– Верно, Чевостик. Перед учёными стояла задача создать искусственный мозг и память, в которую можно поместить программу – последовательность шагов. Эта последовательность должна была быть очень точной, без погрешностей. Учёные XIX века задались вопросом: какая наука самая точная?
– Конечно математика!
– Верно, Чевостик! В математике всё логично: если ты сложишь два и два, то всегда, при любых обстоятельствах, в любой точке планеты и в любое время получишь четыре. Учёные решили взять математику за основу программирования и научить первые машины считать и производить сложные вычисления.
– Так они создали искусственный интеллект?
– Нет, но они создали прапрапрапрадедушку искусственного интеллекта, который называется «алгоритм», для механических вычислительных машин – прапрапрапрабабушек современных ноутбуков. Современный искусственный интеллект – очень сложная программа, по которой работает компьютер. И мы сейчас увидим миссис Лавлейс – она сильно помогла в составлении первой такой программы.
Точный набор инструкций, которые компьютер должен выполнить, чтобы решить ту или иную задачу.
– Какая молодец!
– И друзья у неё молодцы. В их числе был английский изобретатель и математик Чарльз Бэббидж, которого можно считать одним из пионеров информатики. В 1822 году Бэббидж представил миру экспериментальную модель малой разностной машины. Она умела считать гораздо быстрее человека, используя при этом огромные числа. И никогда не ошибалась. Вот для неё-то и помогала делать программу Ада!
– Смотри, дядя Кузя, Ада сидит на скамейке в конце аллеи и перебирает какие-то бумаги! Вот бы посмотреть, что там написано!
– Давай подойдём и посмотрим. Вижу, под рисунком написано: «Чертёж большой разностной машины».
– Так вот как выглядела прапрапрабабушка моего ноутбука!
– Ада рассматривает устройство машины, для которой писала программу. Машина выдавала точные вычисления, потому что чётко следовала шагам-указаниям этой программы.
– А что она считала?
– Её вычисления пригодились бы в строительстве и навигации, то есть с помощью этих расчётов строители возводили бы крепкие дома, а моряки – вычерчивали на карте верный путь. Астрономы с её помощью могли бы вычислить сложные пути движения планет. К сожалению, дальше модели дело не пошло, большая разностная машина так и не была построена, но алгоритмы Ады Лавлейс пригодились следующим поколениям программистов.
– Алгоритм и программа – это одно и то же?
– Да, Чевостик, это последовательность простых шагов: задание и объяснение, как его выполнить. Компьютер-носитель + программа – примерно так можно представить «мозг» того самого робота-андроида, универсального думающего помощника, о котором ты мечтаешь. В основе его работы лежало бы то же, что и в основе вычислительной машины Бэббиджа, – математика. Только вычисления он производил бы гораздо быстрее.
– Почему же Бэббидж не поместил свою машину в голову какого-нибудь механизма? Вот и получился бы умный робот!
– Программы Бэббиджа и Лавлейс были слишком просты для этого. Давай-ка переместимся на сто тридцать лет вперёд, ты сам всё поймёшь! Настраиваю времяскок. Англия, 1940-е годы, поместье Блетчли-парк.
Задание
Если бы у тебя дома или в школе был персональный робот-андроид, в чём бы он помогал? Составь список дел, которые ему можно поручить!
Почему робот не ведёт себя как человек. Искусственный мозг против человеческого
– Какая огромная машина, она закрывает всю стену в зале! И как у неё много разных проводов и лампочек. А кто эти люди, которые не сводят с неё глаз, переключают рычажки и что-то записывают?
– Эта группа учёных – главные шифровальщики Великобритании. Во время Второй мировой войны англичане работали здесь, в поместье Блетчли-парк, над расшифровкой сложнейшего кода нацистов, на котором были записаны их секретные приказы и донесения. Возглавлял британскую группу математик Алан Тьюринг, который создал эту машину-декодер. Видишь, он что-то объясняет своей группе.
– Им удалось вскрыть немецкий код?
– Да, Чевостик, и это был огромный прорыв в области прикладных вычислений и компьютерных программ. Идеи Тьюринга пригодились и после войны: по его проекту был создан один из первых в мире компьютеров с записанной в памяти программой.
Электронно-вычислительные машины – автоматические устройства для сложных вычислений и обработки информации.
– И он был таким же большим?
– Ещё больше, Чевостик. Первые ЭВМ – электронно-вычислительные машины – занимали целые здания. На них работали в научных лабораториях, в институтах. Их программы были уже гораздо сложнее, чем программы Ады Лавлейс, но всё же не такие сложные, как программы внутри твоего смартфона, например.
– Когда же появились маленькие настольные компьютеры?
– Эра домашних компьютеров началась в 1980-х годах, когда учёные придумали, как уменьшить мозг компьютера – процессор. Они изобрели микропроцессоры. Это и другие достижения науки позволили сделать компьютеры небольшими, настольными.
Устройство в компьютере, отвечающее за обработку информации.
– И что же умел делать первый домашний компьютер, дядя Кузя?
– По сравнению с твоим смартфоном – не так уж много, Чевостик. Он мог хранить несколько страниц текста или одну, очень размытую фотографию – его память составляла всего шестьдесят четыре килобайта. Объём памяти стандартного смартфона сегодня в сто тысяч раз больше. Зато первый компьютер очень быстро считал и анализировал данные по формулам.
– А как учёные объясняют компьютерам, какие программы им нужно выполнять? Ведь у компьютера нет ни глаз, ни ушей…
– Для этого существуют специальные языки программирования. Язык программирования – набор символов, в котором зашифрована та или иная последовательность команд для компьютера. Этот набор символов набирается на клавиатуре – так он вводится в память компьютера. В мире множество таких языков, одни устаревают, другие возникают. Программисты обычно владеют несколькими.
– А для чего придумано так много языков?
– Для разных марок компьютеров и разных задач. Но активно используют в работе только десять – пятнадцать.
– Чем же они отличаются от языков, на которых говорим мы? От русского или английского?
– Человеческие языки придуманы для общения, языки программирования – только для приказов-команд. Разница вот в чём – я могу просто сообщить: «Чевостик, это интересная книга», а могу побудить тебя к действию: «Чевостик, прочитай эту книгу». Программирование – это всегда побуждение к действию, команда. Она может звучать, например, так: «Помести в свою память эту книгу».
– Ясно, дядя Кузя! И мне теперь понятно, почему ни во времена Ады Лавлейс, ни во времена Тьюринга нельзя было поместить компьютер с программой в голову робота. Компьютеры были огромные! Но почему сейчас робот Атлас всё же не может стать ещё чуточку умнее? Он помогал бы мне, мы бы дружили. Ведь теперь уже изобрели эти… мик-ро-про-цес-со-ры!
– Давай-ка снова попутешествуем, и ты сам ответишь на этот вопрос! Настраиваю времяскок. Уменьшение!
– Где это мы, дядя Кузя?
– Внутри современной стиральной машинки, Чевостик. Смотри, эта прямоугольная пластина – процессор, её мозг. В нём много-много маленьких преобразователей электрического сигнала. К ним крепятся провода, преобразователи передают электрические сигналы друг другу, одни включаются, другие выключаются. Последовательность таких включений-выключений и есть программа. Стоит тебе загрузить бельё, выбрать тип стирки и нажать на кнопку, процессор запускает программу: включает подачу воды и нагреватель, вращает барабан, открывает сливное отверстие и так далее.
– Откуда процессор знает, что делать?
– Действия ему диктует программа, которую составили инженеры. В ней учитываются время, вес белья, вид ткани, насколько вещи грязные. Когда с помощью кнопок или переключателя ты выбираешь вид стирки, то запускаешь нужную программу, а процессор её выполняет. Всё это происходит без твоего участия, автоматически, поэтому такие механизмы и называются автоматами от греческого корня auto, что значит «сам».
– Дядя Кузя, получается, перед нами мозг стиральной машинки и её искусственный интеллект?
– В этой машинке нет искусственного интеллекта, она работает по многоступенчатой, но всё же не суперсложной программе. Искусственный интеллект отличается от программ, по которым работают та же стиральная машинка, робот-пылесос или робот, собирающий автомобили на конвейере, тем, что компьютер с искусственным интеллектом начинает учиться сам, без участия человека. И прибор, оснащённый искусственным интеллектом, имеет множество сценариев действия – это создаёт видимость выбора или даже «свободы воли». Но всё же своей воли у приборов, даже с искусственным интеллектом, нет.
– А как отличить прибор с искусственным интеллектом от других?
– Процессоры постоянно усложняются, Чевостик, усложняются и программы, по которым они работают. Роботов-автоматов оснащают всё новыми и новыми чувствительными датчиками, а самих роботов соединяют друг с другом. Важно понимать, что грань между умным прибором со сложной программой и прибором с искусственным интеллектом очень тонкая. Сегодня учёные, программисты и инженеры в некоторых случаях уже не могут точно сказать, этот прибор умный или с искусственным интеллектом.
Устройство, которое обнаруживает внешние воздействия, например звук или изменение температуры, и передаёт информацию о них компьютеру.