Страницы: -
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -
13 -
14 -
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 -
21 -
22 -
23 -
24 -
25 -
26 -
27 -
да, который завершился блестящим успехом. Эту
машину назвали "Интеграл". Она занимает площадь в 250 квадратных метров.
Сотни электродвигателей, сотни приборов управляют работой машины. Машина
автоматически настраивается на моделирование того или иного процесса. Как
необходима она нашей стране, строящей и проектирующей тысячи уникальных
сооружений! Такие машины строятся не только в столице.
Вот одна из задач по моделированию сложного процесса, которая решается
в Тбилисском вычислительном центре.
При строительстве гидроэлектростанций ставится вопрос, какого объема
должно быть водохранилище, чтобы обеспечивать нормальную работу
электростанции при различных климатических условиях. Турбина
гидроэлектростанции должна вращаться равномерно. Под определенным давлением
должна поступать к ней вода. А погода меняется. Может наступить засушливое
лето, пройдут нерегулярные дожди, а водохранилище должно хранить достаточное
количество воды, чтобы обеспечить нормальную работу электростанции. Поэтому
делать резервуар слишком маленького объема нельзя - вода может иссякнуть в
засушливое лето.
Но если сделать резервуар слишком большим, вода начнет отвоевывать
территорию у плодородных пашен. Нужно выбрать самый выгодный объем будущего
резервуара. Но как это сделать?
В Тбилисском вычислительном центре используют для этой цели машину
"МПТ-11". С помощью теории вероятности можно предусмотреть случайности,
связанные с выпадением ливневых дождей, собрав достаточное количество данных
за несколько лет. Эти данные называют довольно смешно: математическое
ожидание. "Ожидание" закладывается в машину, закладывается также мощность
турбины, все известные и предполагаемые величины, связанные с использованием
водного бассейна,- сколько воды направляется на орошение, сколько
фильтруется сквозь плотину и т. д.
Учитывая все эти данные, машина автоматически подсчитывает главное -
как уравновесить напряженный, меняющийся поток поступления и расходования
воды.
Но, пожалуй, наиболее интересным является моделирование биологических
процессов. Киевляне осуществили моделирование одного из таких сложных
явлений. Машина должна была моделировать закон Дарвина - закон эволюции и
борьбы за существование. В Институте кибернетики Академии наук Украины
выработали у автомата все основы поведения, необходимые для "выживания".
Была создана "внешняя среде" и "обитатели" этой среды, реагирующие на любые
изменения условий существования. Внешняя среда создавалась лампочками,
установленными по кругу. Если лампочка горела, значит, в этом месте была
"пища".
Лампочки зажигались и гасли, как бы моделируя течение жизни. Условные
обитатели этой модели способны двигаться по кругу в двух направлениях. Кроме
того, они получают информацию о состоянии среды, для того чтобы двигаться в
поисках пищи. Внутренние состояния организмов также моделировались, имитируя
возраст и чувство голода.
Попадая в точку, где горит лампочка, организм насыщался _ чувство
голода уменьшалось на 1 единицу. Если организм попал в точку с погашенной
лампочкой, где пищи нет, чувство голода увеличивалось на 1 единицу. Возраст
тоже изменялся - через определенный промежуток времени возрастал на 1
единицу. В определенных условиях организмы должны были умирать: если голод
достигал 14 единиц, а возраст - 40 единиц. В этом случае деятельность
организмов навсегда прекращалась.
Была моделирована также способность организмов к размножению. При
возрасте в 16 единиц и чувстве голода 8 единиц автомат делится на 2 новых
автомата.
И вот машину запустили. Модель проделала огромное количество операций с
головокружительной скоростью. Началась условная борьба за существование
электронных организмов. В первую очередь погибли существа, которые двигались
вслед за пищей,- они не могли догнать ее, так как движение пищи было
запланировано более быстрым. Выжили те, кто двигался навстречу еде. Они
размножались, потомки их приспосабливались к образу жизни родителей. Дети
становились все более хитрыми в выборе пищи. Они замедляли свое движение
около пищи, они оттесняли более слабых, и те постепенно вымирали.
И вот поразительный результат: шестидесятитысячное поколение
электронных обитателей модели полностью вытесняли все другие формы, став
единственными обитателями этой интересной машины.
Это рассказ о наиболее сложной модели из электронных машин - о модели
живой жизни. Можно было бы продолжить примеры подобного моделирования, тем
более что во многих институтах нашей страны и за рубежом моделирование стало
одним из нормальных событий в проектировании машин, механизмов, сооружений,
в воссоздании картины тех или иных быстротекущих процессов.
Но кибернетика смотрит еще дальше...
Работает в Киеве в Институте кибернетики удивительно интересный ученый
Николай Михайлович Амосов. Он занят сейчас исключительно увлекательным и
трудным делом: он пытается создать модель человеческого общества. Никак не
меньше...
Вот что говорит он по этому вопросу:
- Уверен, что в изучении сложных систем типа живых, начиная от клетки и
кончая обществом, построение модели является совершенно необходимым этапом.
Эти модели должны служить главным инструментом в управлении сложными
системами...
Несколько слов о модели личности, над которой мы работаем. Формально мы
представляем человека как многопрограммный автомат со сложным
многокритериальным управлением, способным к обучению и самоорганизации.
Далее ученый продолжает:
- Я уже предвижу, как какой-нибудь дотошный читатель воспримет мое
определение человека как многопрограммного автомата: "Ну и Амосов, человек
для него уже не человек, а машина... Дальше и ехать некуда!"
Поймите, я отнюдь не собираюсь отрицать в человеке ни самой малой доли
человеческого. Просто пользуюсь принятой в кибернетике терминологией и
поэтому прошу здесь и в дальнейшем по отношению к этой терминологии
проявлять терпимость...
Мы выделяем несколько категорий регуляторов, стремясь их ограничить по
возможностям ЭВМ. Ведь психологи называют несколько сотен чувств. Все-таки и
у нас их более двадцати. Это производные инстинктов, сложных рефлексов и
социальные чувства. Если проинтегрировать все чувства, можно получить
обобщенный уровень комфорта: к максимализации его у всех и должно стремиться
общество.
Модель общества будет представлять структуру из социальных групп,
вещей, знаний и природы, взаимодействующих друг с другом.
Программы управления обществом также можно создать. В них будут
заложены необходимые для управления критерии. Основные из них: максимум
душевного комфорта, устойчивость, прогресс...
Я не думаю, что то, о чем мы сейчас говорим, дело очень отдаленного
будущего. По-моему, это будущее измеряется уже десятилетиями.
Эти слова выдающегося ученого говорят о реальности той модели, над
которой уже работает институт.
В основе многих моделирующих установок заложена так называемая "теория
игр". Она заключается в том, что одна из соревнующихся сторон обязательно
должна победить. В 1928 году Джон фон Нейман- один из крупнейших математиков
нашего времени - доказал основную теорему теории игр. Лишь через два
десятилетия началось бурное развитие этой теории в ее многочисленных
практических приложениях. Под "игрой" стали понимать не шахматы, не карты,
не кости, не экономическую борьбу, а столкновение любых технических
интересов, когда требовалось то или иное решение. Эта борьба могла быть и
антагонистической и не антагонистической. Антагонистические игры чрезвычайно
интересовали господ милитаристов. При генеральных штабах стали создаваться
машины, которые могли бы моделировать военное столкновение, могли бы решать
стратегические задачи.
Хочется напомнить в связи с этим очень интересный рассказ известного
австрийского журналиста Роберта Юнга, автора книги "Ярче тысячи солнц", о
создании в Америке атомной бомбы.
Юнг много встречался с учеными всех стран.
"И вот однажды,- рассказывает он,- я посетил во Франции вычислительный
центр военного министерства. Навстречу мне вышел генерал Голуа - он только
что закончил очередной сеанс игры на кибернетической машине.
- Мы смоделировали битву двух систем,- говорил генерал, весело потирая
руки.- Вы знаете, что здорово: за несколько часов мы переиграли все варианты
крупнейших столкновений военных группировок".
- Ну и как? - спросил его Юнг.- Вы довольны результатами?
- О, конечно! - весело отвечал генерал.- Мы предусмотрели все, что
только можно было предвидеть. Может быть, единственное, чего мы не в
состоянии были предусмотреть в грядущей войне,- это реакцию народа. Но, я
думаю, это не так существенно.
Роберт Юнг улыбнулся, глядя на возбужденного генерала:
- А вы знаете, господин Голуа, вот именно на это единственное
обстоятельство я и надеюсь.
Несколько лет тому назад американские кибернетики спроектировали модель
современного буржуазного общества. Подобно французскому генералу, они
предусмотрели все: и экономический базис, и конкуренцию между отдельными
фирмами, и наличие безработицы, и вывоз капитала в другие страны, и
возможность новых технических открытий. Несколько лет составлялась программа
этой мощной машины - модели общества денежных тузов и талантливых рабочих. И
вот наконец в торжественной обстановке машина была запущена.
И вдруг произошло нечто неожиданное: машина потеряла управление. Как
говорится в технике, она стремительно пошла вразнос. Возле машины метались
конструкторы, пытаясь разобраться в неизъяснимых, уже вырвавшихся из-под их
управления процессах.
Эксперимент моделирования капиталистического общества - увы! -
закончился плачевно. Не в состоянии развивать дальше процесс эволюции,
машина захлебнулась.
Можно предположить, что моделирование крупных экономических проблем
невозможно. Нет, это не так! Сейчас в Москве в лабораториях Академии наук
электронно-математическим методом создается модель расширенного
социалистического производства - электронная модель экономики страны. На
модели можно будет производить десятки и сотни смелых экспериментов,
намечать планы развития экономики народного хозяйства. Это грандиозная
задача.
Придет день и час, когда можно будет создать огромную и увлекательную
машину - модель всего земного шара. Это будет модель, охватывающая сотни
стран, континенты, их потенциальные богатства, технические и энергетические
возможности, производство, промышленность, сельское хозяйство и культуру.
Соответственно в этой машине будет запрограммировано население стран,
непрерывный рост этого населения, научные, торговые и промышленные связи.
Сейчас даже трудно представить себе всю сложность создания такой машины.
Но давайте на минуту отвлечемся и представим себе, что в наших условиях
в каком-то большом международном центре уже существует и действует такая
машина. Я уверен, эта машина неотвратимо и со всей убедительностью еще раз
подтвердит торжество социалистической системы построения мира, еще раз
подтвердит неизбежную победу коммунизма на земле.
14 мая, четверг
Я ловлю себя на том, что очень привязался к этому удивительному набору
ящиков. Иногда во время наших разговоров я закрываю глаза, и в моем сознании
возникает образ сильного, добродушного, немного нескладного парня,
нахватавшегося самых разнообразных знаний из всех областей современной
науки, техники и литературы.
Я даже привык к его глуховатому, металлическому голосу, совсем
лишенному интонаций.
Но говорит он умно, складно и - что самое интересное - на самые разные
темы, без промаха поддерживая их цитатами.
Вот так размечтаешься, слушая его, откроешь глаза, и вдруг - ровные
панели под тонкими трубками люминесцентных ламп.
Кажется, ты попал в совсем другой мир. Но ведь это и есть мир
кибернетических машин.
"Как разнообразен этот мир сегодня,- думал я.- Какие только операции не
делают они! Хорошо бы установить границы: что может делать машина и чего не
может".
- Послушай, Кибер, - обратился я к нему,- за эти дни я познакомился по
книгам с твоими братьями и сестрами. И, как говорится, почтительно снял
перед ними шляпу. Уж очень здорово вы можете работать, если захотите!
Я читал, что уже построены машины: типографские наборщики и даже
метранпажи - те, кто верстает газеты и журналы. У меня даже возникли
опасения за свою профессию. Скоро вы статьи писать научитесь.
К. Если нас заставят, мы можем поработать и за журналиста, только дайте
нам необходимую программу.
А. Что же должно быть в этой программе? Перечень вопросов для типового
интервью, элементарное знание той области, куда вторгается журналист,
две-три биографии, два-три исторических анекдота и смелое предвидение
завтрашнего дня...
К. Нет, это еще не все... В программу журналиста надо заложить
индивидуальность автора. Без нее все репортажи будут походить друг на друга.
А. Значит, понятие талант не входит в рамки машинного разума?
К. Не обижайте меня. Может быть, я как раз талантливый Кибер. И это
ваша вина - вина людей, составивших программу для меня, в том, что я не могу
развернуться.
"Ну что ж, постараюсь разобраться в ваших возможностях",- подумал я,
садясь за книги.
МАШИНА: ЧТО Я МОГУ И ЧЕГО НЕ МОГУ
Специалисты подсчитали, что за последнее столетие производительность
труда выросла в среднем на 1400 процентов. Это колоссальная цифра. За ней -
электрические локомотивы и экскаваторы, пневматические отбойные молотки и
транспортерные ленты,- это весь мир современной техники, которая пришла на
помощь мышцам человека в век научно-технической революции.
- А как с разумом?
Те же специалисты подсчитали, что производительность умственного труда
человека выросла только на 120 процентов. Нет, они еще не заняли достойное
место, умные кибернетические машины, верные помощники человека. Только
сегодня входят они в широко раскрытые двери современной науки и техники.
Идите же, торопитесь, не медлите! Вам еще предстоит раскрепостить
человеческий разум!
И мы видим революционное значение перемен, которые приносит нам
появление умных машин.
Когда-то считалось вполне естественным, что проектировщику
конструкторского бюро для тех или иных расчетов требовались месяцы
напряженного труда. А сегодня на электронно-вычиспительных машинах
производятся математические расчеты, на которые раньше ушли бы годы
человеческого труда.
Московский вычислительный центр Академии наук только за один год
производит столько расчетов, сколько могли за 20 лет произвести ни много ни
мало - 10 000 человек. А ведь по всей стране у нас много таких
вычислительных центров. Они созданы в Грузии и на Украине, в Азербайджане и
Белоруссии и во многих других республиках. Предположим, нужно рассчитать
добычу и распределение топлива по основным районам страны - машина берется
за работу. Всего за 5 часов она делает 500 000 000 операций - и расчеты
выполнены. Такие расчеты были произведены в Новосибирске, в Вычислительном
центре Сибирского отделения Академии наук.
Как же выглядят эти немного таинственные и могущественные машины? Увы,
ничего романтичного нет в их облике. Это длинные шкафы с повторяющимися,
удивительно похожими друг на друга устройствами. Создается впечатление, что
вы находитесь в каком-то очень тесном складе, где стоят разного типа
радиоприемники. С некоторых из них сняты футляры. Иногда в эту однообразную
мозаику вкраплены телевизоры и магнитофоны. Но за этим однообразием
скрывается могущество и точность счетно-решающих устройств.
Несколько иначе выглядят машины, моделирующие те или иные процессы.
Здесь много фосфоресцирующих экранов, по которым мечутся зеленоватые змейки
осциллографов. Это не математика в чистом виде, это живая, динамическая
копия процессов, происходящих в твердом теле или в жидкости, копия,
созданная с помощью электроники.
Сейчас в Советском Союзе много интересных вычислительных машин.
Количество их растет стремительно. Если за отправную точку (100
процентов) взять 1950 г., то через пять лет их уже было 737 процентов, а еще
через десять лет - в 4,7 раза больше. К 1970 году количество математических
машин по сравнению с 1965 годом увеличилось более чем в три раза,
Выпуск машин осуществляется сериями. Вот серия машин "Урал", от
"Урал-1" до "Урал-16". Это машины самого разного назначения для решения
разного рода математических логических задач.
Вот серия "Минск". И опять от "Минск-1" до "Минск-32". Это машины
универсальные, они могут выполнять любую задачу промышленного,
экономического, научного характера
Вот машины "Мир", которые называют "электронным инженером". Эти машины
используют обычные математические формулы, цифры, обозначения, что очень
удобно в практике.
Вот, наконец, семейство машин БЭСМ - наиболее важная серия.
Так, БЭСМ-6 может одновременно решать несколько задач со скоростью
миллион операций в секунду.
Задание машине может быть выдано с перфокарт и с перфолент, с магнитных
барабанов и лент и, наконец, даже прямо с телеграфной линии.
Эти машины находят применение в решении самых сложных задач науки,
экономики, производства и управления.
Сегодня созданы ЭВМ от карманных, размером с портсигар, рассчитанных
для индивидуального пользования, до мощных установок, обслуживающих десятки
учреждений одновременно. Можно уверенно сказать: ЭВМ с успехом заменили
человека в любых расчетах, требующих в обычных условиях очень много времени.
Сколько стоит миллион операций, сделанных на машине? Работа,
потребовавшая всего лишь 8 минут, стоит 40 копеек. Интересно, какой
расчетчик согласится на такую оплату труда за миллион арифметических
действий?
А ведь только одна машина "Минск-22" дает свыше 50 тысяч рублей прибыли
в год.
Можно было бы еще долго и много рассказывать о тех действиях, на
которые способны машины, перечислять их достоинства; кажется, нет и не может
быть никаких препятствий на пути эволюции в счетно-решающих устройствах. Что
же способна делать машина?
Сегодня нет, пожалуй, ни одной области, которая в той или иной степени
не могла бы использовать кибернетические машины.
Очень интересно использование машин в технике. Перед нами стан,
прокатывающий стальную ленту. Ослепительно сверкая, проносится раскаленный
металл по цеху завода. Две телевизионные установки с торца просматривают
ленту, как бы наблюдая за ней сбоку. Ширина полосы определяется совершенно
точно с помощью этих установок. Когда ширина соответствует заданной,
электронные приборы не реагируют. Но стоит лишь на незначительную величину
отклониться от проекта, и электроника мгновенно дает сигнал о том, что
произошло нарушение. Нормальный процесс автоматически восстанавливается.
От огромных машин - к применению счетной техники на обычных станках. В
этом случае к довольно примитивным рукам существующего станка как бы
пристраивают умную электронную головку. Почти любому станку, будь то
то