http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=7ae0a379-d552-44b5-892c-d5633f255bf6&print=1© 2024 Российская академия наук
Доктор экономических и технических наук, профессор Валерий Валентинович Овчинников рассказал об истории создания научного центра микроэлектроники в Зеленограде и о том, как в середине прошлого века в Советском Союзе создавался искусственный интеллект.
Как и для чего появился центр микроэлектроники?
В XX веке произошёл скачок в развитии производительных сил: от ручного труда – к механическим станкам, от них – к инструментам, делающим из сырья товар с помощью источников энергии. Согласно теории Н.Д. Кондратьева, появившейся в 1920-е годы, технологические революции, а значит, и циклы спадов и подъёмов в развитии экономики, повторяются с периодичностью 50-60 лет. С каждым таким скачком форма производительных сил кардинально меняется. В XXI веке производительные силы становятся интеллектуальными. Они преобразуют изобретения и открытия в знания, технологии и наукоёмкую продукцию.
По мнению профессора Овчинникова, в последние триста лет каждые 50-60 лет встаёт задача о создании искусственного интеллекта – разумеется, каждый раз в новой форме.
Сегодня искусственный интеллект считается одной из самых важных и перспективных технологий в мире – наряду с квантовыми технологиями или, скажем, блокчейном. Сейчас уже мало кто вспоминает, что 60 лет назад многие задачи уже были решены, но не программным способом, а аппаратным.
В интервью журналу «Экономические стратегии» Валерий Овчинников приводит пример созданных в 1960-х годах арифметических устройств на пороговых логических элементах. Эти модульные арифметические схемы могли обучаться за счёт «взвешивания» сигналов на входах пороговых логических элементов. Несложно провести прямую аналогию с нейронами и перцептронами и регулированием порогов нейронов: современные нейронные сети обучаются в точности тем же способом.
В 1960-е годы в Зеленограде начали строить наукоград. Предполагалось, что в одном месте будут сконцентрированы все самые передовые технологии в области микроэлектроники – как военной, так и гражданской. Там руководство страны предполагало создать новейшую микроэлектронную элементную базу для многофункциональных вычислительных комплексов (МВК): например, сверхбыстродействующего МВК «Эльбрус» или вычислительного комплекса 5Э53, который должен был стать базовой ЭВМ для одного из комплексов системы ПРО. Проект наукограда появился благодаря инициативе председателя совета министров СССР Алексея Николаевича Косыгина, министра электронной промышленности СССР Александра Ивановича Шокина и поддержке представителей ВПК.
Интересно, что основную схемотехнику формальных нейронов для элементной базы вычислительного комплекса 5Э53 разработали очень быстро. Ключевые НИОКР были проведены за два года, затем впервые в международной практике было налажено конструирование и заводское производство микросхем пороговой логики, удовлетворявших требованиям военной приёмки – определённому уровню помехоустойчивости, аппаратного резервирования и так далее.
Учёные конструировали систему, которая могла обучаться решению простых задач: распознавать образы и речь, кодировать информацию, рассчитывать траектории перемещающихся целей. Забегая вперёд, можно сказать, что подобные решения крайне востребованы и сейчас – например, в конвейерном производстве или при расчёте движения авиатранспорта.
В 1962 году в Зеленограде появился Научно-исследовательский институт физических проблем (НИИФП). Там впервые в мировой практике были опробованы технологии конвергенции, с которыми работали специалисты самых разных профессий – физики, программисты, математики, биологи, нейрохирурги и другие. Физик с мировым именем Виталий Иванович Стафеев, возглавивший институт, убедил руководство страны в важности работы над проектами нейронных сетей для противоракетной обороны на основе конвергенции микро- и биотехнологий.
В НИИФП изучали высшую нервную систему и поведение животных, затем с помощью информационных технологий моделировали биологические механизмы и обрабатывали полученную информацию с помощью когнитивных технологий.
Когда в Зеленоград приехал А.Н. Косыгин, ему показали небольшое микроэлектронное устройство, которое могло на аппаратном уровне решать задачу прогнозирования различных событий и рассчитывать траектории летательных аппаратов. Косыгин сразу сообразил, что это чудо можно использовать в управленческих целях. Удивительно, но он сразу ухватил суть: главное – научить элементы обучаться, а потом уже можно будет решать любые задачи.
«Он понял, как решаются задачи глубокого обучения аппаратной нейронной сети и сказал, что такая схема нужна управленцам, – вспоминает Валерий Овчинников, работавший в ту пору в одном из зеленоградских научных центров. – Он уловил, что мы разрабатываем искусственный интеллект, многократно усиливающий возможности человека, и обратился к нам с вопросом: «А можно ли сделать эту систему и поставить её у меня в кабинете, запустить туда программы, чтобы она научилась делать что-то полезное для меня, экзаменовала моих подчинённых и, если возможно, учила бы меня принимать какие-то решения?»
Над проектом архитектуры МВК 5Э53 работал «царь советской кибернетики» Виктор Михайлович Глушков. Он занимался вопросами обеспечения надёжности, помехоустойчивости, энергопотребления, помогал разрабатывать критерии эффективности ЭВМ. Многие его разработки по автоматизированным системам управления используются до сих пор. Сам же учёный вынашивал идею автоматизации управления экономикой. Речь шла не только об использовании искусственного интеллекта, но и о создании глобальной электронной сети – прообраза современного интернета.
К сожалению, далеко не все руководители тогдашнего Советского Союза мыслили столь прогрессивно. Хотя и сегодня осознать сферу применения искусственного интеллекта может не каждый, тем более – понять, чего в нём больше: опасности или блага.
«Некоторые люди думают, что проблема заключается в том, чтобы просто заменить нынешние государственные органы мыслящими машинами, ящиками вроде холодильников», – писал советский философ Эвальд Ильенков. Он сделал вывод о том, что коммунизм не получится построить путём «математически-электронного усовершенствования нынешней системы отношений» (кстати, Ильенков отчасти прав – цифровизация, охватившая страну, вполне может оказаться не шагом вперёд, а оцифровкой хаоса – прим. profiok.com).
Однако многие в партийной верхушке увидели в развитии подобных технологий прямую угрозу своему благополучию. К тому же на Западе стали выходить статьи, гласящие, что Кремлём управляет перфокарта (носитель информации в виде листа картона, данные передавались через наличие или отсутствие отверстий в определённых местах – прим. profiok.com).
А затем СССР заключил договор с США по ПРО. Согласно этому договору, и американские, и советские учёные должны были одновременно прекратить исследования. Проекты были заморожены, а коллективы разработчиков получили приказ перейти к производству серийной вычислительной техники.
Почему китайцы изучают российскую управленческую практику и схемотехнику?
«Дэн Сяопин призывал китайцев во всем учиться у русских, в особенности учиться принимать управленческие решения в экстремальных условиях», – говорит профессор Овчинников. По его мнению, типовые проектные решения «выстраданные многими поколениями инженеров, учёных и чиновников» представляют большую ценность. В них сосредоточены знания, технологии и производство.
Пример: изготовление комплектующих в 1960-е годы на заводах, подчинённых министерству электронной промышленности. Для решения важных задач создавались временные научные и трудовые коллективы, которые объединялись в цепочки. Каждое предприятие выполняло определённые действия. Представим себе принципиальную электрическую схему. Она состоит из электронных компонентов и связей между ними – резисторов, диодов и так далее. Итак: первый коллектив разрабатывает всю информацию об элементной базе, второй – готовит конструкторскую документацию и готовит её к военной приёмке, третий в это время по мере проверки работоспособности элементов осуществляет сборку. Иными словами, образуется конвейер, на котором изделие комплектуется по блокам. При этом каждый коллектив может добавить к изделию свой блок, но не может изменить или исправить то, что сделали другие. По сути, этот в точности тот самый блокчейн, который ещё только собираются внедрять современные российские руководители. Кстати, блокчейн в привычном электронном виде в те годы тоже существовал, только ключи заменялись паролями, а информация хранилась не на множестве компьютеров пользователей, а на многопользовательском мейнфрейме (большой сервер, на котором одновременно работало большое количество пользователей – прим. profiok.com).
В начале 1970-х была издана книга «Искусство вычислять», в которой описано, по сути, ровно то же, что сейчас учёные пытаются сделать с помощью нейронных сетей. Есть советская книга «Быстродействующие микроэлектронные цифровые устройства», тоже весьма популярная в Китае.
Китайцы анализируют мировой патентный фонд с миллиардами изобретений в части конструирования схем искусственного интеллекта и стараются переосмыслить «аппаратное» наследие 1960-х годов. Иными словами, берут идеи и пытаются воплотить их в жизнь с помощью современных технологий, которые 60 лет назад были недоступны. Например, после того как правительство КНР распорядилось повышать надёжность изделий большой интерес вызывает советская схемотехника многократного резервирования.
«Китайцы сейчас нам союзники, но союзники непростые, – убеждён Валерий Овчинников. – Они нуждаются в нашей схемотехнике и способны к конвергенции своих и наших технологий».
Основа успеха – люди
Как известно, долгое время кибернетика в нашей стране была лженаукой. Как же так вышло, что после возвращения кибернетике доброго имени удалось так быстро совершить рывок?
Валерий Овчинников уверен: дело в людях. Конечно, можно говорить о «шарашках», где известные учёные и конструкторы трудились на благо государства, скажем так, не совсем по своей воле. Но даже там был энтузиазм, желание получить результат.
Профессор Овчинников называл имя Акселя Ивановича Берга, создавшего новое направление в науке – бионику. О перспективах кибернетики как науки об оптимальном управлении сложными динамическими системами он спорил даже со Сталиным!
Сохранилась фотография: на скамеечке сидят в ряд легендарные генеральные конструкторы – Глушко, Королёв, Пилюгин… «Это лавочка на Байконуре, на ней обо всём и договаривались, – поясняет Овчинников. – За каждым из них стояла целая индустрия, научные и прикладные институты, вузы, оборонные предприятия. Эти договорённости можно сравнить со знаменитым купеческим словом. А лавочку — она, кстати, до сих пор стоит на Байконуре — я бы назвал глобальным индустриальным центром».
Повезло учёным и с чиновниками. Об интересе А.Н. Косыгина к передовым разработкам уже было сказано выше. Не меньшее участие проявлял глава министерства электронной промышленности А.И. Шокин, ставивший задачу «строить умную ЭВМ, какой ни у кого нет». Министр лично помогал инженерам и конструкторам с поиском необходимых комплектующих.
«У нас очень талантливые и упорные люди, – заключает профессор Овчинников. – К этому нужно добавить наш природный патриотизм. Мы ночевали на рабочих местах, работали сутками».
Среди сегодняшней молодёжи тоже немало талантливых людей. Только вот западные компании их с удовольствием переманивают, поскольку они обладают фундаментальными знаниями, часто превосходящими мировой уровень.
Интервью директора Центра глобальной экспертизы Глобального индустриального центра в странах Латинской Америки, Европы и Китае, доктора экономических и технических наук, профессора Валерия Овчинникова опубликовано в журнале «Экономические стратегии» (номера 2 и 3 за 2018 год) под заголовком «История конструирования искусственного интеллекта».