Развитие математических методов исследования

И информационных технологий

На истории технического прогресса в области вычислительной техники остановимся подробнее. К началу 1940-х годов ситуация была такова. Инженеры пользовались в основном логарифмическими линейками, таблицами и номограммами. Финансовые работник использовали арифмометры и счеты. На машиносчетных станциях действовали примитивные полуавтоматические счетные устройства, которые позволяли подсчитать число карт, вытащенных набором шпиц из совокупности. Информация шифровалась дырками и сплошными прорезями на краях карт. Все перечисленные методы счета не позволяли быстро и безошибочно проводить обширные вычисления.

Первые ЭВМ, построенные в конце 1940-х годов в СССР и США, были, несомненно, принципиально новым шагом в технике вычислений, несмотря на то, что их вычислительная мощность была много ниже современных персональных компьютеров. Вплоть до 1980-х годов, т.е. до распространения персональных компьютеров, ЭВМ различных типов выглядели примерно одинаково - большие шкафы, занимающие целый зал. Между лицами, желающими решать задачи на ЭВМ (пользователями), и ЭВМ всегда стояли посредники - программисты.

И вдруг все изменилось. Вместо зала компьютер устроился на столе, программист исчез за ненадобностью (теперь он называется консультантом). Как такое могло произойти? Это - результат технического прогресса в радиоэлектронике. Сам компьютер (материнская плата) теперь очень маленький. Новая техника (монитор и клавиатура) приспособлена к потребностям человека. Можно представить себе дальнейшее развитие, например, когда вместо монитора клавиатуры будут использоваться плоские экраны на жидких кристаллах. Тогда компьютер может принять форму тонкой папки. Вопрос лишь в экономической целесообразности подобного развития в настоящее время.

Отметим, что вслед за техническим прогрессом в области вычислительной техники изменились и функции компьютера. Если он был придуман для проведения научно-технических расчетов, то в настоящее время такая деятельность отнюдь не является доминирующей. Достаточно часто персональный компьютер используется как средство развлечения, для компьютерных игр, для просмотра фильмов, чтения текстов. Второе по частоте использование - составление и редактирование текстов. И лишь третье - расчеты, причем прежде всего - бухгалтерские. В настоящее время большое значение имеет Всемирная сеть Интернет, по которой распространяется разнообразная информация, в том числе с помощью электронной почты. Взрывным образом развивается электронная коммерция через сеть Интернет (удвоение продаж каждые два года).

Большое место в фундаментальной и прикладной науке, а также в технических и технологических исследованиях занимает эксперимент. Во второй половине ХХ в. практическое значение приобрела математическая теория эксперимента (см., например, монографию известного пропагандиста этого научного направления в нашей стране проф. В.В.Налимова [8]). В частности, в химической и фармацевтической промышленности методы экстремального планирования эксперимента позволяют увеличить выход полезного продукта на 30 - 300 %. Весьма полезными оказались различные варианты математического эксперимента, т.е. эксперимента на основе математических моделей реальных явлений и процессов, в том числе в стандартизации и управлении качеством продукции [9]. Современные информационные технологии сбора и анализа научно-технической информации - неотъемлемая составная часть современной фундаментальной и прикладной науки и инженерных разработок. Нельзя быть на уровне современных требований к наукоемкой продукции без активного использования информации в сети ИНТЕРНЕТ. Однако при этом должна быть обеспечена эффективная защита собственной информации. Единственный надежный способ - не подключать компьютеры с информацией о собственных разработках к Интернату или иным сетям общего пользования, а выходить в эти сети со специально выделенных компьютеров.

Общепризнано, что кардинальное ускорение научно-технического прогресса может быть достигнуто только на основе интенсивного использования математических моделей и математических методов исследования [10]. Разработка и использование разнообразных моделей практически во всех направлениях науки и техники - характерная черта ХХ в. [11]. Подчеркнем важность методологических исследований, которые зачастую определяют успех или неудачу следующих за ними более конкретных работ [12]. Ошеломляющий успех кибернетики в послевоенные годы определялся именно ее принципиально новыми методологическими установками [13].

В области вычислительной техники имеются и свои мифы. Один из них - "искусственный интеллект". Что такое "искусственный интеллект", на наш взгляд, никто не может обоснованно ответить. Все рассуждения на эту тему, как нам представляется, – способ выбить финансирование на компьютерные разработки, что само по себе отнюдь не преступление.

Суть дела в том, что не ясно, что такое "естественный интеллект", т.е. интеллект человека. Более или менее изучены лишь отдельные стороны человеческого интеллекта. Например, человек умеет считать. С этой узкой точки зрения калькулятор (с которым домохозяйки ходят на рынок) обладает искусственным интеллектом, причем гораздо более мощным, чем человеческий. Но почему-то не хочется называть калькулятор искусственным разумом.

Компьютер делает только то, что задано в программе. Конечно, программа может использовать датчик псевдослучайных чисел, но от этого компьютер не становится самостоятельным и разумным. Термины типа "обучение" в различных алгоритмах обозначают вполне определенные вычисления и обычно никакого отношения к реальным действиям конкретных людей не имеют.

"Искусственный интеллект" со временем меняет обличья. В 1970-е годы много было разговоров про "самоорганизацию", в 1980-е – про "экспертные системы", в 90-е - про "нейрокомпьютеры". Стандартный набор действий в каждом из этих случаев таков: разработка "методологии", написание больших планов, развитие теории, проведение длительных расчетов на компьютерах, создание "первых версий систем", т.е. игрушек – и пшик. Как правило, оказывалось, что классическими методами можно сделать больше и лучше. Но инициаторам новой тематики нужны деньги, надо заморочить головы тех, кто деньги дает – и изобретается новый проект, требующий более мощных компьютеров и расширения штатов научных работников.

Говорят, в нашу страну идеи "искусственного интеллекта" завез М.В. Келдыш в конце 1960-х годов. Будучи президентом Академии наук СССР, он поехал в США. Там ему объяснили, что надо заниматься "искусственным интеллектом", а, скажем, статистикой и эконометрикой не надо. Так он и сделал. Но в США организаторам науки действительно не надо было специально заниматься статистикой, поскольку более 150 лет там активно работала Американская статистическая ассоциация (более 20 тысяч членов). А у нас проблемы в статистике как были, так и остались, а существенная часть квалифицированных специалистов была отвлечена на бесплодные проекты "искусственного интеллекта".