Наши знания, как и наша деятельность, непрерывно усложняются. Их объем и то количество связей, которые приходится учитывать в практической деятельности, растут со временем быстрее, чем экспонента. Отсюда нетрудно по- нять, что если техника работы с информацией остается ста- рой, то новые знания, то есть новая информация, с какого-то момента перестают быть нужными.
В самом деле, для того чтобы сделать что-либо новое (но- вую конструкцию, новый эксперимент, получить новые зна- ния), приходится достаточно хорошо изучить старое, то есть то, что уже известно людям, ибо иначе не избежать повто- ров. Исследователь, владеющий лишь старой, традиционной техникой работы с информацией, просто не располагает воз- можностями за обозримый срок изучить тот передний край научных знаний, от которого начинается путь в неведомое.
В такой ситуации ему все чаще и чаще приходится отвечать на вопросы и решать задачи, которые в науке так или иначе уже решены.
И сегодня мы действительно наблюдаем, что количество работ, повторяющих хорошо известные результаты, стреми- тельно растет. Эффективность затрат на новые научные раз- работки начинает постепенно снижаться.
Другой пример – быстрый рост сложности управления че- ловеческой деятельностью. Так, в системе телекоммуника- ций число связей, а следовательно и объем информации, рас- тет быстрее, чем пропорционально квадрату числа абонен-
тов, а число производственных связей из-за усложнения про- изводства и производимой продукции – еще более стреми- тельно.
В итоге управление производственным процессом, кото- рый нуждается в изучении и учете всех этих связей, требу- ет все больших затрат времени. В силу этого в управленче- скую сферу начинает вовлекаться все большее число людей.
Но такая тенденция порождает, в свою очередь, целый ряд новых трудностей: растет число необходимых согласований,
число ошибок и т. д., вследствие чего эффективность управ- ления резко падает – растет мера хаоса!
Традиционные методы обработки информации становят- ся, таким образом, преградой на пути дальнейшего развития научно-технического прогресса.
Есть еще одно важнейшее обстоятельство, ставящее пре- делы использованию традиционных способов работы с ин- формацией. Техника выходит на такие рубежи, что для обес- печения ее бесперебойного функционирования наука долж- на разрабатывать совершенно новые принципы обращения с информацией. Например, нам все чаще приходится иметь дело с объектами, прямое экспериментирование с которы- ми невозможно в принципе. Единственную информацию о поведении подобных объектов могут дать лишь исследова- ния их математических моделей. А сложность этих моделей оказывается такой, что применение для их анализа методов,
привычных инженерам или физикам, потребует для получе-
ния необходимых сведений о свойствах изучаемых объектов совершенно необозримых затрат времени.
Значит, на определенной ступени развития человеческо- го общества появляются знания и возможности, которые оно не может, уже использовать при нынешней организации тру- довой деятельности. Возникает, как говорят, «феномен ин- формационного тупика» – одна из сложнейших проблем, на- шего времени.
Однако эта трудность в значительной степени (на совре- менном этапе, во всяком случае) преодолевается, причем совершенно неожиданным образом: появляются принципи- ально новые методы переработки информации, связанные с изобретением электронной вычислительной техники – ком- пьютеров.
Вместе с ними и всем тем вспомогательным оборудовани- ем, которое оказалось необходимым, возникает качествен- но новая технология работы с информацией, внедрение ко- торой в сферу управления даже в передовых странах мира еще резко отстает от темпов совершенствования технологии производства и производительности труда в промышленно- сти и сельском хозяйстве. Даже при современном уровне ав- томатизации управленческого труда рост его производитель- ности резко отстает от роста производительности труда ра- бочих.
В результате происходит неуклонное уменьшение числа занятых непосредственно в производстве и рост числа слу-
жащих. Число служащих в промышленно развитых странах выросло за последние 20 лет в 4–5 раз.
В предыдущей главе мы много говорили о машинах, о естественном и искусственном, но пока еще ни разу не упо- мянули о самом главном изобретении нашего века – об элек- тронно-вычислительной машине. А ведь это изобретение столь же эпохальное событие, как и овладение огнем на заре человеческой истории и создание первого парового двигате- ля в XVIII веке. Электронной вычислительной машине тоже суждено изменить весь облик нашей цивилизации, как это случилось, например, с паровой машиной.
Употребляя выражение «электронная вычислительная машина», я всегда имею в виду не только быстродействую- щее арифметическое устройство, которое появилось более
40 лет тому назад, но и весь комплекс электронного оборудо- вания, постепенно возникший в связи с изобретением быст- родействующего электронного арифмометра. Это важно от- метить потому, что развитие этого комплекса, включающе- го в себя огромное количество вспомогательного оборудова- ния (дисплеи, принтеры, графопостроители, другие системы ввода-вывода, разнообразные интерфейсы и пр.) и разнооб- разное математичеекое обеспечение, качественно изменило само понятие «электронная вычислительная машина» и ме- сто этой машины в нашей цивилизации. Эволюция смысла указанного понятия и технология работы с информацией,
которая связана с эволюцией компьютера, начинают менять
самые основы человеческой жизни и крайне поучительны!
В 50-х годах компьютеры использовались просто как быстродействующие арифмометры. Собственно, для этой цели они и создавались. Первые компьютеры, так называе- мые электронные машины первого поколения, уже обладали весьма высоким быстродействием, до десятков тысяч ариф- метических операций в секунду.
Но память их была невелика. Поэтому они позволяли успешно решать задачи, в которых входная и выходная ин- формация была невелика, но требовалось выполнить значи- тельное количество арифметических действий, недоступных ручным арифмометрам. К числу таких проблем относились многие задачи физики, все основные инженерные расчеты и пр.
Но уже и эти свойства простейших «интеллектуальных устройств» значительно повысили эффективность деятель- ности человеческого мозга. Подчеркну, впервые машины со- здаются как помощники не рук человеческих, а человеческо- го мозга. И уже в самом начале своей истории они сыграли выдающуюся роль в развитии современной цивилизации.
Я думаю, например, что никакая страна мира не рискнула бы запустить человека в космос, не располагая вычислитель- ными средствами, способными не только рассчитать траек- торию полета ракеты (это-то как раз можно было сделать за- ранее и вручную), но скорректировать в случае необходимо- сти момент тормозного импульса по уточненным измерени-
ям параметров орбиты. Подобные вычисления надо уметь производить не только точно, но и быстро. Ничтожная ошиб- ка или задержка в подобных расчетах привела бы к тому, что возвращающийся на Землю Юрий Гагарин приземлился бы не в степях Заволжья или Казахстана, а в горах Алтая или,
что еще хуже – пустынях Синьцзяна.
Примерно так же обстоит дело и с ядерным реактором,
расчет которого без компьютера крайне затруднителен, а опасность, что вследствие неточного расчета он потеряет устойчивость и превратится в атомный гриб, вполне реальна.
Одним словом, уже первые компьютеры при всем их несо- вершенстве дали могучий толчок развитию разнообразных областей техники и прежде всего космической и ядерной.
В 60-х годах были созданы новые носители памяти, мало- надежные ламповые устройства были заменены надежными полупроводниковыми. Все это позволило сделать компьюте- ры весьма эффективным инструментом для обработки боль- ших массивов информации, ранее недоступных ручной об- работке.
Это обстоятельство открыло им путь в экономику и управление народным хозяйством. И с этим фактом связа- но тоже немало интересных и важных явлений нашей жиз- ни. Внедрение электронной вычислительной техники в про- мышленность, экономику и сферу управления не только рез- ко увеличило интенсивность промышленного производства,
но и создало основу для появления качественно новых тех-
нологий и технических конструкций. Оно настолько изме- нило структуру конечного продукта и, что особенно важ- но, темпы появления новых технологий, что сегодня уровень технического развития той или иной страны измеряется уже не столько количеством производимого металла или энерго- носителей, как в былое время, сколько достижениями в об- ласти электроники и информатики.
Однако, на мой взгляд, настоящая история электронной вычислительной техники и ее революционизирующее вли- яние на общество и формирование его алгоритмов эволю- ции начинаются с конца 60-х годов, когда появились так на- зываемые машины третьего поколения, или вычислительные системы, основанные на использовании больших интеграль- ных схем.
Их применение открыло совершенно новые технологи- ческие возможности в создании вычислительных систем –
особенно в создании вычислительных устройств. Электрон- ная вычислительная техника стала стремительно дешеветь.
В результате компьютер, стоивший еще недавно, казалось,
астрономические суммы, стал доступен каждому неболь- шому предприятию. За относительно короткое время сто- имость одной арифметической операции уменьшилась во много миллионов раз.
В конце 70-х годов, то есть примерно через 10 лет после появления компьютеров третьего поколения, появилось но- вое поколение машин, которое принято называть четвертым.
Его отличительной особенностью являются персональные компьютеры: дальнейшее совершенствование технологии и
«миниатюризация» привели не только к дальнейшему уде- шевлению вычислительной техники, благодаря чему исполь- зование компьютеров стало доступно любому человеку сред- него достатка. Из огромных ламповых «монстров», занимав- ших сотни квадратных метров производственной площади в
50-х годах, вычислительные машины превратились в систе- мы, которые вместе со всеми вспомогательными устройства- ми могут уместиться на письменном столе. Они стоят значи- тельно дешевле, чем автомобиль среднего класса, и по про- стоте использования находятся на уровне бытовой техники или пишущей машинки. Но по своим техническим возмож- ностям – скорости вычислений, объему памяти – они значи- тельно превосходят все то, что мы имели в своем распоря- жении в период запуска первых космонавтов.
Наряду с персональными машинами четвертое поколение включает в себя и современных «монстров», так называе- мых суперкомпьютеров. Их производительность достигает уже миллиарда операций в секунду.
Обсуждение проблем развития вычислительной техники в инженерном или экономическом разрезе не является зада- чей нашей книги. Для нас важны не технические особенно- сти современных вычислительных машив и даже не их эко- номические характеристики, а те новые возможности, кото- рые они предоставляют для расширения интеллектуальных,
мыслительных способностей Человека. И прежде всего те возможности, которые необходимы людям, чтобы разрешить главную проблему современности – конфликт между ним и
Природой.
В этой связи надо заметить, что уже машины третьего по- коления дали определенные основания надеяться на то, что дальнейшее развитие вычислительной техники и вычисли- тельных систем сыграет важную роль в решении этой сверх- задачи современной цивилизации и поможет создать каче- ственно новые «алгоритмы эволюции». Попробую обосно- вать эту точку зрения.
А для этого вернемся к проблеме преодоления противо- речий между Человеком и Природой и постараемся понять,
почему появление электронных вычислительных машин тре- тьего поколения означает важнейший этап в отыскании пу- тей решения этой проблемы.
Для того чтобы сформировать стратегию во взаимоотно- шениях Человека и окружающей среды (стратегию Разума),
недостаточно традиционных Методов, основанных на иссле- довании отдельных локальных экологических ситуаций. Нам необходимо научиться изучать биосферу как единое целое,
исследовать свойства этой сверхснстемы, законы ее разви- тия, ее реакции на антропогенные нагрузки, то есть необхо- димо научиться оценивать влияние человеческой деятельно- сти на изменение параметров биосферы и тенденций ее из- менения как единой системы.
Добиться всего этого с помощью обычных экспериментов,
которые используются в традиционных экологических или геофизических исследованиях, мы не можем. Причины та- кой ситуации почти очевидны.
Во-первых, биосфера – это уникальный объект, существу- ющий в единственном экземпляре, объект, который нахо- дится в вечном движении: он непрерывно изменяется. Се- годня он не такой, каким был вчера, а завтра он тоже уже будет иным. В этих условиях обычный (не машинный) экс- перимент становится весьма ненадежным средством иссле- дования, поскольку эксперимент тальное изучение предпо- лагает возможность воспроизведения изучаемых объектов и процессов и многократного повторения и проверки опыта.
Во-вторых, любые эксперименты с биосферой крайне опасны, ибо вполне в силу какой-либо случайности мо- гут поставить человечество на грань катастрофы. Поэтому экспериментирование с биосферой абсолютно недопустимо.
Что же тогда остается нам для изучения биосферы как еди- ного целого?
Остаются наблюдения, изучение отдельных более или ме- нее стабильных элементов биосферы, анализ исторического материала. Это тоже немало, и без таких наблюдений и ис- следований, конечно, не обойтись. Однако этого совершен- но недостаточно для решения тех проблем, о которых речь идет в предлагаемой работе. Ведь с помощью только одно- го изучения отдельных фрагментов биосферы невозможно