Читать книгу Рождение машин. Неизвестная история кибернетики - Томас Рид - Страница 6

С 1940 по 1945 год NDRC финансировало 8 проектов по разработке системы управления огнем. Заключенные контракты фактически отражали положение дел в мире систем управления. D‐2 заключили 51 контракт с частными компаниями и лабораториями, 25 контрактов – с академическими исследовательскими институтами. Более 60 проектов были посвящены проблемам наземного огня из орудий противовоздушной обороны. Средняя сумма финансирования составляла 145 000 долларов. Самым крупным и успешным контрактом Уивера на сумму 1,5 миллиона долларов была система наведения, разработанная в Bell, M‐9. Самый маленький и несущественный контракт, на сумму чуть более 2000 долларов, был связан с работой Норберта Винера, который исследовал методы предсказания будущей криволинейной траектории полета самолета[38].

В начале февраля 1940 года, через пять месяцев после вторжения нацистской Германии в Польшу, Винер вступил в Американское математическое общество. Позднее, 11 сентября, Винер принял участие в собрании Американского математического общества в Дартмутском колледже, и это событие изменило историю вычислений. В Bell Laboratories тогда работали со «сложным вычислителем». Машина состояла из 450 реле и 10 матричных переключателей, а также удаленных терминалов, каждый с клавиатурой для ввода и телетайпом для вывода. Один из них был в Дартмуте. Сотрудник Bell Джордж Штибиц был знаком с работами Винера и потому пригласил участников собрания посмотреть компьютер, который выполняет сложение, вычитание, умножение и деление сложных чисел. Винер подошел к клавиатуре и стал испытывать его, стараясь сбить компьютер с толку, но на телетайпе раз за разом появлялись правильные значения, и это казалось волшебством. Так Винер впервые столкнулся с думающей машиной[39].

Тем временем немцы бомбили Лондон, шла ожесточенная и кровопролитная битва за Британию. Для NDRC приоритетной задачей становилось улучшение систем наведения орудий ПВО.

22 ноября Винер отправил в исследовательский комитет Буша докладную записку на четырех страницах, в которой предлагал «изучить чисто математическую возможность предсказания пути полета аппаратными средствами», а затем «разработать эти аппараты»[40]. Перед самым Рождеством 1940 года проект был утвержден, NDRC выделил 2325 долларов профессору из МТИ.

На пост главного инженера проекта Винер выбрал 27-летнего выпускника МТИ, специализировавшегося в области электротехники и математики, Джулиана Бигелоу. Амбициозный Бигелоу во всем ценил точность, кроме того, он был авиатором-любителем, что дало ему навык, полезный в новом проекте. Оба академика знали, что они взяли на себя одну из труднейших проблем в своей области. Блицкриг был в самом разгаре. Через несколько дней после того, как стартовал проект Винера, вечером 29 декабря, люфтваффе особо яростно обрушился на Лондон. За три часа на город были сброшены 120 тонн взрывчатки и 22 тысячи зажигательных бомб. Никогда еще проблема противовоздушной обороны не стояла столь остро.

Винер и Бигелоу занимали бывший математический класс во втором корпусе МТИ, превратив его в «маленькую лабораторию». Здесь они экспериментировали с импровизированными устройствами. Винер справедливо полагал, что, попав под обстрел, пилоты «скорее всего, будут петлять, двигаться зигзагом или еще как-нибудь уклоняться»[41]. Чтобы проиллюстрировать это, профессор начертил зигзагообразную линию на доске. Бигелоу возразил, что такое поведение пилота ограничено возможностями самолета[42]. Из-за инерционных свойств самолета, да еще на большой скорости, пилот теряет свободу маневра. Зигзаг выполнить не так-то просто. Винер понял, что психологический стресс и физические ограничения самолета делают человеко-машинную систему более предсказуемой и можно будет вычислить будущую траекторию в зависимости от предыдущей. Он стер зигзаг и вместо него начертил линию из сглаженных кривых.

Ученые столкнулись со следующей проблемой: у них нет никаких точных данных о поведении пилотов во время боя, поэтому им нужно смоделировать полет, основываясь на предположениях. Это было непросто. Чтобы скопировать случайные кривые, которые выписывали в воздухе над Лондоном и всей охваченной войной Европой немецкие пилоты, Бигелоу установил моторный прожектор, который проецировал сглаженные, циклические, но не однообразные схемы полета на стену их импровизированной лаборатории. Чтобы «облететь» стену, ему требовалось около 15 секунд[43].

Джинн вышел из бутылки. Это означало только одно: кто-то должен предупредить мир об опасности расцвета машин.

Это был идеальный путь полета. Чтобы смоделировать реальные пути пилота, находящегося в ситуации стресса, исследователи установили второй, красный прожектор и устроили погоню на стене, стараясь догнать красным светом белые кривые. Это была довольно сложная задача. Погоня за светом требовала «мягкого приспосабливания», как называл это Винер, движение было достаточно сложным, чтобы казаться естественным, и при этом «совершенно неправильным». По мнению Винера, из полученного беспорядочного движения можно было выделить ограниченное количество моделей поведения вражеских пилотов и описать их языком цифр.

Тем временем в других проектах NDRC наметился значительный прогресс. К концу мая Радиолаборатория успешно протестировала автоматическую турель B‐17 на одной из крыш МТИ. Несколькими днями позже, 4 июня 1941 года, Уивер организовал для Винера и Бигелоу посещение лаборатории Bell в Уиппани, Нью-Джерси. Осматривая экспериментальное устройство Bell, Бигелоу так выразил свое удивление величиной допущения инженеров: «У них не было никаких случайных переменных, они совершенно не принимали во внимание попытки уклониться или даже случайные отклонения в курсе полета»[44]. Ученые пытались возражать, но в Bell совершенно не заинтересовались абстрактной математикой, которую представил им Винер.

Первого февраля 1942 года Винер послал Уиверу обширный отчет с длинным названием «Интерполяция, экстраполяция и сглаживание стационарных временных рядов». Винер внес академический вклад в целый ряд теоретических дебатов в области абстрактной математики, но его работа оказалась бесполезной в условиях войны; атака на Перл-Харбор произошла всего двумя месяцами ранее, все заводы США переключились с коммерческой продукции на военную.

В 124-страничном же докладе Винера насущные проблемы даже не упоминались, ни слова не говорилось о безуспешных экспериментах в маленькой лаборатории МТИ или способах механического воплощения этой теории. Проблема наведения упоминалась в докладе только дважды, затерянная среди леса математических формул. Ни заглавие, ни введение, ни содержание не имели и намека на проблему, ради которой затевался проект. Вместо этого Винер сыпал заумными математическими терминами: броуновское движение, частичные суммы Чезаро, интеграл Фурье, гамильтоновы формы, мера Лебега, теорема Парсеваля, распределение Пуассона, интеграл Стилтьеса, лемма Вейля и так далее. Когда Уивер получил доклад, он сразу его засекретил и поместил в папку «оранжевой угрозы», как неофициально называли документы, относящиеся к противостоянию с Японией. Инженеры в шутку прозвали этот документ желтой, по цвету обложки, угрозой, подсмеиваясь над непроходимой сложностью теории и отсутствием ее практической ценности отчета.

Через пять месяцев, 10 июня 1942 года, Винер и Бигелоу послали краткий промежуточный отчет о своих попытках построить обещанные устройства. Поиграв со светом в темноте комнаты 244 в течение нескольких месяцев, они разработали некоторые ключевые идеи, которые позднее обрели форму кибернетического мировоззрения Винера. В частности, они поняли, что человек и машина формируют целое, систему, слаженный механизм. Они считали, что этот комбинированный механизм в конце концов будет действовать как сервопривод, устройство, автоматически корректирующее свое поведение в ответ на ошибку: «Мы понимали, что иррациональность пути самолета вводится пилотом. Пытаясь выполнить полезный маневр, например прямой полет или поворот на 180 градусов, пилот действует как сервомеханизм, компенсируя отклонение динамики его самолета как физической системы, увеличивая угол наклона в зависимости от ошибки»[45]