Виктор Глушков: человек, придумавший МИР
В 2023 году исполняется 100 лет со дня рождения великого ученого XX века, пионера отечественной информатики и кибернетики Виктора Михайловича Глушкова (1923-1982). Академик АН СССР Виктор Глушков известен своими научными результатами мирового значения в математике, информатике и кибернетике, вычислительной технике и программировании, созданием в этих областях науки собственных научных школ.
Рис. 1. Выступление на международном конгрессе, 1960-е гг.
Перечислить все направления, которыми занимался Виктор Глушков, весьма непросто – настолько велик был круг интересов этого ученого. Так, он является создателем теории цифровых автоматов, теории и практики проектирования ЭВМ, уникальной системы автоматизации проектирования ЭВМ «ПРОЕКТ» – в мире нет аналогов этой системе. Среди его работ – теория программирования и система алгоритмических алгебр, система искусственного интеллекта. Под его научным руководством впервые в мире были созданы суперкомпьютеры с новой многопроцессорной макроконвейерной архитектурой (архитектура MIMD по современной классификации), а также компьютеры «Днепр», «Киев», «Промiнь», МИР-1, МИР-2, МИР-3 и другие. За разработку теории цифровых автоматов и создание многопроцессорных макроконвейерных суперЭВМ международная организация IEEE Computer Society удостоила В.М. Глушкова медали «Computer Pioneer».
Пожалуй, одно из наиболее известных «детищ» Виктора Глушкова – разработанный им целостный проект цифрового государства и цифровой экономики ОГАС – проект Общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации для учета, планирования и управлении народным хозяйством СССР. В.М. Глушков – главный идеолог и один из основных создателей индустрии автоматизированных систем управления в СССР, под его научным руководством был создан ряд крупных АСУ предприятий и крупных отраслевых ОАСУ, таких как ОАСУ Министерства приборостроения, ОАСУ Министерства оборонной промышленности, другие ОАСУ девятки оборонных министерств, Республиканская АСУ в УССР, АСУ «Москва», АСУ «Олимпиада-1980» и другие системы. Он был научным руководителем межведомственного комитета и Совета директоров головных институтов оборонных отраслей по управлению, экономике и информатике. В.М. Глушков был председателем Научного совета по вычислительной технике и системам управления Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике.
Рис. 2. Слева направо: В.М. Глушков, Л.С. Алеев, А.П. Александров, Б.Е. Патон.
История с ОГАС достаточно известна. Если коротко, то в 1962 году по заданию А.Н. Косыгина, в то время заместителя председателя Совмина СССР, Глушков начал разработку проекта Общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации для учета, планирования и управления народным хозяйством (ОГАС). Академик лично изучал работу самых разных предприятий страны – от заводов до аэропортов, изучил и то, как функционируют органы горуправления – Госплан, Госснаб и т.д. В итоге Виктор Глушков предложил концепцию ОГАС как единой системы сбора отчетной информации по народному хозяйству, планирования и управления народным хозяйством, информационной базы для моделирования различных вариантов развития народного хозяйства.
Несмотря на то, что воплощение ОГАС в жизнь выглядело вполне реалистичным, представленный в 1964 году план вызвал резкие возражения, в первую очередь, со стороны ЦСУ СССР. Проект еще какое-то время прорабатывался и в ЦСУ, и в Госплане, но так и не был реализован.
Одним из интересных технических моментов проекта была Единая государственная сеть вычислительных центров (ЕГСВЦ), состоявшая, в соответствии с планом, из примерно 100 крупных вычислительных центров в промышленных городах и центрах экономических районов, объединенных широкополосными каналами связи с коммутацией сообщений и связанных с 20 тысячами центров предприятий и организаций. Предусматривались создание распределенного банка данных и разработка системы математических моделей управления экономикой. Фактически эту идею можно считать проектом построения Рунета уже в 1960-х годах. Проект, кстати, сильно обеспокоил США, и была проведена операция по недопущению реализации ОГАС.
Рис. 3. В.М. Глушков и разработчики ЭВМ «Промiнь».
Вот как об этом вспоминал сам Виктор Глушков:
«Задача построения общегосударственной автоматизированной системы управления экономикой (ОГАС) была поставлена мне А.Н. Косыгиным в ноябре 1962 года. К этому времени у нас в стране уже имелась концепция единой системы вычислительных центров для обработки экономической информации. Мы разработали первый эскизный проект Единой государственной сети, включавший около 100 центров в крупных промышленных городах и центрах экономических районов, объединенных широкополосными каналами связи.
Начиная с 1964 года (времени появления моего проекта) против меня стали открыто выступать ученые-экономисты, многие из которых потом уехали в США и Израиль. Косыгин заинтересовался стоимостью проекта. Ориентировочно она оценивалась в 20 млрд рублей. Мы предусмотрели самоокупаемость затрат. За три пятилетки реализация программы принесла бы в бюджет не менее 100 млрд рублей. Но наши горе-экономисты сбили Косыгина с толку… Нас отставили в сторону, стали относиться с настороженностью.
В конце 60-х в ЦК КПСС и Совмине появилась информация, что американцы еще в 1966 году сделали эскизный проект информационной сети, то есть на два года позже нас. Но в отличие от нас они не спорили, а делали.
Тогда забеспокоились и у нас. Я пошел к Кириленко и передал записку, что надо возвратиться к идеям моего проекта. Была создана комиссия. Лучше бы ее не создавали…
Тем временем началась вакханалия в западной прессе. Первыми заволновались американцы… Конечно, любое укрепление нашей экономики – для них самое страшное. Поэтому они сразу открыли огонь по мне из всех калибров. В «Вашингтон пост» вышла статья «Перфокарта управляет Кремлем», рассчитанная на руководство СССР. «Царь советской кибернетики академик В.М. Глушков предлагает заменить кремлевских руководителей вычислительными машинами». Статья в английской «Гардиан» была рассчитана на советскую интеллигенцию. Мол, академик Глушков предлагает создать сеть вычислительных центров, более передовую, чем на Западе. На самом деле это заказ КГБ, чтобы упрятать мысли советских граждан в банки данных и следить за каждым человеком. Эту статью все «голоса» передавали раз 15 на разных языках на Советский Союз и страны социалистического лагеря.
Потом последовала серия перепечаток этих пасквилей в других ведущих капиталистических газетах, серия новых статей. Тогда же начали случаться странные вещи. В 1970-м я летел из Монреаля в Москву. Опытный летчик почувствовал неладное уже над Атлантикой и возвратился назад. Оказалось, в горючее что-то подсыпали. Слава богу, все обошлось, но так и осталось загадкой, кто и зачем это сделал. А немного позже в Югославии на нашу машину чуть не налетел грузовик – шофер чудом сумел увернуться.
И вся наша оппозиция, в частности экономическая, на меня ополчилась. В начале 1972 года «Известия» опубликовали статью «Уроки электронного бума». В ней автор пытался доказать, что в США спрос на вычислительные машины упал. В ряде докладных записок в ЦК КПСС от экономистов, побывавших в США, использование вычислительной техники для управления экономикой приравнивалось к моде на абстрактную живопись. Мол, капиталисты покупают машины только потому, что это модно, дабы не показаться несовременными. Это все дезориентировало наше руководство».
Рис. 4. Лекция по автоматизации проектирования цифровых автоматов, 1960-е гг.
А в 1969 году появилась американская компьютерная сеть ARPANET, созданная Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (DARPA) и явившаяся прототипом сети Интернет. Работа над этим проектом была начала в США еще в конце 50-х годов, и очевидно, что реализация в СССР проекта ОГАС создала бы серьезную конкуренцию американской сети.
Немалое место в исследованиях и работах В.М. Глушкова занимала тема искусственного интеллекта. Он выступал с новыми идеями построения интеллектуальных систем (систем искусственного интеллекта) типа «глаз-рука», «читающий автомат», «самоорганизующаяся система», систем автоматизации математических доказательств. Он работал над компьютерными системами имитационного моделирования таких процессов интеллектуальной деятельности, как принятие решений, отображение состояния и ситуаций в экономических, технических, биологических и медицинских системах. Получили развитие предложенные В.М. Глушковым идеи для нового витка науки об информации — информатики.
Рис. 5. Виктор Михайлович Глушков в Туле на встрече с главными конструкторами АСУ для оборонных предприятий. 1980 г.
В.М. Глушков активно пропагандировал практический подход к проблеме искусственного интеллекта как к делу, объективно вызванному к жизни растущей мощью ЭВМ и проникновением их во все сферы человеческой деятельности. Ученики и последователи В.М. Глушкова успешно развивают его идеи и занимаются исследованиями по структурному распознаванию образов, по методам синтаксического анализа изображений и речевых сигналов, методам структурного анализа сцен в поле зрения роботов, занимаются нейрокомпьютерными технологиями и медицинскими информационными системами. В.М. Глушков считал, что последовательное накопление знаний и эффективные способы их обработки, развитие интеллектуальных способностей ЭВМ обеспечит прорыв в развитии цивилизации и обеспечит переход к информационному обществу.
Из воспоминаний В.М. Глушкова
«… Искусственное зрение и слух – важная часть работ в области создания искусственного интеллекта. Здесь главным, конечно, является зрение, поскольку наибольшее количество информации человек получает благодаря ему. Для этого я пригласил В.А. Ковалевского из Харькова, который и организовал работу по распознаванию образов. Первым результатом его работы стал автомат для чтения машинописных букв и цифр. Он был выпущен малой серией (пять или восемь штук) из-за дороговизны, с перфокартами ему было конкурировать трудно. Затем Т.К. Винцюк занялся распознаванием речи, которым мы прикрыли направление по созданию сенсорной части роботов.
С самого начала я сформулировал задачу и по автоматизации двигательной (моторной) функции роботов. Мной была поставлена задача создать автоматическую руку на тележке, которая передвигалась бы вдоль щита управления любым объектом и переключала бы тумблеры, рубильники, поворачивала бы ручки и т.д., одновременно к ней добавлялось примитивное зрение, которое было бы способно воспринимать только положение стрелки приборов или деления шкалы. Но, к сожалению, я не смог подыскать человека, который любил бы работать с механикой, руками. А эту задачу я поставил еще в 1959 году, когда о роботах еще никто не заикался. Если бы у нас были хорошие мастерские, то мы могли бы в 1963 году первыми в мире иметь механическую руку. К сожалению, не все удается сделать.
Синтез всех этих направлений – в роботах-манипуляторах с рукой, зрением и искусственной речью. Одновременно, мы начали работы по распознаванию смысла фраз на русском языке, т.е. в области семантических сетей, как теперь это называется. Этим занимался А.А. Стогний и частично А.А. Летичевский, они добились хороших результатов. А.А. Стогний подготовил хорошие программы. По потоку предложений на входе этот алгоритм строил семантическую сеть, т.е. определял, какие слова с какими корреспондируются. Например, предложение “Стул стоит на потолке” хоть и правильно грамматически, но семантически неверно и т.д. Были сделаны зачатки картины мира, причем было придумано экономное кодирование; затем А.А. Стогний переключился на распознавание дискретных образов, тематику Ю.И. Журавлева, да и я оставил это дело, и у нас оно захирело. Надо было его с машинным переводом связать, но опять не хватило людей, а я не мог заниматься лишь семантической алгоритмикой. И все-таки, когда я сделал в 1962 году в Мюнхене на конгрессе IFIP доклад на эту тему, это было сенсацией – у американцев ничего подобного в то время не было. Тогда же меня избрали в программный комитет Международной федерации по обработке информации».
В творческом наследии В.М. Глушкова значительное место занимают исследования в области искусственного интеллекта.
Под его руководством они велись широким фронтом. Здесь и работы по распознаванию образов (зрительных, речевых, языковых и т.п.), и исследования в области робототехники, математической лингвистики, информационных систем и др. Однако самой близкой для него проблемой, которой он много занимался непосредственно сам на протяжении всей своей кибернетической деятельности, была автоматизация поиска доказательств теорем. Еще в 1958 году, изучая в качестве оппонента докторскую диссертацию А.И. Ширшова, В.М. Глушков сделал попытку проверить найденные А.И. Ширшовым тождества в кольцах и алгебрах ЛИ с помощью программы на машине «Урал». Он внимательно следил за работами по созданию алгоритмов поиска логического вывода в СССР и за рубежом, инициировал проведение соответствующих исследований в Институте кибернетики. Под его руководством в начале 60-х годов были проведены эксперименты по машинной реализации алгоритма Тарского и некоторых других алгоритмов поиска вывода в разрешимых теориях.
С проблемой доказательств связывались работы по аналитическим выкладкам и их реализации в машинах серии МИР. Эти работы основывались на солидной материально-технической базе. В 1963 году при Институте кибернетики АН УССР было создано Специальное конструкторское бюро математических машин и систем с небольшим опытным производством. Возникшее на базе завода «Радиоприбор» серийное производство ЭВМ, разработанных Институтом кибернетики АН УССР, способствовало организации самостоятельного завода Вычислительных управляющих машин (ВУМ).
Рис. 6. В.М. Глушков за пультом ЭВМ «Днепр» (1960 год).
Кроме работ по увеличению «интеллекта» создаваемых машин, в рассматриваемый период проводились исследования и в других направлениях. Развивая идею диалога человек – машина при автоматизации дедуктивных построений, группа сотрудников Института кибернетики (А.А. Летичевский, Ю.В. Капитонова, 3.М. Асельдеров, К.П. Вершинин, В.Ф. Костырко и др.) под руководством В.М. Глушкова создала язык «практической» математической логики и систему обработки текстов на этом языке, максимально приближенные к практике работы исследователей в соответствующих разделах современной математики (в первую очередь алгебры), а также первый вариант машинного алгоритма очевидности. Решались проблемы по дальнейшему увеличению доказательной силы машинной части будущей диалоговой системы.
Под руководством В.И. Рыбака проводились теоретические исследования в области робототехники. Построен действующий макет «интеллектуального» робота, способного визуально опознавать простые геометрические тела, осуществлять с помощью управляемой ЭВМ «руки» целенаправленное их перемещение и т.п. Проведены теоретические исследования по усовершенствованию методов автоматического распознавания и синтеза речи. Создана экспериментальная система распознавания слитных фраз при словаре до 300 слов с малой вероятностью ошибки (В.А. Ковалевский, Т.П. Винцюк и др.).
Под руководством П.М. Амосова продолжалась работа по имитации на ЭВМ разумного поведения. От имитации деятельности одного человека осуществлен переход к имитации деятельности коллективов. В целом в данный период возрос интерес к применению имитационного моделирования для изучения социальных процессов. С этой целью разработаны модели с широким диапазоном применения и началась разработка программного обеспечения (В.М. Глушков и др.).
В области биологической и медицинской кибернетики продолжались исследования вопросов биоэлектрического управления движениями человека. Разработаны многоканальные биоэлектрические управляющие устройства серии «Миотон», которые внедрены в клиническую практику, в первую очередь для лечения параличей (Л.С. Алеев и др.). Совместно с Киевским научно-исследовательским институтом клинической медицины им. акад. Н.Д. Стражеско разрабатываются имитационные модели для прогнозирования и управления (в режиме диалога с врачом) при лечении больных с инфарктом миокарда. Создана система автоматизации анамнеза, ориентированная на ишемическую болезнь (В.М. Глушков, В.А. Петрухин и др.).
Рис. 7. Академик В.М. Глушков.
Под руководством А.А. Попова созданы автоматизированные системы обработки медицинской информации (в частности, для анализа функции дыхания и сердечно-сосудистой системы) и внедрены в медицинских учреждениях Ялты, Одессы, Славянска, Кисловодска. Разрабатывается автоматизированная система управления курортами (А.А. Стогний, А.А. Попов и др.). Продолжались исследования биологических объектов и систем регулирования на клеточном и системном уровне (Ю.Г. Антомонов, К.А. Иванов-Муромский и др.). С биомедицинскими аспектами связаны проводимые под руководством В.В. Павлова исследования эргатических систем управления.
К концу 60-х годов сформировалась новая точка зрения на проблему поиска доказательств, суть которой сводится к следующему. Прежде всего, необходимо разработать практический формальный язык для записи математических предложений и их доказательств. Он должен быть близким к естественному языку математики и фактически представлять собой формализацию той части естественного языка, на котором пишутся книги по математике. Реализацией языка математики является «алгоритм очевидности», который позволяет проверять правильность математических текстов, написанных в языке, если доказательства достаточно подробны, или находить в них пробелы. На базе уже только этих средств строится «интеллектуальная» информационная система, которая позволяет накапливать знания и пользоваться ими в процессе выполнения математических исследований. Что же касается открытия новых математических фактов и поиска доказательств сложных теорем, то это должно выполняться в диалоговом режиме с использованием специализированных дедуктивных средств, которые создаются на базе языка, алгоритмов очевидности и информационных систем.
Через несколько месяцев после смерти Виктора Глушкова вышла его последняя книга «Основы безбумажной информатики». Это было популярное издание, рассчитанное на самую широкую, но математически образованную публику (в аннотации говорилось: «Может быть использована для первоначального ознакомления»), однако многие её страницы с увлечением читались людьми, далекими от информатики. С не меньшим интересом они читаются и сейчас (книга есть в Интернете). Академик рассказывал о перспективах вычислительной техники в быту: о том, какими будут телевизоры и телевидение будущего, о многофункциональных телефонных аппаратах, о программированных стиральных машинах и даже о компьютерных играх.
А заканчивалась эта книга удивительными словами: «Уже недалёк тот день, когда исчезнут обычные книги, газеты и журналы. Взамен каждый человек будет носить с собой «электронный блокнот», представляющий собой комбинацию плоского дисплея с миниатюрным радиоприемопередатчиком. Набирая на клавиатуре этого «блокнота» нужный код, можно, находясь в любом месте на нашей планете, вызвать из гигантских компьютерных баз данных, связанных в сети, любые тексты, изображения (в том числе и динамические), которые и заменят не только современные книги, журналы и газеты, но и современные телевизоры. Зайдет ли дело в обозримом будущем столь далеко – гадать трудно. Несомненно одно, что прогресс электронной технологии, машинной информатики и телематики происходит столь бурными темпами, что фантастика в этой области становится реальностью буквально на наших глазах».
*При подготовке статьи использованы материалы сайтов https://museum.dataart.com/en/, https://www.computer-museum.ru, https://glushkov.su, https://www.pvsm.ru.
Благодарим за помощь в подготовке статьи Ольгу Викторовну Китову (Глушкову).