Искусственный интеллект – надежды и опасения

Можно вообразить иную версию нашей интеллектуальной и технологической истории, допустив, что никогда не рождались Алан Тьюринг и Джон фон Нейман, оба внесшие немалый вклад в развитие вычислительной техники. Тьюринг описал фундаментальную модель вычислений – ныне известную как машина Тьюринга – в своей статье «О вычислимых числах в приложении к Entscheidungsproblem[61]», написанной и переработанной в 1936 году, а опубликованной год спустя. В такой машине линейная последовательность символов конечного алфавита кодирует исходные условия вычислительной задачи и обеспечивает рабочее пространство вычислений. Для каждой отдельной вычислительной задачи необходима своя машина; позднее было доказано, уже другими, что возможно закодировать в одной конкретной машине, ныне известной как универсальная машина Тьюринга, произвольный набор вычислительных инструкций с использованием той же последовательности символов.

Джон фон Нейман в 1940-х годах разработал абстрактную самовоспроизводящуюся машину, которую назвал клеточным автоматом. Предполагается, что она занимает конечное подмножество бесконечного двумерного массива квадратов, каждый из которых содержит отдельный символ конечного алфавита из двадцати девяти различных символов, а остальная часть бесконечного массива изначально пуста. Отдельные символы в каждом квадрате изменяются взаимосвязанно согласно сложному, но конечному правилу для символа в конкретном квадрате и его ближайших соседях. В соответствии со сложным правилом, разработанным фон Нейманом, большинство символов в большинстве квадратов остаются неизменными, лишь некоторые изменяются на каждом этапе процесса. Поэтому при взгляде на заполненные квадраты выясняется, что имеется постоянная структура с какой-то активностью внутри нее. Когда абстрактная машина фон Неймана воспроизводится, она копирует себя в другую область пространства. Внутри «машины» имеется горизонтальная линия квадратов, конечная линейная последовательность, основанная на подмножестве символов конечного алфавита. Именно символы в этих квадратах кодировали машину, частью которой они являлись. При воспроизведении последовательность могла сдвигаться влево или вправо, что трактовалось (интерпретировалось) как инструкция (перевод инструкции) для новой «машины», которая создавалась, а затем копировалась (реплицировалась); новая копия помещалась внутрь новой машины для дальнейшего воспроизведения. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон[62] продемонстрировали в 1953 году, что подобную последовательность можно воссоздать биологически в длинной молекуле ДНК с конечным алфавитом из четырех нуклеотидов – гуанина, цитозина, аденина и тимина (G, C, A и T)[63]

. Как и в машине фон Неймана, при биологическом воспроизведении линейная последовательность символов в ДНК интерпретируется – посредством транскрипции в молекулы РНК, которые затем транслируются в белки, то есть в структуры, творящие новую клетку, – а ДНК реплицируется и инкапсулируется в новой клетке.

Второе прозрение фон Неймана содержалось в статье «Первый черновик» (1945) о разработке цифрового компьютера: здесь автор ратовал за компьютерную память, которая способна содержать инструкции и данные одновременно[64]. Ныне мы говорим о машинах с архитектурой фон Неймана, противопоставляя их машинам с гарвардской архитектурой, где наличествуют две отдельные памяти – для инструкций и для данных. Подавляющее большинство компьютерных чипов, созданных в эпоху действия закона Мура, основано на архитектуре фон Неймана, включая и те, которые используются в центрах обработки данных, ноутбуках и смартфонах. Цифровая компьютерная архитектура фон Неймана концептуально представляет собой то же самое обобщение – плод эволюции ранних цифровых компьютеров на базе электромагнитных реле в Гарвардском университете и в Блетчли-парке

[65], – которое формируется при переходе от специализированной машины Тьюринга к универсальной машине Тьюринга. Кроме того, самовоспроизводящиеся автоматы фон Неймана принципиально схожи по конструкции с машиной Тьюринга и с механизмом размножения биологических клеток на основе ДНК. По сей день ученые спорят о том, осознавал ли фон Нейман это фундаментальное сходство между трудами Тьюринга и своими прозрениями. Тьюринг переработал свою концепцию, когда они с фон Нейманом оба подвизались в Принстоне; более того, после получения докторской степени Тьюринг едва не подался в сотрудники фон Неймана.

Без Тьюринга и фон Неймана кибернетика Винера могла бы главенствовать в мышлении и оставаться движущей силой развития технологий намного дольше, чем это произошло в реальности, где она пережила краткий миг торжества. В воображаемой версии истории мы вполне могли бы жить сегодня в мире стимпанка[66]

, а не просто наблюдать его фантастические воплощения на Maker Faires![67]