Посвящение

Одной из первых наук, в которой ее основателям пришлось немало потрудиться над преодолением языкового барьера, была кибернетика. Об этой науке и одном из ее создателей, Винере, нам следует поговорить подробно. Ведь бионика очень во многом обязана своим существованием кибернетике. Идеи и методы кибернетики не только вызвали к жизни бионику, они - важнейшая составная часть новой науки.

Норберт Винер (1895-1964) был разносторонне образованным человеком. Он свободно владел несколькими европейскими языками, хорошо знал художественную литературу, философию, историю. Его специальностью была математика, однако немало времени он уделял технике и физиологии. Но наука сама по себе не была для него всем; Винер серьезно думал и о судьбах человечества, культуры, о роли науки в современном обществе.

Его тревожило, что великие достижения нашего времени могут быть использованы не во благо, а во вред людям. Он делал все, что было в его силах, чтобы предупредить человечество о грозящей опасности, если оно не возьмет науку под свой контроль.

Вся жизнь Норберта Винера связана с одним из самых известных в США технических высших учебных заведений, с Массачусетским технологическим институтом. Здесь, в Массачусетсе, он преподавал математику и еще до войны подружился с биологами из Гарвардской медицинской школы. Этой дружбе суждено было сыграть огромную роль в жизни Винера.

Во время второй мировой войны Массачусетский институт стал одним из главнейших центров разработки радиолокаторов, в частности радиолокаторов для наводки зенитных орудий, а несколько позже и вычислительных машин. Винеру, математику по призванию и профессии, пришлось отложить до лучших времен чистую науку и принять участие в решении важнейших инженерных задач. Это, конечно, не значит, что он сменил свои математические книги на логарифмическую линейку и листы ватмана. Его вкладом в работу были математические формулы, которые помогли создать весьма точные прицелы для зенитных орудий. Такие прицелы обладали замечательной по тем временам особенностью: определяя положение и скорость самолета в данный момент, они предсказывали его положение к моменту встречи со снарядом. Работа Винера, посвященная предсказывающим прицелам, была издана в ярко-желтом переплете, и ее в шутку назвали "Желтая опасность". Мне хочется отметить, что "Желтая опасность" была не просто очередной математической работой Винера, - она имела важное отличие от предыдущих, так как выполнялась специально для инженеров и в то же время помогла самому Винеру понять, что такое труд инженера, какие задачи стоят перед техникой. А это, в свою очередь, позволило Винеру гораздо глубже разобраться и в собственной работе.

Со временем ему стало ясно, что формулы "Желтой опасности" важны не только для проектирования зенитных прицелов. Они оказались полезными и для совершенствования дальних телефонных и телеграфных линий, для радиосвязи, радиолокации - словом, всех систем, в которых приходилось иметь дело с передачей и приемом сигналов.

Как ни был занят Винер, он и во время войны продолжал интересоваться чисто научными проблемами, в особенности - физиологией, а когда началось создание вычислительных машин, он один из первых понял, какие захватывающие возможности открываются перед человечеством, какие опасности таят в себе новые машины.

После войны Винер вернулся к науке. Опыт работы с инженерами, специалистами в области автоматики и связи, дружба с физиологами дали свои плоды, и в 1948 году он опубликовал свою знаменитую книгу "Кибернетика, или управление и связь в животном и машине".

Издатели очень недоверчиво отнеслись к новой книге, они считали, что ею заинтересуются лишь немногие. Но "Кибернетика" имела необычайный успех и принесла ее автору всемирную славу.

"Кибернетика" переведена на множество языков. Любой из вас может взять в библиотеке книжечку в ярко-желтом переплете. Часть из того, что в ней написано, понятно только людям с высшей математической подготовкой. Но многое доступно всякому, кто всерьез хочет понять, что такое кибернетика^*.

^* (В Советском Союзе, кроме "Кибернетики", опубликованы и другие книги Винера: "Кибернетика и общество" и автобиографическая повесть "Я - математик". Это интересные и доступные для любого читателя книги.)

Если вы захотите прочитать ее, обратите внимание на посвящение:

"Артуро Розенблюту, моему товарищу по науке в течение многих лет".

Кто же такой Артуро Розенблют? Почему создатель кибернетики посвящает ему главную книгу своей жизни, книгу, которая нашла такой горячий отклик во всем мире и дала толчок к развитию кибернетики?

Познакомимся с тем, что пишет сам Винер:

"Эта книга представляет итог более чем десятилетних исследований, предпринятых совместно с д-ром Артуро Розенблютом, работавшим в Гарвардской медицинской школе. В то время д-р Розенблют ежемесячно устраивал дискуссии о научном методе. В этих дискуссиях участвовали главным образом молодые ученые Гарвардской медицинской школы. Дискуссии были постоянным существенным вкладом в наше научное развитие.

В течение многих лет д-р Розенблют разделял со мной убеждение, что самыми плодотворными для развития наук являются области, оставленные в пренебрежении по той причине, что они были "ничейной территорией" между различными сложившимися науками.

Д-р Розенблют всегда настойчиво утверждал, что действенное изучение "белых пятен" на карте науки может быть предпринято только коллективом ученых, каждый из которых, будучи специалистом в своей области, должен быть, однако, основательно знаком с областями науки своих коллег. При этом необходимо, чтобы все привыкли работать совместно, зная склад ума другого, оценивая значение новых идей коллеги, прежде чем эти идеи будут достаточно точно сформулированы. От математика не потребуется умения провести физиологический эксперимент, но он должен уметь понимать такой эксперимент, уметь подвергнуть его критике и предложить новый эксперимент. От физиолога не потребуется умения доказать определенную математическую теорему, но физиолог должен быть в состоянии понять ее значение для физиологии и указать математику направление поисков".

Я нарочно привел столь длинную выписку из "Кибернетики"; ведь она, по существу, является программой для организации любой группы биоников, а кроме того, свидетельствует, каким путем преодолевался языковый барьер на заре кибернетики. Таким же путем предстоит преодолевать его и бионике.

А сейчас мы более подробно познакомимся с сутью работы Винера и его коллег над предсказывающими прицелами и с тем, какие важные научные выводы удалось сделать из этой чисто инженерной работы.

В старой русской армии бытовала поговорка: "Красавцы в кавалерии, умные в артиллерии". Поговорка шутливая, но со смыслом: среди военных артиллеристы с давних пор были самыми образованными и культурными. И это не случайно. Служба требовала от них знания математики, механики, умения быстро производить сложные расчеты. Без этого была немыслима точная стрельба даже в те годы, когда целями для орудий были неподвижные форты и крепости, неповоротливые фрегаты, медленно передвигающиеся по полю сражения войска. Пока приходилось иметь дело с такими целями, пока скорость ядра или снаряда во много раз превосходила скорость движения цели, все необходимые расчеты наводки орудий производились при помощи сравнительно простых приспособлений.

Но вот появились скоростные самолеты. Они летали всего в три-четыре раза медленнее зенитных снарядов. Если, стреляя по крепости, орудие наводят прямо на нее, то при стрельбе по самолету надо посылать снаряд с упреждением - в то место, куда подлетит самолет через десятки секунд.

Положение снаряда в пространстве в любой момент времени можно рассчитывать очень точно. И задача прицельной стрельбы по неподвижным целям сводится именно к этому. Расчет траектории умеет сделать каждый артиллерийский офицер.

Но как узнать, где окажется через двадцать-сорок секунд самолет? Возможно ли с необходимой точностью предсказать его будущее положение? Ведь самолет, в отличие от снаряда, меняет скорость, высоту, совершает маневры. Словом, самолет управляем, ибо он подчиняется воле человека. Правда, законы механики действуют и в данном случае: самолет не может мгновенно изменять скорость, направление, высоту. Значит, хотя бы частично, положение самолета можно предсказывать, основываясь на законах механики. Однако такое предсказание будет правильным в лучшем случае на три-пять секунд вперед. Зенитчикам же требуется знать, где окажется самолет через десятки секунд. Не учитывая действий летчика, узнать это невозможно. Значит, необходимо научиться предсказывать их. Но как можно наперед знать, что предпримет пилот? Оказалось, что это не так уж и трудно. Ибо действия летчика в промежутки, измеряемые десятками секунд, не могут быть совершенно произвольными. Пилотирование самолета тоже подчиняется некоторым законам и обстоятельствам, не зависящим от воли летчика.

Винер и его сотрудник Бигелоу поняли, что предсказывать траекторию самолета, а значит, и создать совершенный зенитный прицел удастся только в том случае, если они разберутся, как человек осуществляет управление, по каким законам это происходит. На помощь им пришли теория автоматов, и теория связи (будучи математиками, они могли разобраться в них сами), и физиология в лице д-ра Розенблюта, разъяснившего им суть новейших достижений физиологии, павловского учения, рефлексов.

Объединение всех этих знаний помогло не только создать совершенный предсказывающий прицел. Оно дало куда более значительный результат - кибернетику. Связанные воедино, эти знания помогли сформулировать необыкновенно важную идею.

Для какой работы ни предназначался бы автомат, какой бы ни была его конструкция, какой бы ни была нервная система - простейшего животного или человека, - и автомат, и нервная система всегда имеют дело с сигналами, с сообщениями. И дуга автомата, оканчивающаяся с одной стороны датчиком и исполнительным органом с другой, и рефлекторная дуга, оканчивающаяся рецептором с одной стороны и рабочим органом с другой, заминаются воздействующими извне сигналами в кольцо, в кон-тур обратной связи.

Когда эта идея была сформулирована ясно и четко, инженерам и физиологам стало понятно, почему главный принцип организации един для всех автоматов, почему между схемой организации простого автомата и схемой рефлекторной дуги столько общего. Понятным стало и другое: теория "металлических автоматов" и теория "животных автоматов" слились в единую полную теорию. Ученые наконец заметили море, имя которому "Кибернетика".

К его берегам шли не только Винер со своими товарищами. Были и другие, кто шел почти вровень с ними. Винер это прекрасно понимал. Вслед за Ньютоном он повторил: "Если я видел дальше, чем другие, то потому, что я стоял на плечах гигантов".

Есть идеи, которые постепенно назревают в обществе. Они, как говорится, носятся в воздухе: многие люди смутно предчувствуют их рождение. И когда кому-нибудь удается ясно выразить такие идеи, общество принимает их, как иссохшее поле животворный ливень. Так были восприняты и идеи кибернетики, и именно поэтому чисто научная книга Винера раскупалась и читалась десятками тысяч людей, никакого отношения к науке не имеющих. Идеи, высказанные Винером, уже назрели в обществе - развитие науки и техники вывело к берегам Кибернетики не только ученых, но и все человечество.

Люди уже давно предчувствовали, что не может быть непроходимой пропасти между живым и неживым. Если бы такая пропасть существовала, живое не могло бы возникнуть из неживого, и только божьей волей можно было бы объяснить, почему есть на Земле "и всякая трава, сеющая семя, и всякое дерево, и все звери земные, и все птицы небесные, и всякие пресмыкающиеся по земле, и все рыбы", и, добавлю, сам человек. Кибернетика утверждает: нет непроходимой пропасти между живым и неживым, нет пропасти между животным и человеком.

Знал ли Винер, работая над книгой, об ожидавшей ее судьбе? Предвидел ли столь шумный успех? Скорее всего, нет. Разумеется, он понимал, что его работа имеет важное научное значение. Но что кибернетика будет принята обществом с таким же энтузиазмом, с каким в свое время была встречена теория относительности Эйнштейна, он не ожидал.

Зато он твердо знал, что без тесной связи наук, без дружеского сотрудничества физиолога "Кибернетика" не была бы написана. Потому-то книга, возвестившая о рождении новой науки и написанная математиком, посвящена физиологу Розенблюту.