0
14105
Газета Печатная версия

15.01.2024 18:06:00

Кибернетический круг Павла Флоренского

Искусственный интеллект – дело рук конкретных людей

Владислав Дмитриев

Об авторе: Владислав Георгиевич Дмитриев – почетный работник науки и техники РФ, публицист, писатель.

Тэги: наука, научная школа, эпавел флоренский, эвм, компьютеры, искусственный интеллект, нейросети, кибернетика


1-15-12480.jpg
Академик Сергей Лебедев воспитал научную
школу разработчиков быстродействующих
суперЭВМ.  Фото РИА Новости
Компьютеры, на основе которых формируются нейросети искусственного интеллекта (ИИ), еще недавно казавшиеся чем-то необычным, прочно вошли в нашу жизнь. Трудно поверить, что развитие вычислительных устройств в нашей стране началось всего лишь сто лет назад и у истоков стояли конкретные люди, и организации, сделавшие это направление реальным.

Придумать математическую формулу

В конце 1932 года в журнале «Социалистическая реконструкция и наука» (СОРЕНА) была напечатана статья «Физика на службе математики» пятидесятилетнего профессора Всероссийского электротехнического института (ВЭИ) Павла Александровича Флоренского. В ней он выступил против подхода к математике как чистой науке, не нуждающейся в прикладном опыте физического характера. «Отрицание опытных корней математики… распространено… широко», – писал он. Такой подход приводит математику к отрыву от практических потребностей, где требуется получить конкретный расчет тех или иных устройств.

Это как раз те вопросы, которые приходилось решать в своей работе в институте Флоренскому. Превосходно владея математическим аппаратом и обладая широкой эрудицией в физике и химии, он прекрасно понимал, что многие задачи поддаются математическому моделированию и с его помощью может быть получен необходимый результат. Выступая за применение в науке и технике вычислительных приборов, Флоренский отмечал, что в практике «не вполне доверчиво усваиваются даже и различные интеграторы, и механизмы, интегрирующие дифференциальные уравнения». Это, как он писал, «существенно ущербляет математику и со стороны практической приложимости, и со стороны философского мировоззрения». Флоренский считал, что перестройка математического мышления, станет тогда, когда будет усвоена та мысль, что «математика из жизни исходит, ею питается и ей же служит».

Дальше Флоренский подчеркивает: «Чтобы придумать математический механизм, необходима ясность математических рассуждений; но и придумать математическую формулу – это значит уметь конструировать. Формула есть воплощение отвлеченных понятий в некотором конкретном материале: в слове, в буквах, в знаках; она есть конструкция, она необходимо содержит в себе деятельность инженера, как в свой черед инженерные сооружения непременно воплощают в себе некоторую математическую мысль».

Хотя начало статьи носит философско-обобщающий характер, во второй ее части он рассматривает различные математические механизмы начиная с XVII века, подтверждая свою историческую и математическую эрудицию. Но самое интересное, что в статье описаны три сконструированных им еще в 1922 году математических прибора, в том числе электроинтегратор.

Глубокое знание физических законов позволило Флоренскому создать хорошо проработанные в математическом и инженерном плане оригинальные приборы, использующие различные физические принципы: гидростатику, электростатику, электродинамику. Фактически это демонстрация того, как физика служит математике. Это очень интересный подход, показывающий, как можно использовать понимание различных физических явлений и математического аппарата для применения в реальных приборах. Это весьма полезно при профессиональном обучении для более глубокого понимания физики процессов.

Эта его статья была не случайна, во Всесоюзном энергетическом институте (ВЭИ) с 1929 года шли работы по созданию прибора для расчета устойчивости распределенных электрических сетей энергетических систем. Требовалось четкое понимание процессов, происходящих в распределенных электрических сетях.

Самонаводящаяся судьба

В 1926 году дипломник основателя и директора ВЭИ К.А. Круга, студент Сергей Алексеевич Лебедев в качестве дипломного проекта выбрал исследовательскую тему «Устойчивость параллельной работы электрических станций». Это была нетривиальная задача, решение которой заняло у него два лишних года, но защита в 1928 году прошла блестяще. В результате – приглашение в ВЭИ и предложение преподавания в МВТУ, а с 1931 года – в Московском энергетическом институте.

Вскоре Сергей Лебедев организовал лабораторию, занявшуюся исследованием вопросов устойчивости и регулирования мощных энергосистем, а также разработкой практических методов расчета и их внедрения в практику проектирования. Первым шагом Лебедева на пути автоматизации расчетов стала разработка модели сетей переменного тока. В институтской газете «Генератор» он писал: «Собравши схему… можно экспериментально… проанализировать все интересующие режимы работы и… выявить рациональную конфигурацию системы». Это была первая в СССР специализированная аналоговая вычислительная машина, сделанная в 1934 году в ВЭИ. Она состояла из 110 элементов – активных и индуктивных сопротивлений, «выполненных по заданному принципу».

Эта работа и преподавательская работа в МЭИ позволили ВАКу в октябре 1935 года присвоить Лебедеву звание профессора, хотя формально он не был ни доцентом, ни кандидатом наук. В 1936 году он создал отдел автоматики по вопросам искусственной устойчивости, а в 1939 году защитил докторскую диссертацию.

Личность С.А. Лебедева, как и многих посвятивших тогда себя науке, можно хорошо понять по эпизоду 1936 года, который приводит Б.Н. Малиновский в своей книге. Будущий профессор А.В. Нетушил, а в то время – студент, вспоминал, как Лебедев его однажды спросил: «Отдаю ли я себе отчет в том, что значит посвятить себя научной работе, и предупредил, что рассчитывать на особое благополучие не приходится и надо быть готовым к нужде. Я принял это как должное». В зловещем 1937 году ни один сотрудник его отдела не был репрессирован.

В 1943 году С.А. Лебедев лаконично пишет в дирекцию ВЭИ: «7/VI закончил выполнение спецзадания и приступил к выполнению своих обязанностей». Так для него закончилось спецзадание – эвакуация ВЭИ в сентябре 1941-го и работа на оборону в Свердловске (Екатеринбург), где он разрабатывал систему наведения танкового орудия и самонаводящуюся авиабомбу. В 1944 году было создано Центральное конструкторское бюро по электроприводу и автоматике (ЦКБЭА), в котором Сергей Лебедев был назначен научным руководителем для работы «в области военной техники». Мирную работу он проводил в МЭИ, где в 1943 году был назначен заведующим кафедрой «Релейная защита и автоматизация энергосистем».

В феврале 1945 года С.А. Лебедев избирается академиком АН УССР. В мае 1946 года Президиум академии возложил на него обязанности директора Института энергетики АН УССР, и вскоре семья Лебедевых переехала в Киев.

Но, как научный руководитель ЦКБЭА, Лебедев был должен довести до конца работу по управляемому оружию. В октябре 1946 года на государственных испытаниях самонаводящаяся на инфракрасное излучение авиабомба успешно поразила корабль-мишень. Его работа в ВЭИ продолжалась до ликвидации ЦКБЭА в середине 1948 года.

Впереди у Лебедева – работа по созданию в Киеве первой в Европе ЭВМ – МЭСМ, которая была принята приемной комиссией 4 января 1951 года, возвращение в Москву, избрание в 1953 году академиком АН СССР. Как писал академик Юрий Сергеевич Осипов: «С.А. Лебедев воспитал научную школу разработчиков наиболее сложного класса средств вычислительной техники – быстродействующих суперЭВМ. За двадцать лет под его руководством было создано пятнадцать суперЭВМ. Без этих суперЭВМ было бы немыслимым создание отечественного атомного оружия и атомной энергетики, ракетостроение, запуски искусственных спутников Земли, отправка космических кораблей с человеком на борту и многие другие результаты научно-технического прогресса». Имя С.А. Лебедева носит ИТМиВТ РАН, где он бессменно проработал директором с 1952 года до своей кончины».

1-15-11480.jpg
Научно-экспериментальная база Всесоюзного
электротехнического института всегда отличалась
своим оснащением.  Фото РИА Новости
«Мракобесы кибернетики»

В 1925 году в ВЭИ после окончания электротехнического факультета МВТУ пришел молодой инженер Исаак Семенович Брук. Тема его дипломного проекта была посвящена способам регулирования асинхронных двигателей. Это и предопределило его работу в машинно-аппаратном отделе, возглавляемом профессором К.И. Шенфером.

До 1930 года Исаак Брук исследовал и разрабатывал серии асинхронных двигателей, решал задачи, связанные с параллельной работой электрогенераторов, а с 1930 по 1935 год занимался внедрением разработанных двигателей на Харьковском электротехническом заводе. В 1935 году он возвращается в Москву. Но не в ВЭИ, так как то, чем он хотел заниматься, делал другой специалист – С.А. Лебедев. И тогда Брук по рекомендации уже академика К.И. Шенфера устраивается в Энергетический институт АН СССР (ЭНИН), где организует лабораторию энергосистем.

В 1936 году он создает модель сети переменного тока, за которую получил степень кандидата технических наук, а в конце того же года защищает докторскую диссертацию. Опыт работы с двигателями и системами управления позволили ему создать в 1939 году механический интегратор для решения дифференциальных уравнений до 6-го порядка. В этом же году он избирается членом-корреспондентом АН СССР.

В годы войны И.С. Брук занимался разработкой вооружений, в частности системой управления зенитным огнем. Он изобрел синхронизатор авиационной пушки для стрельбы через вращающейся пропеллер.

В послевоенный период сложность решаемых задач электроэнергетики, невысокая точность аналоговых систем привели его к пониманию необходимости создания цифровых электронных вычислительных машин. В итоге это вылилось в разработку принципов действия цифровой ЭВМ и оформление в 1948 году совместно с вернувшимся с фронта Б.И. Рамеевым авторского свидетельства на такую машину. В начале1951 года под руководством И.С. Брука создается автоматическая цифровая вычислительная машина М-1 (АЦВМ М-1).

Характерный штрих, показывающий условия создания ЭВМ в то время: по свидетельству академика А.И. Леонтьева, работавшего в то время в ЭНИН, молодых и дружных сотрудников И.С. Брука, подтрунивая, называли «мракобесами кибернетики» – как было принято тогда в официальной печати относиться к кибернетике.

С 1956 года И.С. Брук возглавил лабораторию управляющих машин и систем (ЛУМС) АН СССР, сосредоточившись в отличие от С.А. Лебедева на разработке малых вычислительных и управляющих машин серии «М». В 1958 году И.С. Брук создал Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ), носящий сейчас его имя.

Гидравлический вычислитель

В 1934 году выпускник МИИТ, инженер В.С. Лукьянов предложил гидравлический интегратор, а уже в 1936-м им была построена гидравлическая вычислительная машина (ВМ) для решения уравнений в частных производных. Его гидроинтеграторы серийно выпускались и успешно использовались в науке и технике вплоть до середины 70-х годов, когда ЭВМ окончательно их вытеснили.

Это была первая реально действующая вычислительная машина (ВМ), основанная на формальном подобии математического аппарата, описывающего различные физические явления. В основу ее положен тот же самый принцип подобия, что и в описываемых в 1932 году П.А. Флоренским вычислительных устройствах. Если рассматривать принцип действия гидравлического интегратора Лукьянова и гидростатической ВМ Флоренского, то можно увидеть их принципиальное сходство: в обоих применяются калиброванные интегрирующие объемы; визуально отмечаются уровни заполнения жидкостью объемов; есть регулирующие краны в зависимости от заданных параметров решаемого уравнения.

Налицо принципиальное совпадение механизма действия и основных элементов конструкции. Но приоритет по дате публикации все же принадлежит П.А. Флоренскому и именно его можно считать первым изобретателем водяного компьютера в стране. Это никак не умаляет достижений Лукьянова, пришедшего к аналогичной мысли, создавшего реальную конструкцию ВМ, серийно выпускавшуюся и применявшуюся во многих областях науки и техники.

Воплотить идею в реальность требует очень больших усилий и преодоления трудностей, особенно тогда, когда впервые создается конструкция, доселе не имевшая аналогов. В науке и технике часто наблюдается феномен, когда «идея витает в воздухе» и у независимых исследователей одновременно приходит решение по ее возможной реализации. Это говорит только о том, что пришло ее время.

Время, когда Флоренский изобрел свои ВМ в 1922 году, еще не пришло для них, в стране – война и разруха. И он это прекрасно понимал, в одном из своих писем он отмечает, что разошелся по состоянию общества «лет на 50, не менее – забежал вперед, тогда как для успеха допустимо забегать вперед не более как на 2–3 года».

Опубликовав принципы построения ВМ в журнале, он тем самым оставил след о своих изобретениях. Журнал СОРЕНА выпускался десятитысячным тиражом и поступал во все технические библиотеки страны, и специалисты имели полную возможность ознакомиться с принципом действия аналогового интегратора. Забвению идей Флоренского, арестованного в 1933 году, способствовало то, что в это время не ссылались на работы репрессированных. Впрочем, в 1938 году будущий академик Н.Г. Бруевич, ссылаясь на эту статью Флоренского с критикой именно гидростатической ВМ, указал его как «Г. Флоренский». Эта формальная хитрость позволила обойти запрет.

Журнал СОРЕНА после суда над его главным редактором Н.И. Бухариным в 1936 году был закрыт и из библиотек изъят. Позже подобная водяная ВМ «MONIAC» была создана в 1949 году в Англии.

В этой истории есть интересный момент. В книге о В.С. Лукьянове «Строить и жить» говорится, что после возвращения со строительства железной дороги в Магнитогорске, в конце 20-х, молодая семья Лукьяновых жила на Гороховской улице, недалеко от храма Вознесения. Интересно, что на этой же улице в доме № 23, то есть практически напротив, располагался в то время ВЭИ, где работал П.А. Флоренский. Архивных документов о работе Лукьянова в ВЭИ нет. Но в то время было распространено совместительство и количество совместителей в институте было больше штатных сотрудников. Весьма вероятно, что именно профессор П.А. Флоренский, член ученого совета ВЭИ, единственный специалист по ВМ в институте, и заронил в сердца молодых и талантливых сотрудников идею вычислительных машин, что стало делом их жизни.

Авторитет в науке

Таким образом, именно из стен ВЭИ вышли два основоположника отечественной электронной вычислительной техники, создавших ЭВМ в стране. Они начинали свою научную деятельность в то время, когда в нем работал не снявший с себя сана священника профессор П.А. Флоренский. Он был арестован в 1933 году по сфабрикованному обвинению, а в декабре 1937-м в составе 2-го соловецкого этапа погиб в неустановленном месте.

В 1974 году с разницей в три месяца ушли из жизни С.А. Лебедев и И.С. Брук, родившиеся ноябре 1902 года, как, кстати, и В.С. Лукьянов, родившийся в марте того же года. Все они окончили один вуз, начинали свою научную деятельность в ВЭИ, создали отечественную вычислительную технику и закончили в один год свое негласное соревнование.

Можно по праву считать, что философ, священник, ученый П.А. Флоренский, очередная дата со дня рождения которого отмечается 21 января, заложил фундамент в развитие вычислительной техники и повлиял на ее становление в стране.

Высокий научный и моральный уровень, который П.А. Флоренский неформально задавал в институте, приводил к тому, что все, кто длительно контактировал с ним, были вынуждены подтягиваться по мере способностей к его уровню. На научных семинарах, кстати, очень распространенных в то время, обсуждениях работ и публикаций, защитах – везде, где как ученый участвовал профессор П.А. Флоренский, научная планка обсуждений была предельно высока. Его кругозор, уникальная эрудиция, научный подход к работе, трудолюбие и исключительные моральные качества были примером для наиболее способных сотрудников. Этими же качествами обладали и И.С. Брук, и С.А. Лебедев, и В.С. Лукьянов, и многие другие деятели науки, посвятившие себя науке в трудные для страны время, отдававшие все силы, формируя научный авторитет страны.

Их пример говорит, о важности непрерывности функционирования научной школы, которая воспитывает и выдвигает наиболее способных молодых ученых, и о необходимости в каждом деле научных и моральных авторитетов, на которых может равняться молодое поколение. Так идет воспитание морали и этики научной элиты и ее выдвижение по научным достижениям, а не по другим не относящимся к науке критериям.

В одном из своих писем П.А. Флоренский отмечал: «Философские книги могут сохранять вечную свежесть, научно же философские необходимо стареют, поскольку появляется существенно новый материал. Тем не менее необходимо знакомиться в подлинниках и с устаревшими научными и научно-философскими сочинениями, так как только при этом условии становится понятен истинный смысл терминов и воззрений, выдвигаемых после; а кроме того, весьма нередко моменты, устаревшие к одному времени, становятся полноценными ко времени более позднему и могут навести на интересные размышления».

Именно поэтому необходимо знать и хранить достижения наших предшественников. 


Читайте также


Мошенники подстерегают россиян даже на курсах по финансовой грамотности

Мошенники подстерегают россиян даже на курсах по финансовой грамотности

Анастасия Башкатова

Задачу сохранности накоплений возложили на самих граждан

0
1745
Участие в предметных олимпиадах не всегда благо

Участие в предметных олимпиадах не всегда благо

Елена Герасимова

У отличников и двоечников разный путь в науку, но одинаковые проблемы

0
1952
Выговор мэнээсу. Воспоминания о науке эпохи социализма

Выговор мэнээсу. Воспоминания о науке эпохи социализма

Андрей Юрков

0
1545
У ВСУ появятся дроны с искусственным интеллектом

У ВСУ появятся дроны с искусственным интеллектом

Владимир Мухин

К коалиции стран НАТО, поставляющей Киеву беспилотники, подключились Франция и Канада

0
3253

Другие новости