Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

— Мне кажется, — заметил мистер Томпкинс, — что при столь большом числе операций вам приходится работать очень быстро, гораздо быстрее, чем человеческий мозг.

— Разумеется, синапс в головном мозге человека срабатывает не менее чем за 1 миллисекунду, — согласился Маниак, — а одно из моих переключательных устройств действует в тысячу раз быстрее, т. е. примерно за одну микросекунду или за одну миллионную секунды. Но мне все равно необходимы все преимущества, которые я только могу получить.

— Но почему? — удивился мистер Томпкинс.

— Видите ли, может быть, нейтроны в человеческом мозге и чересчур медлительны, но зато их очень много. Я бы сказал, неравная борьба.

— Но разве те, кто вас проектировал, не могли сделать вас побольше? — спросил мистер Томпкинс.

— Чтобы я мог на равных состязаться с человеческим мозгом, моим создателям потребовалось бы изготовить компьютер необычайно больших размеров. Объем человеческого мозга составляет примерно полторы кварты1, и этот объем вмещает в себя около 10000 000000, а может быть и больше нейронов. Число же синапсов в 10 или даже в 100 раз больше.

Следовательно, если условиться, что объем электронной лампы составляет примерно 1 см3 и оставить еще какой-то объем для соединений и прочих деталей, то я должен был бы иметь объем около 100000000 кубических сантиметров. Таков объем куба, имеющего по 4,64 м в длину, ширину и высоту. Кроме того, между панелями, на которые закреплены мои электронные лампы, необходимо оставить свободное пространство для вентиляции и лазы, или коридоры, для электриков, чтобы те могли проникать внутрь меня для ремонтно-профилактических работ, отчего мои размеры стали бы еще больше. Один из моих ранних соперников компьютер Энивак занимал в своем филадельфийском доме площадь около 1 600 квадратных метров. Теперь он сдан в музей, и я, вероятно, скоро последую за ним.

— Поскольку вы соревнуетесь с человеческим мозгом, — прервал Маниака мистер Томсон, — вы, по всей видимости, умеете играть в шахматы?

— Уметь умею, но, признаться, не очень люблю, так как игра эта весьма утомительна. Ведь я играю, можно сказать, превосходно, ничего не оставляя на волю случая или догадки, вот как я действую. Если мне предстоит сделать очередной ход, то я обследую поле за полем всю доску. Обнаружив поле, занятое моей фигурой, я начинаю задавать самому себе серию вопросов, например, не грозит ли моему королю шах, какую фигуру противника я могу взять, занято ли поле, на которое я хочу сделать ход, фигурой противника и т. д. Задав себе всю серию вопросов такого рода, я произвожу численную оценку качества хода и запоминаю ее. Такую процедуру я проделываю для всех полей на шахматной доске. Задаю я себе и несколько общих вопросов, например, находится ли мой король под шахом, могу ли я произвести рокировку и т. д. Сравнив все возможные ходы, я выбираю лучший.

1 Американская кварта — единица объема, равная 0,95 литра. — Прим. перев.

— Но при таком подходе вы просчитываете позицию только на один ход вперед. Так играют не очень сильные шахматисты.

Маниак, слегка озадаченный, на секунду умолк, а потом ответил:

— Вы не совсем правы. В принципе я могу просчитывать позицию и на насколько шагов вперед. Если вы составите для меня правильную программу, то я смогу исследовать не только все возможные ходы моих собственных фигур, но и все возможные ответные ходы моих партнеров, мои все возможные ходы в ответ на их ходы и т. д. Чтобы просчитать позицию на два хода вперед, мне потребуется 8 минут.

Трудность заключается в том, что при расчете позиции более чем на два хода вперед приходится рассматривать так много возможных вариантов, что на вычисления хода уходят часы и даже дни1. Именно поэтому я и называю игру в шахматы утомительной.

На мистера Томпкинса, который и сам неплохо играл в шахматы (разумеется, на любительском уровне), сообщение Маниака не произвело особого впечатления. Он отлично помнил, как Капабланка и Алехин проводили сеансы одновременной игры в шахматы с 50 партнерами и делали ход, поразмыслив над ним не более нескольких секунд. И при этой они обычно выигрывали!

— А сколько времени вам понадобилось бы, чтобы рассмотреть все возможные ходы? — поинтересовался он. Маниак не смог удержаться от улыбки.

— Почти вечность. Общее число различных шахматных партий превышают 10120. Даже если бы я мог играть миллион партий в секунду, чего я, конечно же, не могу, то и тогда на то, чтобы переиграть все партии, мне понадобилось бы 10108 лет. Это столь большое число, что оно делает игру в шахматы непредсказуемой и тем самым интересной для людей.

— А насколько результативна ваша стратегия? Вы всегда выигрываете?

— Я всегда выигрываю у новичков и беспечных игроков, допускающих ошибки в игре, так как я сам не делаю дурацких ошибок, например, не хожу ферзем на поле, где его может взять фигура партнера.

Если же партнер играет достаточно хорошо, то иногда я выигрываю, иногда проигрываю. Специалисты утверждают, что я играю очень хорошо, но не в силу мастера спорта по шахматам. Уф! Как жарко! — пожаловался Маниак, стирая со лба капли пота. — Чертовски жарко!

1 Напомним читателям, что книга Гамова и Ичаса была написана в 1967. С тех пор и быстродействие компьютера сильно возросло, и искусство шахматных программистов достигло таких высот, что партии компьютеров даже с чемпионом мира по шахматам не всегда заканчиваются в пользу последнего. — Прим. перев.

— А мне показалось, что у вас здесь хорошая вентиляция, —заметил мистер Томпкинс.

— О да! Вентиляция действительно неплоха, если подходить с позиций большинства стандартов, но я существо очень теплокровное, поскольку раскаленные докрасна проволочки в моих электронных лампах заставляют электроны вылетать из металла в вакуум и выделяют огромное количество тепла. Мы принадлежим к старому поколению, а теперь власть перешла к новому поколению. В 1948 году трое американских физиков из Лаборатории фирмы «Белл Телефон компани» сделали удивительное открытие, за которое восемь лет спустя были удостоены Нобелевской премии. Я сейчас слишком устал, чтобы входить в детали.

Скажу лишь кратко, что мне удалось создать так называемые транзисторы, в которых электронам не нужно вылетать из металла. Свои функции «регулировщиков движения» электронов транзисторы выполняют внутри крохотных кристаллов кремния или германия. При этом не происходит выделения тепла, и компьютер, построенный на транзисторах, остается холодным, как лед. Кроме того, транзисторные цепи выполняют операцию переключения за одну наносекунду, т. е. за одну тысячную одной миллионной доли секунды, что в 1 000 раз быстрее, чем электронные лампы. Кристаллы можно вырастить очень маленькими — гораздо меньше, чем мои электронные лампы, а это означает, что в заданном объеме их можно поместить гораздо больше, чем электронных ламп. Компьютер на транзисторах, получивший название Марк 7090 содержит 44 000 транзисторов, а его механизм памяти, внешне напоминающий стопку из миниатюрных теннисных ракеток, вмещает 1179 648 ответов типа «да» или «нет». Чтобы найти ответ на заданный вопрос, Марк 7090 успевает сканировать (просматривать) содержимое своей памяти примерно за одну миллионную долю секунды.