Текст книги "Искусственный интеллект. Иллюстрированная история. От автоматов до нейросетей"

«Франкенштейн». 1818

«“Франкенштейн” был написан во время первой промышленной революции, – пишет Паоло Галло, директор по кадрам Всемирного экономического форума. – Это был период грандиозных перемен, которые у многих вызывали беспокойство и замешательство. В романе поднимались важные вопросы о взаимоотношениях человека и технологий: не создаем ли мы монстра, которого не сможем контролировать? Не утрачиваем ли мы человечность, сострадание, способность сопереживать и испытывать эмоции?»

Опасность, которую представляет особый вид ИИ, – одна из главных тем романа Мэри Шелли (1797–1851) «Франкенштейн, или Современный Прометей» (1818). Главный герой, ученый Виктор Франкенштейн, похищает со скотобоен и кладбищ куски неживой плоти, чтобы создать из них существо, которое впоследствии оживляет «искрой жизни». Он смотрит на свое творение как на эксперимент по достижению бессмертия: «Мне первому предстояло преодолеть грань жизни и смерти и озарить наш темный мир ослепительным светом. Новая порода людей благословит меня как своего создателя… Раз я научился оживлять мертвую материю, рассуждал я, со временем… я сумею также давать вторую жизнь телу, которое смерть уже обрекла на исчезновение»[6]6
  Пер. З. Е. Александровой.


[Закрыть].

Мэри Шелли закончила свой роман, когда ей было 19 лет. Сюжетная идея пришла к писательнице во сне. В то время в Европе были популярны теории, согласно которым электричество играет большую роль в биологии и может быть использовано для оживления мертвых тканей. Известно также, что примерно в 1803 г. в Лондоне итальянский физик Джованни Альдини (1762–1834) предпринимал многочисленные публичные попытки оживления людей с помощью электричества.

Мотивами смерти и разрушения пронизан весь роман, в котором погибают многие персонажи. Так, Виктор уничтожает незавершенную женщину – подругу для монстра, а сам монстр (которого, кстати, в романе ни разу не называют Франкенштейном) убивает Элизабет, жену ученого. Виктор преследует свое творение до Северного полюса, где сам он умирает, а монстр клянется сжечь себя на своем погребальном костре.

Журналист Даниэль Д’Аддарио отмечает: «“Франкенштейн” строится на идее, что люди склонны отвергать искусственный разум как странный и неестественный. Во многом это объясняется отвратительным видом чудовища Франкенштейна… Но что произойдет, когда ИИ явится нам в более привлекательной и практичной сборке?»

СМ. ТАКЖЕ Талос (ок. 400 до н. э.), Голем (1580), «Паровой человек в прериях» (1868), R.U.R. (1920)

Фронтиспис издания «Франкенштейна» 1831 г., выпущенного в Лондоне издательством Генри Колберна и Ричарда Бентли.

Машинное творчество. 1821

«Наше общество ревниво оберегает все, что связано с творчеством, – пишут Саймон Колтон и Герейнт Уиггинс, исследователи из вычислительного подразделения Голдсмитского колледжа. – Человеческое творчество опирается на весь спектр наших умственных способностей, поэтому его моделирование – серьезная техническая проблема. Нам кажется справедливым считать машинное творчество пределом возможностей ИИ – вероятно, его последним пределом».

У термина «машинное творчество» есть несколько значений. Мы подразумеваем под ним область разработки ИИ, в которой творчество моделируется с помощью компьютера или другой машины. Результаты такого моделирования часто кажутся оригинальными и потенциально полезными. К машинному творчеству также относят программы, расширяющие творческие возможности человека. Например, с помощью искусственных нейросетей и других инструментов можно писать музыку или картины в стиле известных художников. Порождающие состязательные сети (GAN, комбинации из двух соперничающих нейросетей) создают фотореалистичные изображения смоделированных лиц, цветов, птиц и интерьеров. С помощью машинного творчества создают новые формы визуального искусства, поэтические и прозаические произведения, математические теоремы, кулинарные рецепты, объекты патентования, игры и шахматные задачи, конструкции антенн и теплообменников и многое другое. Компьютер может порождать такие объекты, которые, будь они созданы человеком, считались бы актом творчества.

К числу ранних и простых примеров машинного творчества относится компониум – механический музыкальный орган, способный создавать огромное число вариаций на музыкальную тему. Его сконструировал в 1821 г. изобретатель Дитрих Винкель (1777–1826). У компониума было два цилиндра, которые поочередно исполняли два такта из случайно выбранного музыкального произведения. Выбор вариаций определял специальный маховик, выполнявший функцию программирующего устройства. По словам Винкеля, если бы каждое выступление длилось пять минут, то компониуму потребовалось бы больше 138 триллионов лет, чтобы воспроизвести все возможные музыкальные комбинации!

СМ. ТАКЖЕ Ars Magna Раймунда Луллия (ок. 1305), Станок для написания книг в Лагадо (1726), «Кибернетическая проницательность» (1968), Генетические алгоритмы (1975), Компьютерное искусство и DeepDream (2015)

«Электрическая овца». Эта абстрактная заставка для экрана была сгенерирована в рамках коллективного художественного проекта Electric Sheep, основанного Скоттом Дрейвсом. Так называемые «овцы» (узоры), наиболее популярные среди пользователей, живут дольше и размножаются при помощи генетического алгоритма, скрещиваясь и мутируя.

Механический компьютер Бэббиджа. 1822

Чарльз Бэббидж (1791–1871) – английский математик, статистик и изобретатель. В 1819 г. он увидел механического турка, когда тот гастролировал по Англии и обыгрывал живых людей в шахматы. Конечно, Бэббидж наверняка догадывался, что турок был каким-то фокусом, но многие считают, что этот андроид вдохновил математика на размышления о других, более практичных думающих машинах и это стало первым шагом на пути к ИИ.

Бэббиджа часто называют самым выдающимся математиком-инженером в предыстории компьютеров. В частности, он создал грандиозный механический калькулятор с ручным приводом – прообраз современного компьютера. Бэббидж считал, что этот прибор будет особенно полезен при составлении математических таблиц, но его беспокоили ошибки, которые могут допустить люди, переписывая результаты с металлических барабанов (всего их было 31). Сейчас мы понимаем, что Бэббидж примерно на столетие опередил свое время и что общество и технологии его эпохи были недостаточно развиты для воплощения высоких мечтаний ученого.

Разностная машина Бэббиджа, работа над которой началась в 1822 г., но так и не была завершена, предназначалась для вычисления значений многочленных функций и состояла примерно из 25 тысяч механических деталей. Ученый также планировал создать устройство более общего назначения – аналитическую машину, которую можно было бы программировать с помощью перфокарт и у которой имелись бы отдельные участки для вычисления и сохранения результатов. Согласно расчетам, аналитическая машина, способная хранить тысячу пятидесятизначных чисел, имела бы длину более тридцати метров. Ада Лавлейс (1815–1852), дочь английского поэта Байрона, составила подробное описание аналитической машины и написала для нее программу. Хотя Аде помогал в этом Бэббидж, многие считают ее первым программистом в истории.

В 1990 г. Уильям Гибсон и Брюс Стерлинг написали роман «Машина различий», в котором изобразили возможные последствия появления механических устройств Бэббиджа в викторианском обществе. В конце романа описывается альтернативный 1991 г., в котором осознающий себя компьютер эволюционировал и, по-видимому, стал рассказчиком книги.

СМ. ТАКЖЕ Счеты (ок. 190 до н. э.), Механический турок (1770), ЭНИАК (1946)

Рабочая модель части разностной машины Чарльза Бэббиджа. В настоящее время хранится в лондонском Музее науки.

«Мастер красоты». 1844

«Мастер красоты» Натаниэля Готорна (1804–1864) – это первый в мире рассказ о роботе-насекомом, завораживающе прекрасный и примечательный поднятыми вопросами об ИИ и отношении к нему человечества. Рассказ, опубликованный в 1844 г. – задолго до изобретения электрической лампочки, – повествует о жизни талантливого мастера Оуэна Уорленда, который работает в часовой мастерской. Оуэн – тонко чувствующий молодой человек, тайно влюбленный в Энни Ховенден, дочь старого часовщика, хозяина мастерской. С самого детства ему хотелось «воссоздать ту первозданную красоту, которая присуща полету птиц и движениям маленьких животных»[7]7
  Пер. Э. Л. Линецкой.


[Закрыть].

В конце концов Оуэну удается сделать механическую бабочку. Старый часовщик обнаруживает первую модель и едва не разрушает механизм, «хрупкий и миниатюрный, как внутренности бабочки». Он резко заявляет: «Оуэн, в этих звеньях, винтиках и колесиках какая-то черная магия».

В заключительной сцене рассказа Оуэн решает показать Энни свое новое творение. Бабочка «уселась на кончик Энниного пальца, трепеща дивными пурпурными в золотых крапинках крыльями, словно собираясь продолжить полет. Никакими словами не передать ее красоты, сотворенной из блеска, великолепия, нежно-переливчатой яркости. В ней был воплощен идеал живой бабочки, созданной самой Природой, – но не блеклой, что летает среди земных цветов, а той, что носится над райскими лугами, радуя маленьких ангелов и души умерших младенцев.

– Красавица! Красавица! – воскликнула Энни. – Она живая? Живая?»

Насекомое летает по комнате и порхает вокруг головы Энни. История заканчивается печально для бабочки: беззаботный младенец давит ее, превращая в кучку крошечных блестящих обломков. Однако у Оуэна наступает некое прозрение: он понимает, что красота бабочки вечна.

Любопытно, что в 2015 г. в США был выдан патент № US9046884 на роботизированную бабочку, способную чувствовать, реагировать и двигаться в соответствии с эмоциональным состоянием человека, чтобы улучшать его настроение.

СМ. ТАКЖЕ Механическая утка де Вокансона (1738), Автоматоны Жаке-Дро (1774), Тик-Ток (1907), «Искусственный разум» Спилберга (2001)

В рассказе «Мастер красоты» описано создание прекрасной и хрупкой механической бабочки, обладающей как реалистичными, так и мистическими свойствами.

Булева алгебра. 1854

В 200-ю годовщину со дня рождения английского математика Джорджа Буля (1815–1864) журналист Джеймс Титкомб назвал его «первым теоретиком искусственного интеллекта, полагавшим, что человеческую мысль можно полностью свести к ряду математических правил и что машины способны заменить монотонный человеческий труд».

В своем главном труде Буль писал, что его целью было «изучить фундаментальные законы мыслительных операций, по которым выполняется рассуждение… собрать… некоторые возможные указания на природу и устройство человеческого разума». Его знаменитый трактат 1854 г. назывался «Исследование законов мышления, на которых основываются математические теории логики и вероятностей». Буля интересовала возможность свести логику к простой алгебре, используя только две величины, 0 и 1, и три простые операции: и, или и не. В наши дни булева алгебра находит широкое применение в телефонной коммутации и проектировании компьютеров.

Буль также указывал и на иную цель своих изысканий: «раскрыть тайные законы и взаимосвязи тех высоких функций мышления, с помощью которых мы постигаем и обдумываем все то, что находится за пределами чувственного познания мира и нас самих». Другой британский математик, Огастес де Морган (1806–1871), который ввел термин математическая индукция, высоко оценил работу Буля в своей посмертно опубликованной книге «Бюджет парадоксов»: «Система логики Буля – это лишь одно из многих свидетельств гениальности и терпения вместе взятых… В то, что символьные алгебраические операции, изобретенные для арифметических вычислений, подходят для выражения любых мыслительных действий и представляют собой грамматику и словарь всеохватной системы логики, никто не поверил бы, пока это не было доказано».

Примерно через семьдесят лет после смерти Буля американский математик Клод Шеннон (1916–2001), узнавший о булевой алгебре еще в студенческие годы, показал, как можно использовать ее для оптимизации систем телефонных коммутаторов. Он также продемонстрировал, что схемы с реле могут решать задачи булевой алгебры. Таким образом, Буль и Шеннон заложили одну из основ нашего цифрового века.

СМ. ТАКЖЕ «Органон» Аристотеля (ок. 350 до н. э.), Счеты (ок. 190 до н. э.), Нечеткая логика (1965)

Разрабатывая свою алгебру, Джордж Буль писал, что одной из его целей было «изучить фундаментальные законы мыслительных операций, по которым выполняется рассуждение».

«Дарвин среди машин». 1863

Английский писатель и энциклопедист Сэмюэл Батлер (1835–1902) одним из первых обрисовал ИИ-системы, которые могут появиться в будущем. В частности, он предвосхитил концепцию самосовершенствующегося машинного сверхразума и предсказал его потенциальные риски. В своем поразительном эссе 1863 г. «Дарвин среди машин» Батлер рассуждает о будущем «механической жизни»: «Мы сами создаем себе преемников; мы день ото дня делаем их физическую организацию все красивее и утонченнее; мы день за днем наделяем их все большей властью и снабжаем всевозможными хитроумными инструментами, формируя ту саморегулируемую, автономную силу, которая станет для них тем же, чем интеллект был для человеческой расы. Через несколько веков мы начнем считать себя низшей расой».

С поразительной проницательностью Батлер рисует картину постепенного подавления машинами человеческой воли: «Мы все больше от них зависим; все больше людей каждодневно становятся рабами, чтобы о них заботиться… посвящая все свои жизненные силы развитию механической жизни… Придет время, когда машины обретут реальную власть над миром и его обитателями…»

В «Книге машин» (1872) Батлер размышляет о том, что моллюск едва ли обладает особым сознанием, однако у человека сознание появилось в процессе эволюции. Точно так же, по мнению автора, машины смогут развить у себя сознание, а потому он призывает нас «поразмыслить над необычайным прогрессом, которого машины достигли за последнюю пару сотен лет, и обратить внимание на то, как медленно эволюционируют животные и растения. Более высокоорганизованные машины – это творения даже не вчерашнего дня, а последних пяти минут…».

Идеи Батлера эхом отозвались в ХХ в., когда отец кибернетики Норберт Винер (1894–1964) написал: «Если мы движемся к созданию машин, которые учатся и оттачивают свое поведение посредством опыта, мы должны признать: каждый новый уровень независимости, который мы открываем машине, становится уровнем возможного неповиновения нашим требованиям. Джинн не захочет добровольно вернуться в свою бутылку, и у нас нет никаких оснований ожидать, что машины будут к нам благосклонны».

Сегодня, когда технологии XXI в. проникли во все сферы человеческой жизни, размышления Батлера и Винера об ИИ выглядят особенно пророческими.

СМ. ТАКЖЕ «Левиафан» Гоббса (1651), «Человеческое использование человеческих существ» (1950), Интеллектуальный взрыв (1965), Герметичный ящик для искусственного интеллекта (1993), Максимизатор скрепок (2003)

В книге «Дарвин среди машин» Сэмюэл Батлер писал: «Мы сами создаем себе преемников… Через несколько веков мы начнем считать себя низшей расой».

«Паровой человек в прериях». 1868

Одно из первых описаний механического человека в американских «десятицентовых романах» (недорогих книгах в мягкой обложке) можно найти в «Паровом человеке в прериях». Этот роман был написан уроженцем Огайо Эдвардом Эллисом (1840–1916) и многократно переиздавался с 1868 по 1904 г. Его главный герой, подросток-изобретатель по имени Джонни Брейнерд, создает трехметрового робота и возит его по Среднему Западу США. Паровой человек носит шляпу-дымоход, таскает повозку, ходит и бегает на шипованных ногах со скоростью до 60 миль в час. Джонни с друзьями и роботом путешествуют по прериям, преследуя бизонов, пугая индейцев и помогая добывать золото.

Эллис так описывает парового человека: «невероятно крупный, распухший, будто олдермен, – что в общем-то выглядело гармонично, учитывая его громадный рост». Роботу сделали широкий корпус, чтобы в нем помещались все механизмы. Кроме того, «лицо было изготовлено из железа… с парой жутких глаз и здоровенным ухмыляющимся ртом… Походка казалась естественной, но во время бега осанка отличалась от человеческой».

Образ парового человека был вдохновлен реальным паровым человекоподобным роботом, запатентованным в 1868 г. американскими изобретателями Цадоком Дедериком и Айзеком Грассом. Увлекательные романы Эллиса представляют собой ранние образцы жанра «эдисонады»: в них обычно фигурирует молодой изобретатель, который спасается от опасностей благодаря своей смекалке. Историк Эндрю Липтак отмечает: «Рассказывая о приключениях на малоосвоенных землях, Эллис описывал повседневность людей, живущих на краю неизвестности. Это напоминает современные сюжеты, разворачивающиеся на далеких рубежах Солнечной системы… Книги Эллиса позволяют погрузиться в мировоззрение той эпохи и понять, каким тогда виделось будущее и насколько с тех пор изменился мир».

СМ. ТАКЖЕ «Большой черный страус Электрического Боба» (1893), Тик-Ток (1907), Подвижный робот Электро (1939)

Обложка книги «Паровой человек в прериях» Эдварда Эллиса (1868).

Ханойская башня. 1883

Игра «Ханойская башня», изобретенная в 1883 г. французским математиком Франсуа Эдуаром Люка (1842–1891), с момента появления и по сей день вызывает любопытство во всем мире. Эта математическая головоломка состоит из нескольких дисков разного диаметра, которые нанизываются на любой из трех стержней. В исходной позиции диски нанизаны на один стержень в порядке уменьшения размера (самый маленький располагается наверху). В процессе игры можно переносить на другой стержень по одному диску за раз: брать верхний диск из любой стопки и помещать его на вершину любой другой стопки. Диск большего диаметра нельзя помещать поверх меньшего. Цель – переместить всю исходную стопку (обычно состоящую из семи или восьми дисков) на другой стержень. Минимальное число ходов составляет 2ⁿ – 1, где n – количество дисков.

Считается, что создателя игры вдохновила легенда об индийском храме, в котором жрецы-брамины постоянно переносят 64 золотых диска с одного алмазного стержня на другой, руководствуясь описанными выше правилами. Согласно этой легенде, когда будет сделан последний ход, наступит конец света. Заметим, что если бы жрецы могли перемещать по одному диску в секунду, то на 2⁶⁴ – 1, или 18 446 744 073 709 551 615 ходов потребовалось бы примерно 585 миллиардов лет – это примерно в 42 раза больше нынешнего расчетного возраста нашей Вселенной.

Головоломка «Ханойская башня» и ее многочисленные вариации используются в различных робототехнических тестах, поскольку позволяют легко оценить по унифицированной шкале интеграцию высокоуровневой логики с восприятием и действиями робота. В таких тестах ключевую роль играет планирование задач и движений (с участием одной или нескольких рук робота).

Для вариаций с тремя стержнями существуют простые пошаговые решения, поэтому игра часто используется на уроках программирования для обучения рекурсивным алгоритмам. Однако найти оптимальное решение задачи «Ханойская башня» (и ее вариаций) с большим количеством стержней не так просто. А для многоруких роботов приходится еще и рассчитывать траектории, позволяющие избежать столкновений.

СМ. ТАКЖЕ Крестики-нолики (ок. 1300 до н. э.), Механический турок (1770), Четыре в ряд (1988), Роботы собирают кубик Рубика (2018)

В игре «Ханойская башня» можно переносить диски на другие стержни по одному: брать верхний диск из какой-либо стопки и помещать его на вершину любой другой стопки. Нельзя класть больший диск поверх меньшего.

«Большой черный страус Электрического Боба». 1893

Серия романов Роберта Тумбса об Электрическом Бобе, подобно «Паровому человеку в прериях» Эдварда Эллиса, показывает, как в США конца XIX в. возрастал интерес к механическим устройствам в виде людей и животных. Главный герой книги «Большой черный страус Электрического Боба» (1893) – десятилетний технический гений по прозвищу Электрический Боб, потомок изобретателя телеграфа Сэмюэла Морзе (1791–1872). Боб живет неподалеку от Нью-Йорка и конструирует различные механизмы: уже упомянутого страуса, гигантского белого аллигатора и других животных, которых можно использовать как транспорт. Как правило, эти роботы снабжены боеприпасами, имеют броню и умеют передвигаться по пересеченной местности.

Главному герою приходит в голову, что большой электрический страус мог бы перенести его с друзьями через скалистую пустыню на юго-западе США, позволив им избежать встречи со змеями. Боб тщательно изучает анатомию и физиологию страусовых и конструирует идеальное средство передвижения: «Большая голова страуса возвышалась почти на тридцать футов над землей. Центр тела находился в двадцати футах от земли, шея имела в длину около восьми футов… Энергия поступала от мощных аккумуляторных батарей, расположенных в теле птицы аккурат между бедрами. Они обеспечивали скорость от двадцати до сорока миль в час – в зависимости от свойств почвы, по которой мы передвигались».

Примечательно, что автор делится с читателем множеством технических подробностей. Например, в романе даются описания всех материалов и деталей механической птицы, включая полые стальные ноги и пуленепробиваемые алюминиевые крылья и хвост. Боб объясняет: «Здесь находятся канистры с водой, места для хранения провизии, боеприпасов и всего такого, а вот и наш пулемет… [который] состоит из увеличенного вращающегося барабана с двадцатью пятью винтовочными патронами и короткого тяжелого ствола. Чтобы стрелять, нужно поворачивать эту рукоятку».

Хотя подобная беллетристика не поднимает философских вопросов, связанных с созданием механических форм жизни, «эдисонады» показывают нам мировоззрение той эпохи – а также ее предрассудки, надежды и устремления.

СМ. ТАКЖЕ Механическая утка де Вокансона (1738), «Паровой человек в прериях» (1868), Тик-Ток (1907)

Иллюстрация к роману Роберта Тумбса «Большой черный страус Электрического Боба» из издательской серии New York Five Cent Library, 1893 г.