Можно ли построить мыслящую машину?
К 1830-м годам математики, инженеры и ученые всерьез взялись за постройку машины, способной производить вычисления так же, как люди-«компьютеры». Английский математик Ада Лавлейс и ученый Чарльз Бэббидж изобрели «разностную машину», а позже разработали проект более сложной «аналитической машины», решавшей математические задачи путем выполнения заранее определенной последовательности шагов. Бэббидж не предполагал, что его машина будет использована для чего-либо, кроме действий над числами. Именно Лавлейс в примечаниях к научной статье, которую тогда переводила, добавила изумительно глубокий комментарий, что более мощный вариант машины можно было бы использовать иначе[24]. Если машина способна манипулировать символами, обозначающими разные вещи (например, музыкальные ноты), тогда ее можно было бы использовать для «размышления» о вещах, лежащих за пределами математики. Хотя Лавлейс не верила, что компьютер когда-либо обретет способность к самостоятельному мышлению, она предвидела создание сложной системы, умеющей выполнять инструкции и таким образом подражать человеку во многих его повседневных задачах.
В ста милях к северу от Кембриджского университета, где работали Лавлейс и Бэббидж, молодой математик-самоучка по имени Джордж Буль шел через поле в Донкастере, когда его внезапно осенило: он решил посвятить свою жизнь расширению логики человеческого мышления[25]. Во время этой прогулки родилось то, что мы сегодня называем булевой алгеброй: способ упрощения логических выражений (например, «и», «или», «не») через использование символов и чисел. Скажем, вычисление выражения «истина и истина» должно давать результат «истина», что физически могло бы соответствовать положению переключателей или крышек луз на компьютере. Булю потребовалось два десятилетия на формализацию своих идей. И еще только через сто лет кому-то пришло в голову, что булева логика в сочетании с теорией вероятностей могла бы превратить компьютеры из средства автоматизации элементарных математических операций в более сложные мыслящие машины. Технологии, позволяющей построить такую машину, еще не было отсутствовали необходимые процессы, материалы и источники энергии, и проверить теорию на практике было невозможно.
Переход от теоретического представления о мыслящей машине к компьютерам, начавшим имитировать мышление человека, произошел одномоментно, с публикацией двух основополагающих статей: «Символический анализ релейных и переключательных схем» Клода Шеннона и «О вычислимых числах и их применении к проблеме разрешения» (Entscheidungsproblem) Алана Тьюринга. Изучая электротехнику в Массачусетском технологическом институте, Шеннон в качестве предмета по выбору взял философию, что выглядело необычно. Основным научным трудом, на который опиралась его диссертация, был трактат Джорджа Буля «Исследование законов мышления». Научный руководитель Шеннона, Вэнивар Буш, подал ему идею реализовать булеву логику в виде физических схем. Буш построил усовершенствованную версию «аналитической машины» Лавлейс и Бэббиджа она называлась «дифференциальный анализатор», но сконструирована она была в некоторой степени бессистемно. В то время не существовало теории, которая диктовала бы методику проектирования электрических схем. Открытие Шеннона заключалось в том, что он осуществил схемную реализацию булевой логики и объяснил, каким образом с ее помощью получить рабочую схему, способную складывать нули и единицы.
В то же время, когда Шеннон работал над переносом булевой логики на физические схемы, Тьюринг экспериментировал с «универсальным переводчиком» Лейбница, способным представлять все физическое и научное знание. Английский ученый ставил перед собой задачу доказать так называемую Entscheidungsproblem, или «проблему[26] разрешения». Упрощая, можно сформулировать ее так: не существует алгоритма, при помощи которого возможно доказать истинность или ложность произвольного математического утверждения. Ответ оказался отрицательным. Тьюринг сумел продемонстрировать, что такого алгоритма действительно не существует, но побочным результатом его работы явилась математическая модель универсальной вычислительной машины[27].
И это изменило все. Тьюринг понял, что программа и данные могут храниться внутри компьютера для 1930-х годов это было радикальной идеей. До того все сходились на мысли, что машина, программа и данные три независимые друг от друга сущности. Универсальная машина Тьюринга объясняла, почему они крепко связаны друг с другом. Если смотреть на вещи механически, логика управления схемами и переключателями тоже может быть закодирована в программе и данных. Подумайте на секунду о важности этих утверждений. Контейнер, программа и данные оказались объединены в рамках общей сущности подобно тому, как обстоит дело у людей. Мы тоже контейнеры (наши тела), программы (автономные функции клеток) и данные (наша ДНК в сочетании с прямой и косвенной информацией, поставляемой органами чувств).