Безумные русские ученые. Беспощадная наука со смыслом

Да, зенитная пушка – очень интересный инструмент. Во время Первой мировой войны зенитное орудие было разработано для стрельбы, однако под рукой все еще нужно было держать таблицы дальности, чтобы выстрелить. Это означало, что требовалось всё рассчитать, пока самолет пролетает прямо над головой. И к тому времени, когда вы оказывались в состоянии что-то сделать, самолет уже пропадал из вида». «Итак, – продолжает Винер, – это приводит к очень интересным математическим теориям. У меня нашлись некоторые идеи, доказавшие затем свою пользу». Он работал над этой проблемой с Джулианом Бигелоу (1913–2003).

В начале 1941 года два человека заняли пустую аудиторию на втором этаже математического факультета, корпус 2, комната 244, и принялись за работу на доске. Винер излагал своему новому коллеге проблему управления огнем.

Винер и Бигелоу рассматривали наводчика, орудие, самолет и пилота как интегрированную вероятностную систему. Теория вероятности была на стороне пилота: в 1940 году только один из примерно 2 500 зенитных снарядов попадал в цель. В предварительном отчете они объяснили, что намереваются «поставить анализ проблемы прогнозирования на чисто статистическую основу, определив, в какой степени движение цели предсказуемо на основе известных фактов и истории наблюдений, а также в какой степени движение цели непредсказуемо».

Работа Винера над проблемой управления зенитным огнем привела к изобретению фильтра, используемого для вычисления статистической оценки неизвестного сигнала путем получения его на входе и фильтрации на выходе. Фильтр основан на нескольких результатах прошлых работ Винера на тему интегралов и преобразований Фурье. Хотя фильтр был разработан в Радиационной лаборатории MIT, результат был опубликован только в секретном документе. Первый открытый документ, описывающий фильтр, появился в книге Винера 1949 года «Экстраполяция, интерполяция и сглаживание стационарных временных рядов».

Война закончилась, и в 1947 году Винера пригласили на конгресс по гармоническому анализу, который состоялся в Нанси, Франция. Конгресс был организован тайным французским математическим обществом «Бурбаки» в сотрудничестве с математиком Шолемом Мандельбройтом (1899–1983), дядей Бенуа Мандельброта (1925–2010), позднее открывшего множество Мандельброта. Винеру предложили написать работу об «объединяющем характере той части математики, который обнаруживается при изучении броуновского движения и телекоммуникационной инженерии». В следующем году Винер придумал неологизм «кибернетика», чтобы обозначить изучение таких «телеологических механизмов». Его рукопись послужит основой научно-популярной работы «Кибернетика, или Управление и связь в животном и в машине», опубликованной издательством MIT Press / Wiley and Sons в 1948 году.

Итак, теоретической основой нового научного направления считается книга Винера «Кибернетика», которую ученый написал в 1948 году. В ней он, в частности, разработал логику работы ЭВМ, что стало первым шагом на пути к нынешним программам искусственного интеллекта. Там же прорабатывались и вопросы коммуникаций, что явилось своего рода прологом к возникновению глобальной сети. Сейчас может показаться поразительным, как человек того времени сумел предусмотреть то, что сейчас считается естественным. Ведь в 1940–1950-х годах компьютеров в современном понимании еще не существовало, а были сложные машины для проведения вычислений, управляемые перфокартами на бумажной основе.

Сложно представить, что один человек самостоятельно мог бы додуматься до такого. И это действительно так. Понимая, что философские размышления и технические решения находятся на междисциплинарном уровне, при Массачусетском технологическом институте Винером были организованы еженедельные семинары, на которые приглашались специалисты самых разных направлений. Впервые такие занятия начали проводиться с весны 1948.

Понятно, что для абсолютно нового направления еще не существовало даже общего понимания проблемы. Привлекаемые ученые имели различные специальности, порой очень далекие друг от друга. Понятно, что поначалу размышления о кибернетике напоминали строительство Вавилонской башни. Но со временем ученые смогли сформировать общее понимание, что сказалось на конечном результате. Сейчас подобное действие называется «мозговым штурмом».

Конечным итогом семинаров стала выработка ряда принципиальных концепций, ставших основополагающими идеями будущей науки. Первой из них стало понимание, что компьютер должен быть важным средством коммуникации (напомним: дело происходило в начале 1950-х годов). Второй, – то, что компьютер должен использоваться для режима интерактивного взаимодействия. Опять-таки, следует учесть, что тогда управление ЭВМ осуществлялось путем ввода перфокарт, а были еще примитивные принтеры.