Индустриальная эпоха
2. Бэббидж и механизация умственного труда
Мы должны помнить, что иная высшая наука, которой нет преград, грядет шагами гиганта… Это наука расчета, с каждым шагом прогресса она становится все нужнее, и в конечном счете именно ей надлежит управлять всяким приложением науки к искусству жизни[117].
Вычисление как разделение труда
В Англии начала XIX века компьютерами, то есть вычислителями, называли не машины, а людей – офисных служащих, зачастую женщин, которым приходилось вручную вести утомительные расчеты для правительства, Астрономического общества и британского флота. Время от времени «компьютеры» работали из дома, получая по почте бесконечные списки чисел и отправляя обратно результаты расчетов. С исторической точки зрения именно так выглядела первая вычислительная сеть — как домашний труд с вероятным привлечением членов семьи. Размышляя о рационализации трудоемкого и чреватого ошибками процесса, полимат Чарльз Бэббидж задумал заменить «компьютеры» с их однообразной работой автоматизированной паровой машиной. Впоследствии Генри Колбрук, вручая Бэббиджу в 1823 году золотую медаль Лондонского астрономического общества за изобретение Разностной машины, заявил:
В иных случаях машины заменяли простые орудия и физический труд… Но изобретение, о котором я во всеуслышание говорю… заменяет механическим действием интеллектуальный процесс… Изобретение мистера Бэббиджа ставит на место [человека-] «вычислителя» двигатель[118].
Разностная машина Бэббиджа, знаменитая предшественница современных компьютеров, появилась на свет благодаря деловым амбициям – желанию автоматизировать вычисления логарифмов и продавать сверхточные логарифмические таблицы, которые играли важную роль в астрономии и требовались для сохранения британской гегемонии в морской торговле. Таким образом, необходимость решить задачу определения долготы в открытом море дала дополнительный импульс развитию механизированных вычислений. Тогда уже существовали небольшие механические калькуляторы, но они не были автоматизированы и позволяли выполнять только основные математические операции. У Бэббиджа возникла идея соединить сложный логарифмический калькулятор и производимое паровым двигателем непрерывное движение, чтобы получить не просто счетное устройство, а счетную машину, которая превратит расчеты в бизнес промышленного масштаба. Новое слово «машина» [engine] подхлестывало фантазии о неограниченной производительности и бесконечном экономическом росте. Идея автоматического компьютера-вычислителя (в современном смысле этого слова) возникла из проекта механизации умственного труда клерков, а не из старой алхимической мечты о создании мыслящих автоматов, хотя подобный нарратив звучал в XIX веке не реже, чем в эпоху корпоративного ИИ, причем с той же целью – придать бизнесу респектабельность[119].
Какой именно «интеллектуальный процесс» (умственный труд) хотел механизировать Бэббидж? Это ключевой вопрос, который нужно прояснить, если мы хотим понять ограничения и возможности вычислений, иначе уже одно только определение ИИ усилит недоразумения. Первым механизированным видом умственного труда стал ручной счет — особый навык, который воспроизводился вплоть до одной из моделей машины Тьюринга, задуманной как буквальное воплощение телеграфной машинистки («вычислительницы»), считывающей и записывающей цифры на ленте. Как мы увидим в главе 9, иная генеалогия вычислений и ИИ не имеет ничего общего с этим образом, который никак не связан с искусственными нейронными сетями для распознавания паттернов.
Разностная машина Бэббиджа – необычный артефакт. Она не была компьютером в современном понимании, поскольку в ней программное и аппаратное обеспечение представляли собой одно целое, а различия между инструкцией и информацией не существовало (см. рис. 2.1). Одновременно будучи и программой, и оборудованием, Разностная машина эстетически интригует современного наблюдателя. Латунные шестерни и вращающиеся цилиндры в физическом смысле воплощают алгоритм – метод разностей французского математика Гаспара де Прони для упрощения расчета квадратов целых чисел и логарифмов. Разностная машина также не была компьютером в современном смысле потому, что ее нельзя было программировать: звание промышленной машины с независимым вводом информации принадлежит куда более скромному Жаккардову ткацкому станку[120]. Прототип Разностной машины так и не был завершен, а Жаккардовы станки, ставшие двигателем индустриальной эпохи, выпускали тысячами. Именно этот станок установил в качестве стандарта хранения информации перфокарты, которые IBM использовала в неизменном виде вплоть до конца XX века[121]. Более того, первая «цифровая картинка», то есть изображение, описанное числовой последовательностью, – тоже ткацкий артефакт. В 1839 году портрет самого Жаккарда была выткан с помощью 24000 карт[122]. Бэббидж хранил копию портрета Жаккарда в кабинете и даже принял решение использовать перфокарты для ввода информации в другом нереализованном прототипе – Аналитической машине. В отличие от предшественницы, по задумке она могла решать различные типы уравнений, поскольку информация уже на теоретическом уровне отделялась от инструкций.
Рис. 2.1. Разностная машина Бэббиджа (Babbage Ch. Passages from the Life of a Philosopher. London: Longman, Roberts & Green, 1864, первая обложка)
Разностную машину не изобрел одинокий созерцательный ум Бэббиджа сам по себе. Как показывает Саймон Шаффер, «центры разумности» [places of intelligence], разбросанные по всей Англии, помогали Бэббиджу экспериментировать с механическими вычислениями и в конечном итоге послужили первоисточником его «машинного разума»[123]. Шаффер замечает, что Бэббидж поддерживал с промышленными мастерскими как локусами знаний более тесные отношения, чем с университетами, которые в то время не могли ничего предложить, кроме консервативных теоретических учебных программ. Хотя агиографы по-прежнему изображают Бэббиджа одиноким гением, в реальности он был глубоко вовлечен в круги промышленников и участвовал в дебатах о зарождающейся дисциплине политической экономии. Ему принадлежит одно из самых влиятельных руководств эпохи по управлению производством – сочинение «Об экономике машин и мануфактур» (1832).
Его первые же строки подтверждают, что автоматизированные вычисления «изобрела» не абстрактная математика, а прикладное разделение труда: «Настоящий труд может считаться одним из результатов работы Счетной машины, конструированием которой я так долго руководил»[124]. Это историческое свидетельство того, что вычисления как выражение разделения труда были частью промышленного капитализма с его самой зари, а вовсе не стали продуктом его последних достижений. Прислушавшись, как Бэббидж пытается убедить читателя, что первое руководство по управлению промышленным производством вдохновлено проектом автоматизированных вычислений, историк-материалист, несомненно, воспримет эту автомифографию критически. Разве не проблемы организации труда и нарушения субординации привели к изобретению новых дисциплинарных техник, побуждая Бэббиджа всматриваться в топки индустриальной Европы?
Учесть часы
Особый импульс к механизации умственного труда и изобретению автоматизированных вычислений в Англии дала нужда в сверхточных логарифмических таблицах, которые в эпоху агрессивной колониальной экспансии имели решающее значение для ориентации в море. Таблицы, применявшиеся для расчета долготы на открытой воде, были крайне ненадежны – человеческие просчеты приводили к кораблекрушениям и крупным коммерческим убыткам. Согласно агиографическому анекдоту, Бэббидж, размышляя над многочисленными ошибками в логарифмических книгах, воскликнул: «Хотел бы я, чтобы эти расчеты делал пар!»[125] Однако первый проект по ускорению расчета логарифмических таблиц состоялся не в Англии, а во Франции – в 1791 году. Революционное правительство взялось за внедрение метрической системы измерений, вкладываясь в то, что Лоррейн Дастон назвала «большими расчетами» (ср. с «большими данными»)[126]. Преследуя амбициозную цель сделать десятичную систему стандартом угловых измерений, правительство попросило Гаспара де Прони разработать деление квадратного угла на 100, а не на 90 градусов, для чего требовалось логарифмически перевести старые радиальные деления в новые. И хотя план угловой реформы потерпел неудачу и существовавшее с шумерских времен деление до сих пор остается глобальным стандартом, опыты де Прони приблизили рождение автоматизированных вычислений.
В «Исследовании о природе и причинах богатства народов» шотландский экономист Адам Смит представил знаменитое объяснение разделения труда на примере производства булавок. Вдохновленный этим, де Прони разработал своего рода коллективный алгоритм для расчета логарифмов. По его задумке рабочий процесс следовало организовать как социальную пирамиду. На вершине помещается класс математиков, которые формулируют задачу и передают ее второму классу, «алгебраистам». Те составляют простые операции и готовят данные для третьего класса, людей-компьютеров, которые выполняют все фактические расчеты на бумажных листах, а затем возвращают их начальству (см. рис. 2.2). Студенты, часто женщины и иногда «множество безработных парикмахеров» «записывали на страницах числа, складывая их и вычитая»[127]. Алгоритм де Прони использовал упомянутый метод разностей, основанный на том, что разность между квадратами последовательных чисел постоянна, и поэтому можно интерполировать значение следующих квадратов, заменив сложное умножение простым сложением и вычитанием[128].
Бэббидж хотел заменить третью часть вычислительной пирамиды (рабочих) машиной, поскольку они занимались утомительным расчетом простой разности с помощью сложения и вычитания. Метод разностей дал машине Бэббиджа и алгоритм, и имя – Разностная машина. Как уже упоминалось, в то время существовали работавшие от ручного приложения сил механические калькуляторы для основных математических операций. У Бэббиджа возникла идея воплотить конкретный алгоритм в механическом устройстве, использовав в качестве источника движения паровой двигатель, чтобы превратить расчет логарифмических таблиц в масштабный промышленный бизнес. Единожды запущенная, Разностная машина должна была без остановок вычислить целую логарифмическую таблицу. По удивительной задумке Бэббиджа, зубчатые колеса из латуни и дерева наделялись неограниченной вычислительной мощностью. Сегодня использование пара в качестве источника энергии для расчетов сохранилось только в научно-фантастическом жанре стимпанк, но мир Бэббиджа совсем не похож на наш. Это был мир, где автоматизированные вычисления выполнялись без электричества.
Рис. 2.2. Схема применения метода разностей (алгоритма) де Прони к разделению труда (Babbage Ch. On the Economy of Machinery and Manufactures. London: Charles Knight, 1832. P. 161)
Первый прототип Разностной машины Бэббиджа был скромен и все еще приводился в движение вручную. Любопытно, что первым устройством, которое перевело в материальную форму алгоритм де Прони для ручного счета, всем знакомо: это часы (см. рис. 2.3). В книге 1832 года Бэббидж изложил общую концепцию Разностной машины в главе, о которой часто забывают. Именно в главе под названием «О разделении умственного труда» (On the Division of Mental Labour) он предположил: «Возможно, некоторым нашим читателям это покажется парадоксальным, но разделение труда можно с равным успехом применить к умственным операциям, тем самым обеспечив сопоставимую экономию времени»[129]. Следуя разностному методу де Прони, Бэббидж разделил вычисление логарифмических таблиц на взаимозаменяемые шаги и собрал их в новый механический алгоритм. Три столбца таблицы разностного метода были представлены в виде часов, которые Бэббидж впоследствии реализовал в виде вращающихся цилиндров. В первом рабочем прототипе разностной машины (ок. 1833) пошаговое вращение цилиндрических «часов» заменило движения руки, добавлявшей цифры на бумаге. Часовой артефакт выступал образцовым эвристическим посредником между системой счисления и алгоритмом расчета. Если цель автоматизации заключается в экономии времени, то ее реализация в форме часов сама по себе символична. Не менее красноречиво и то, что стрелка часов, которой измеряют производительность ручного труда на фабрике, автоматизировала ручной расчет[130].
Рис. 2.3. Проект реализации метода разностей (алгоритма) де Прони в форме механизма (Babbage Ch. On the Economy of Machinery and Manufactures. London: Charles Knight, 1832. P. 161)
Цилиндрические часы получали число в виде постепенного вращения, прибавляли его к уже имеющемуся числу поворотов и выполняли общий вывод в виде дальнейшего движения. Все происходило внутри механизма, способного лишь необратимо выполнять только одну большую непрерывную операцию. Изобретение Бэббиджа не проводило различий между программой и оборудованием, и точно также для часовых цилиндров не существовало различий между числами и процессами, памятью и операциями. Две функции планировалось разделить в Аналитической машине (в современных компьютерах это разделение приняло формы памяти и центрального процессора). Другим ограничением механического алгоритма Бэббиджа была десятичная система и, в частности, проблема автоматизации переноса десятков, которая преследовала механические расчеты со времен Паскаля[131]. Нужно помнить, что в итоге двоичная система (благодаря Лейбницу, Булю, Тьюрингу, Шеннону, фон Нейману и другим) возобладала потому, что технически упрощает сложение и вычитание. Электрический переключатель может включаться и выключаться, причем два состояния представляют все необходимые единицы счисления (см. главу 6). Колеса Разностной машины мучительно старались вместить все десять числовых знаков, а проблему остатков Бэббидж пытался решить с помощью хитроумной, но неуклюжей операции возврата каретки.
Как показал Мэтью Джонс, для Бэббиджа, как и для многих философов-изобретателей Нового времени, механический счет не отличался от натурфилософии, которая стремилась «учитывать материю», именно по той причине, что счет воспринимался как низкая умственная деятельность, которую «механические» классы (их машинный эквивалент) должны осуществлять для высших классов. Действительно, большинство натурфилософов Нового времени (исключая Гоббса) утверждали, что разум нельзя свести к механизму[132]. В таком политическом климате умственный труд можно было автоматизировать, потому что он представлялся задачей рабочего класса и не считался настоящим «мышлением».
Принципы анализа труда
Хотя Разностная машина вызывает восхищение у историков викторианской науки и техники, Бэббиджа следует помнить не столько из-за нее, сколько из-за разработанных им принципов разделения труда, которые вдохновили на эту разработку. Историки науки, в частности Дастон и Шаффер, поставили под вопрос статус Разностной машины как сольной скрипки ранних автоматизированных вычислений и вывели на сцену индустриальной эпохи менее обаятельного, но более логичного главного героя: разделение труда и связанную с ним социальную иерархию. Шаффер подчеркнул, что «машинный разум» Бэббиджа возник из «разумных рук» рабочих, ремесленников и механиков, которые строили экспериментальные устройства, как было показано, в «центрах разума» – то есть в стенах мастерских и фабрик, а не королевских академий. По словам Джонса, Бэббидж открыто следовал идее Фрэнсиса Бэкона, который питал «надежду на открытие философской теории изобретательства»[133]. Однако секрет вычислительной машины Бэббиджа заключался в подражании не столько Божьему предвидению, как утверждал сам конструктор[134], столько повседневной работе тех самых мастерских и фабрик, связанной с постоянными неудачами и конфликтами с рабочими, включая случаи неповиновения внутри самой команды Бэббиджа. Поэтому, чтобы лучше понять устройство его машин и качество их «машинного разума», необходимо прояснить два принципа анализа труда:
– трудовую теорию машины (утверждает, что новая машина подражает предшествующему разделению труда и его замещает);
– принцип расчета труда (обычно называется «принципом Бэббиджа» и гласит, что разделение труда позволяет рассчитать и приобрести именно столько труда, сколько нужно).
Основатель современной экономической теории Адам Смит первым описал трудовую теорию машины в «Исследовании о природе и причинах богатства народов» (1776), признав, что новые машины «изобретаются» путем подражания существующей организации задач на рабочем месте: «Изобретение всех машин, облегчающих и сокращающих труд, следует, по-видимому, приписывать разделению труда»[135]. Если отдельное орудие возникает из повторения простой ручной деятельности, то машина – из совокупности подобных орудий. Обладавший большим технологическим опытом Бэббидж удачнее сформулировал эту идею:
Возможно, важнейший принцип, от которого зависит экономика производителя, – разделение труда работников… Осуществление процессов, из которых состоит разделение труда, требует орудий и машин… Когда каждый процесс сведен к простому орудию, ансамбль всех орудий, снабженный движущей силой, составляет машину[136].
Трудовая теория машины основана на техническом и экономическом постулате, согласно которому машина возникает только после того, как орудия согласованы, а их согласованность доказала эффективность для производства и снижения затрат. Если Смит и Бэббидж правы и машина возникает из коллективного труда как эксперимент и его реализация, на первый план выходит политический вопрос: кто на самом деле изобрел машины? Кто автор изобретения – рабочие, заводские мастера, инженеры или скоординированный союз всех акторов? Кому принадлежит право на коллективное разделение труда? Острые дискуссии по этому поводу составили в XIX веке суть Вопроса о машинах (см. главу 3).
Дальнейшие заслуги Бэббиджа заключаются в формулировании трудовой теории машины, согласно которой машина воспроизводит и вытесняет предшествующее разделение труда, в терминах экономического планирования. Фактически разделение труда возникло не столько для оптимизации за счет разбиения труда на модульные задачи, сколько для точного измерения (можно сказать, вычисления) затрат на каждую задачу. Каноническая формулировка так называемого принципа Бэббиджа содержится в следующем отрывке:
Хозяин-фабрикант, разделив подлежащую выполнению работу на различные процессы, каждый из которых требует разной степени умений и силы, может приобрести необходимое для каждого процесса количество того и другого. Если бы работа выполнялась одним рабочим, ему было бы необходимо обладать достаточным умением для выполнения наиболее сложных операций и достаточной силой для выполнения наиболее трудоемких операций, из которых состоит его ремесло[137].
Принцип Бэббиджа гласит, что дробление производственного процесса на мелкие задачи (разделение труда) позволяет рассчитать и приобрести именно то количество труда, которое необходимо для каждой задачи (разделение стоимости). Разделение труда не только создает привилегированную перспективу для надзора за трудом, но также помогает по необходимости регулировать извлечение прибавочного труда каждого работника. Говоря аналитически, принцип Бэббиджа утверждает, что абстрактная схема разделения труда помогает организовать производство, одновременно предлагая инструмент для измерения стоимости труда. В этом отношении разделение труда дает не только проект машин, но и бизнес-план.
Фундаментальная теория автоматизированных вычислений возникла в результате применения Бэббиджем принципов расчета труда к разделению умственного труда. Примечательно, что конструктор уже тогда рассматривал фабрику как своего рода экономику знаний, позволяющую извлечь точное «количество навыков и знаний, которое требуется» для каждого рабочего:
Следствие разделения труда как в механических, так и в умственных процессах состоит в том, что оно позволяет приобретать и применять к каждому процессу именно то количество навыков и знаний, которое для него требуется. Мы избегаем даже частичного найма человека, который мог бы получать восемь или десять шиллингов в день благодаря умению закалять иглы, там, где ему придется крутить колесо за шесть пенсов в день. Также мы избегаем потерь, возникающих при найме опытного математика для выполнения самых простых арифметических процессов[138].
Объединив оба принципа Бэббиджа, можно сказать, что вычисление возникло одновременно как автоматизация разделения умственного труда и расчет затрат такого труда. Можно даже утверждать, что по логике вычислений автоматизация труда и расчет затрат труда – это одно и то же. В конечном счете, вычислять означает измерять затраты труда с точки зрения времени, пространства, энергии, ресурсов и капитала. Если смотреть со стороны капитала, «человеческие затраты» такого труда часто незаметны. Как отмечает историк науки Нортон Уайз, разделение труда «выступает не просто разделением, а иерархией труда»:
Оно отделяет умение от грубой силы, и тогда фабрикант не обязан платить за них одновременно… Единый принцип применяется ко всей иерархии, к машинам и рабочим, к умственному и физическому труду для распределения количества и видов всех ресурсов и минимизации производственных затрат. Бэббидж старался распространить этот принцип внутренней организации фабрики на всю политэкономию[139].
Бэббидж предполагал, что разделение между квалифицированными и неквалифицированными рабочими будет усиливаться и в конечном счете произойдет «автоматизация социальных иерархий знаний». В заключение можно сказать, что трудовая теория машины имеет исключительное значение в сочетании с принципом расчета труда: взятые вместе, они определяют промышленную машину не только как производительный аппарат, но и как инструмент для измерения труда. В конечном счете принцип Бэббиджа представляет собой машинную теорию стоимости, то есть модель механического представления и расчета затрат рабочей силы и капитальных вложений. Прибегнув к формализации, можно утверждать, что трудовая теория машины и машинная теория стоимости вместе образуют технико-экономический принцип, согласно которому машина строится на основе разделения труда для более точного расчета и извлечения прибавочной стоимости.
Аналитический интеллект и машинная семиотика
Размышляя над сломанными орудиями, гнутыми шестернями и незаконченными машинами, Бэббидж как изобретатель оказался в распространенной ситуации: чтобы улучшить и ускорить проектирование, ему требовалось кодифицировать искусственный язык. В работе «Об экономике машин» он писал:
Можно собрать всю машину на бумаге и судить о надлежащей прочности, которую следует придать каждой ее части, включая остов, на котором все держится, и об окончательном результате – задолго до того, как будет изготовлена хотя бы одна деталь. Все изобретение и уточнения следует сначала представить в чертежах[140].
Как указывает Джонс, аналитические упования Бэббиджа быстро разбились о непредвиденные трудности в реализации задумки и необходимость налаживать сотрудничество. В автобиографии Бэббидж признал: «Чтобы экономить труд моей головы, мне были нужны рисовальщики высочайшей квалификации; для изготовления экспериментального оборудования приходилось постоянно обращаться к квалифицированным рабочим»[141]. Проект «машинной семиотики» (по выражению Шаффера) расширил принципы анализа труда и стал выражением интуиции, которую более поздние авторы определяли как «механическое мышление», «вычислительное мышление» или «алгоритмическое мышление»[142].
Опираясь на анализ разделения умственного труда, Бэббидж придумал счетные машины. Затем он попытался создать систему записи для проектирования машин на аналогичных принципах. Чтобы лучше артикулировать логическую форму расчетных машин, потребовался символический метаязык (представления второго порядка), который Бэббидж назвал «механической нотацией». Он описал этот проект в двух текстах: «О способе выражения действий машин знаками» (1826) и «Законы механической нотации» (1851).[143]. Эпистемическое измерение машинного производства Бэббидж со всей ясностью сформулировал в другой заметке 1851 года:
Неплохое определение человека – животное, которое делает орудия. Его первейшими приспособлениями для поддержания варварской жизни стали орудия самой простой и грубой конструкции. Его последние достижения в деле машинного замещения – созданные не только мастерством человеческих рук, но и ради отдохновения человеческого интеллекта – основаны на применении орудий более высокого порядка[144].
Цель механической нотации – создание динамических схем состояний машины, помимо уже существующих традиционных статичных рисунков. Учитывая природу расчетных машин, механическую нотацию Бэббиджа можно считать зачаточным языком, который позже превратится в блок-схемы и программный код цифровых вычислительных машин XX века. Логическая эквивалентность между механической нотацией Бэббиджа и языком цифровых компьютеров не случайна: последний может эмулировать первую[145].
Также нужно поместить идею механической нотации в контекст интеллектуальной среды времен Бэббиджа, частью которой она была, а именно в контекст дебатов вокруг британских университетов. Там математический анализ стал вытеснять традиционные учебные планы, где доминировала геометрия. В начале XIX века в Кембриджском университете разгорелся спор между геометрами, которые гордились практическими достижениями, и новыми алгебраистами. Последних обвиняли в том, что они заимствовали у французов моду на «анализ» и витают в абстракциях, лишенных всякого практического применения. Однако на фоне завоевания Соединенного Королевства промышленным капитализмом подъем «аналитического» мышления в академических кругах можно рассматривать как эхо другой актуальной формы «анализа» того времени – анализа труда. Действительно, экономический спрос на развитие трудового и машинного аналитического интеллекта поощрял развитие математического анализа. Как мы увидим в главе 4, даже Маркс принял терминологию Бэббиджа, указав в Grundrisse, что лучший метод проектирования машин – это не применение науки («анализ [природных] законов») к производству, а «анализ разделения труда»[146].
Бэббидж предложил рассматривать процесс изобретения как трехкомпонентную схему:
– анализ проекта машины через ее компоненты;
– упрощение проекта машины;
– реализация упрощенного проекта с внесением дополнительных корректив[147].
Алгоритмический характер этого метода проявляется в центральной роли, назначенной процессу упрощения, что приравнивает весь подход к методу оптимизации и экономии ресурсов. В автобиографии «Отрывки из жизни философа» Бэббидж пишет (и это ничуть не удивляет), что экономия времени имеет ключевое значение не только для разделения труда и проектирования машин, но и для программ расчета, которые должны выполняться на Аналитической машине (принцип, известный сегодня как алгоритмическая эффективность).
Однажды возникнув, Аналитическая машина тут же обязательно направит дальнейший ход науки. Какого бы результата не пытались добиться с ее помощью, возникнет вопрос: путем каких расчетов машина может предоставить эти результаты в кратчайшее время?[148]
Таким образом, Бэббидж был не просто математиком, как его описывают большинство биографов, а «алгоритмическим мыслителем», поскольку в работе над (незавершенными) машинами, а также в (умозрительных) алгоритмах он руководствовался принципом оптимизации проекта и экономии ресурсов[149].
Механическая нотация Бэббиджа выросла, по существу, из анализа труда. Если устройство трудового процесса формирует устройство машины, то аналогичным образом устройство машин вдохновляет машинный язык как представление второго порядка. Как было показано в главе 1, постепенная надстройка уровней абстракции в проектировании промышленных машин в целом типична для развития культурных техник. Принципы Бэббиджа – это именно принципы трудового «аналитического интеллекта», и такой вывод может быть полезен для понимания истории ИИ в XX веке как непрерывной реализации и автоматизации трудовых задач[150]. Одним словом, трудовой аналитический интеллект лежит в основе машинного аналитического интеллекта.
Ада Лавлейс. Когда компьютеры были женщинами
Бэббидж не был гением-одиночкой. Публикация антологии Бертрама Боудена «Быстрее, чем мысль» (1953) положила начало растущему признанию Ады Лавлейс и ее вклада в проекты Бэббиджа[151]. Сегодня продолжающий увеличиваться корпус литературы прославляет ее как «первую программистку в истории», игнорируя роль других оставшихся неизвестными женщин в бизнесе временных расчетов[152]. Лавлейс, дочь поэта Байрона и математика Анны Изабеллы Милбэнк, о которой часто забывают, так увлекалась алгебраической записью, известной в то время как «анализ», что стала называть себя футуристическим словом «аналитик»[153]. Собственно, именно страсть к математике и абстрактной записи свела ее с Бэббиджем.
Лавлейс помогала Бэббиджу проектировать Аналитическую машину и написала первую задокументированную в истории машинную программу. Хотя Аналитическая машина так и не была реализована, виртуальная программа Лавлейс, представлявшая собой набор инструкций для выполнения машиной, считается первым примером современных алгоритмов. Впрочем, сама программистка не пользовалась термином «алгоритм», предпочитая слово «схема». «Схема для вычисления чисел Бернулли» содержится в «Примечаниях» Лавлейс к «Очерку Аналитической машины, изобретенной Чарльзом Бэббиджем» (Sketch of the Analytical Engine Invented by Charles Babbage) Луиджи Менабреа[154]. Менабреа (позже, в 1867 году, ставший премьер-министром Италии) встретил в Турине молодого математика Бэббиджа и сделал описание его Аналитической машины. Впоследствии Бэббидж попросил Лавлейс перевести текст Менабреа с французского на английский, и Ада дополнила его приложением, которое оказалось длиннее основного текста.
«Примечания» – важная веха в истории вычислений, поскольку в них в предварительно обрисованы постулаты того, что в XX веке назовут «компьютерной наукой» и что в свое время Лавлейс определила как «науку операций»[155]. Лавлейс стремилась провести различие между логической и механической структурой Машины – между программным и аппаратным обеспечением, как сказали бы сегодня. Взяв за основу механические устройства, которые сделали возможными логические операции на физическом уровне, она подробно описала, какие улучшения присутствуют в Аналитической машине по сравнению с предшествующей ей Разностной машиной, в которой, напомню, был реализован всего один алгоритм. Можно утверждать, что Лавлейс посвятила себя сложной и амбициозной задаче описать Аналитическую машину как, говоря современным языком, первый компьютер общего назначения.
Пытаясь представить логическую машину, которая способна выразить и решить все возможные уравнения, Лавлейс предложила более общее и универсальное определение «операции», чем операция с числами, как ее понимала традиционная математика. Новая наука операций включала абстрактное манипулирование любыми элементами (не только числами), расширив таким образом определение автоматизации. Лавлейс писала:
Возможно, желательно пояснить, что под словом операция мы имеем в виду любой процесс, который изменяет взаимоотношение двух или более вещей, каким бы это отношение ни было. Это наиболее общее определение, и оно охватывает все явления во Вселенной. В абстрактной математике осуществление операций изменяет частные отношения, которые связаны с рассмотрением числа и пространства, а результаты операций соответствуют природе явлений, над которыми они совершаются. Однако выведенная из математики наука об операциях есть наука сама по себе и несет собственную абстрактную истину и ценность[156].
Другими словами, Лавлейс определяет «операцию» как управление материальными и символическими элементами по ту сторону математического языка второго порядка (подобно тому, как идея алгоритмического мышления находится по ту сторону компьютерной науки, о чем говорилось в главе 1). Лавлейс прозорливо предположила, что математика – не универсальная теория par excellence, а частный случай науки об операциях. Следуя этому озарению, она представила числовые вычислительные машины в роли универсальных машин, способных манипулировать числовыми отношениями в самых разных дисциплинах и создавать, среди прочего, сложные музыкальные артефакты:
[Аналитическая машина] распоряжалась бы не только числами, но и другими объектами, взаимные фундаментальные отношения которых выражаются средствами абстрактной науки об операциях и которые можно приспособить к действию операционной записи и механизму машины… Предположим, например, что фундаментальные отношения высоты звука в науке о гармонии и музыкальной композиции допускали бы такое выражение и приспособление. В таком случае мы бы говорили о способности машины сочинять искусные научные музыкальные произведения любой степени сложности и продолжительности[157].
Историк вычислительной техники Дорон Суэйд создал убедительный портрет Лавлейс, пионерки вычислений общего назначения, открывшей потенциал символических манипуляций за пределами математики:
Ада увидела то, чего Бэббидж в каком-то смысле не смог разглядеть. В его мире машины были ограничены числом… Лавлейс увидела… что число способно представлять иные сущности, помимо количества. Допустим, у вас есть машина для манипулирования числами. Если эти числа представляют что-то иное (буквы, музыкальные ноты), то машина способна по правилам манипулировать символами, частным примером которых выступает число. Именно в фундаментальном переходе от машины, обрабатывающей числа, к машине, манипулирующей символами по правилам, заключается фундаментальный переход от расчета к вычислению – вычислению общего назначения[158].
Лавлейс почувствовала умозрительные горизонты, которые откроет высвобожденный потенциал Аналитической машины:
Аналитическая машина не имеет ничего общего с простыми счетными машинами и занимает совершенно особую позицию. Природа воззрений, которые она предполагает, весьма интересна. Механизм, позволяющий комбинировать общие символы в последовательности неограниченного разнообразия и протяженности, устанавливает объединительную связь между операциями с материей и абстрактными мыслительными процессами самой абстрактной ветви математической науки. Новый, обширный и мощный язык разработан для будущего использования в анализе, и его истины будут применяться на практике для нужд человечества быстрее и точнее, чем позволяли средства, которые были в нашем распоряжении до сих пор. Таким образом, не только умственное и материальное, но и теоретическое и практическое в математическом мире становятся более тесно и эффективно связанными друг с другом. Насколько нам известно, ранее не предлагалось и даже не рассматривалось как практическая возможность нечто похожее на то, что столь удачно названо Аналитической машиной, не говоря уже об идее машины, способной думать или рассуждать[159].
При этом в «Примечаниях» Лавлейс содержится первая критика ИИ в мире, который уже тогда принялся культивировать антропоморфную проекцию машины, способной «думать» как человек. В знаменитом примечании G она пишет:
Аналитическая машина не претендует на создание чего-то нового. Она может делать все, что мы знаем, как приказать ей выполнить. Она способна следовать анализу, но не предвидеть аналитические отношения и истины. Ее задача – помогать нам использовать то, с чем мы уже знакомы. Это Аналитическая машина в первую очередь и в основном будет делать благодаря исполнительским способностям; однако она, вероятно, оказывает косвенное и взаимное влияние на науку иным образом. В результате распределения и комбинирования истин и формул анализа так, чтобы они могли наиболее легко и быстро поддаваться механическим комбинациям машины, отношения и природа многих явлений в науке неизбежно предстают в новом свете и исследуются более глубоко. В этом заключается косвенное и несколько умозрительное следствие такого изобретения. Тем не менее, если исходить из общих принципов, становится совершенно очевидно, что при изобретении новой формы для записи и применения математических истин изменениям подвергнутся и взгляды, которые в свою очередь повлияют на теоретическую сторону предмета. Во всех расширениях человеческой силы или добавлениях к человеческому знанию существуют различные побочные влияния, помимо достижения основной и первичной цели[160].
Способность Аналитической машины следовать анализу подобно тому, как это делают алгебраисты, означает, что она может представлять и воплощать собой аналитическое устройство задачи. Более того, тот факт, что Аналитическая машина не способна «предвидеть аналитические отношения и истины», означает, что она не может разорвать цепочку рассуждений или выйти за ее пределы, поскольку представляет и материально воплощает эту цепочку – точно так же, как сегодняшние алгоритмы анализа данных, названные «машинным обучением» и «искусственным интеллектом», не могут творчески нарушить правила, на которых основаны, и, что важнее, устойчиво изобретать новые.
Бэббидж неохотно признал вклад Лавлейс, попросив опубликовать ее примечания об Аналитической машине анонимно. За сопротивление шовинизму Бэббиджа Лавлейс, без сомнения, следует назвать образцовой фигурой, проявившей техническое любопытство и эмансипацию в академическом и научном мире, где доминируют мужчины[161]. Однако ее агиографический портрет также следует поместить в контекст. Истории Бэббиджа и Лавлейс относятся к нарративам индустриальной эпохи, когда социальные иерархии и интеллектуальные заслуги мистифицировались предсказуемым буржуазным культом личности. Приведем в пример цитату Лавлейс, ставшую лозунгом диджерати: «Мы можем с полным правом сказать, что аналитическая машина ткет алгебраические схемы подобному тому, как жаккардовый станок ткет цветы и листья». В противовес романтизму этой цитаты Шаффер резко замечает: «Лавлейс никогда не касалась ни проблем, связанных с заменой разумного труда ткачих картами с автоматической программой, ни страданий потерявших работу квалифицированных работников в Лондоне»[162].
Марш материального интеллекта
Согласно представлениям Бэббиджа, счетные машины служили орудиями измерения, дисциплинирования и наблюдения за трудом, то есть «интеллектом» труда, по меньшей мере в том смысле, в каком это слово тогда употреблялось. По словам Шаффера, «в Британии начала XIX века под «интеллектом» [intelligence] понимали развивающуюся систему социального надзора и механизацию естественных философий разума одновременно»[163]. Задолго до технократических амбиций кибернетики XX века Бэббидж с помощью счетных машин стал культивировать широкое технократическое представление об обществе. Склонный к преувеличениям публицист Дионисий Ларднер утверждал, что новая система механической нотации Бэббиджа может быть полезна для описания и управления «обширной фабрикой или любым крупным общественным учреждением, где работает огромное число людей с регламентированными обязанностями»[164].
В духе индустриалистской пропаганды книга Бэббиджа о машинах и производстве заканчивалась главой о грандиозном прогрессе британского капитализма под знаменем «абстрактной науки»[165]. В частности, Бэббидж утверждал, что накопление научного знания не подчиняется законам нехватки физических сил и ограничениям материального производства и с течением времени ускоряется:
Наука и знание в расширении и приросте подчиняются законам, совершенно противоположным тем, что регулируют материальный мир. Силы молекулярного притяжения исчезают на ощутимых расстояниях, сила тяжести стремительно уменьшается по мере того, как расстояние до точки ее возникновения растет. Но чем дальше мы удаляемся от источника знания, тем сильнее оно становится и тем большей силой наделяет тех, кто его пестует, прибавляя новые поля к своим владениям[166].
Комментируя идеологию Бэббиджа и ее поразительное сходство с заявлениями об обществе знания в XX веке, Нортон Уайз пишет:
Теперь метафора двигателя простирается не только на паровой двигатель, приводящий в движение машину, но и на капитал как двигатель труда, машинную экономику как общественный двигатель и научное знание как двигатель практического действия. Научное знание неизбежно стало представлять в экономике знаний капитал, резервуар движущей силы, которая продолжает накапливаться под сложные проценты[167].
Столь оптимистичные взгляды на развитие знаний в то время не были редкостью: как будет показано в следующей главе, рикардианские социалисты, в частности Уильям Томпсон и Томас Годскин, разработали похожие утопические теории о накоплении познавательного труда в перспективе рабочего движения. Согласно Бэббиджу, «постоянно растущая область человеческого знания» экспоненциально увеличивается и возникает вопрос (заботивший рикардианских социалистов и Маркса), какое влияние окажет такое перепроизводство знаний, в том числе научных, на экономику и накопление капитала. Именно в этот кульминационный момент Бэббидж пророчески провозгласил гегемонистский подъем новой науки – науки расчета:
Мы должны помнить, что иная высшая наука, которой нет преград, грядет шагами гиганта, охватывая могучие космические тела во вселенной и сводя их блуждания к законам. Она дана нам в собственном уплотненном языке: в выражениях, которые предстают по отношению к прошлому как история, а к будущему – как пророчество. Эта наука готовит оковы для мельчайших атомов, созданных природой, уже почти сковав эфирный флюид и связав в одну гармоничную систему все сложные и великолепные явления света. Это наука расчета. С каждым шагом прогресса она становится все нужнее, и в конечном счете именно ей надлежит управлять каждым приложением науки к искусству жизни[168].
Здесь идеология побеждает научные достижения Бэббиджа. В одной из более ранних глав книги он обосновывал науку расчета принципами анализа труда, но в конечном итоге представил ее как материализацию абстрактной науки.
Подобно тому, как это происходит в современном дискурсе ИИ, Бэббидж уловил коллективный интеллект, стоящий за разделением труда, и инструментализировал его, сконструировав технократический взгляд на общество[169]. Риторика Бэббиджа никогда напрямую не отвечала на Вопрос о машинах, то есть создатель машин не вовлекался в публичные дебаты о рабочих, которых эти изобретения заменяют. Для него знание паровой тяги и новая наука автоматических расчетов служили исключительно мультипликатором производительности[170]. По словам историка Уильяма Эшворта, «работа Бэббиджа над счетной машиной – это марш материального интеллекта в такт фабричной работе»[171].