, — захохотал он, приплясывая. — С рецепторами и с датчиками управишься... Но что ты знаешь про нерв, о прохождении импульсов по нему, о том, как он возбуждает исполнительные механизмы — всю эту адски сложную мешанину мускулов, сухожилий, костей? Нерв, нейрон... Всего-навсего небольшой отдельчик, мелкая частица целого организма...

— Знаешь, как поднимаются по лестнице? Торопыги прыгают через две-три ступеньки. Я же подолгу буду стоять на каждой, выискивая, высматривая, тщательно отсеивая существенное. Для начала у меня есть от чего и от кого начинать. Пересмотрю тезисы Бернштейна. Он рассматривает двигательную активность как заранее целенаправленное воздействие на внешнюю среду... Загляну в записи Гельфанда и Цетлина. Они по косточкам разобрали тактику управления сложными системами. Подметили, что всякая сложная система строится, создается, конструируется или еще там черт его знает что — из элементов двойного типа. Понимаешь? Они двойные. Их наличие связано со структурой системы. За все хвататься не будем! По порядочку, с умом, с дальним прицелом...

— А где мишень для прицела? — не унимался человечек.

— Двигательный процесс — хорошо организованная функция. Ей свойственны существенные и несущественные признаки. При письме — почерк и его вариации. При ходьбе — ширина шагов и их частота. При колке дров — высота замаха топором и сила удара острием по полену. Все это несущественное. Ведь люди пишут, ходят, колют дрова, не задумываясь о двигательном процессе. Если я верно разделю элементы на классы существенных и несущественных, я быстро найду цель управления. Отсюда всего один или несколько шагов к способам управления. К тому, что хочет от меня Петр Яковлевич.

— Чудак! Твердит, что знает, чего хочет Пецько...

— Петр Яковлевич! — подчеркнул Григорий. — Да. Люди, тем паче их мышление, никогда не однозначны. Разве что дураки и пьяницы...

— Ты, праведник! — захохотал человечек. — А кем ты был вчера, если не пьяницей? Да еще изменил жене.

— Вон ты о чем... — насупился Григорий. — Не трожь этого. Лишь один вечер...

—...и ночь в придачу! — кольнул человечек.

— Ну да! И ночь... — согласился Григорий. — Вечер и ночь... А засели они во мне глубоко, корешки пустили.

— Не буду, если просишь, — мягко согласился человечек. — Я добрый. А вот Аида Николаевна? Как она на все это посмотрит?

— И ее не трогай. Объясню как-нибудь.

— Когда? После очередного посещения Фариды? После новой ночи у какой-нибудь встречной... Или тогда, когда не сможешь вымолвить, что дважды два четыре?

— Хоть бы и так! — заупрямился Григорий, и вдруг в голове его просветлело. — Стоп, помолчи! Говоришь: дважды два — четыре? Верно! Черт возьми! Верно! Четыре! Четыре!..

Григорий почувствовал, что он куда-то падает. Вытянул вперед руки и уперся ими в снег, испуганно открыл глаза. У ног валялся блокнот. Снова сев на пень, понял, что не заметил, как задремал. Дала о себе знать неспокойная ночь.

Так-так! Выходит, маленький человечек на тоненьких ножках и весь этот разговор с ним привиделись во сне? Но цифра четыре! Она словно кружилась перед глазами, вызывая в памяти нечто знакомое, известное, но, к сожалению, забытое. Обхватив ладонями виски, Григорий силился вспомнить — что? Не вспомнив, принялся просматривать столбик чисел.

«Начнем танцевать от печки. Эксперименты доказывают, что нерв может находиться или в заторможенном, или в возбужденном состоянии, подчиняясь закону «все или ничего». Что нужно для возбуждения нейрона? Сила раздражения должна достигнуть определенной величины, не зависящей от силы возбудителя. Вывод? Каждый элемент находится в одном из двух состояний — «да» или «нет». Вот она, возможность поиска изоморфных технических способов. Каких? Что у нас на складе? Тригеры[5]... Реле... Ферритовые[6] кольца... Двустабильные элементы... Так-так! Это и есть подобие нейрона. Почему только подобие? Их иногда называют формальными нейронами. Стоп, Гриша! Пораскинь мозгами еще! Где-то оно близко!

Если я соединю определенное число формальных нейронов, получу нейронную сеть... Конструктивные и технические трудности как-нибудь преодолеем...

Что такое формальный нейрон? Тело и концевая пластинка. Последняя соприкасается с телом соседнего нейрона. Сколько их потребуется? Один, два, четыре... Снова четыре! Черт бы ее побрал, эту проклятую четверку! Сколько бы их ни было — концевые пластинки могут быть возбуждающими и тормозящими. И — порог, порог! Иначе — максимальная разница между числом возбуждающих и тормозящих пластинок. Комбинации тут могут быть разными. Нужный мне нейрон возбудится в том случае, если одновременно получат импульс две возбуждающих и одна тормозящая пластинки или, соответственно, три и две... Переход возбуждения с одного нейрона на другой происходит с задержкой на единицу времени... Вся нервная сеть должна работать в определенном временном ритме...»

Григорий хлопнул ладонью по лбу. Как он мог забыть недавнее сообщение в реферативном вестнике! Его внимание привлекло сообщение о способах упрощения физиологических закономерностей. Сперва рассматривается живая, во плоти, система; устраняются второстепенные, несущественные признаки. Затем подбираются структуры сети, имитирующие логические действия. К примеру, счет до четырех. С сигналом об окончании счета. Вот откуда проклятая четверка!

— Итоги в отделе... — шевельнул губами Григорий, пряча блокнот и ручку в карман. Сняв шапку, он поклонился пню. — Спасибо тебе, уважаемый остаток дуба или ясеня, за уют, за то, что дал возможность помозговать.

Выйдя на протоптанную тропинку, Григорий отряхнул снег с ботинок, улыбнулся.

— Если удастся втиснуть в схему нужное число нейронов, то я в дамках.