История + Компьютер

Автор: turbovagon

Оригинальный материал

Современная реконструкция облика автомата

В 18 веке человечество, пожалуй, впервые начало ощущать себя «царем природы». Один за другим сдавались перед пытливыми умами законы физики, химии и биологии, покорялись водные и воздушные стихии. Всем казалось, что вот еще небольшой рывок — и человек сможет подобно богу изменять свойства материи и превращать неживое в живое. Эти идеи породили моду на автоматоны — механические подобия человека и животных, способные имитировать различные действия — играть на музыкальных инструментах, танцевать, писать, рисовать. Разумеется, набор движений был строго ограничен их конструкцией и «перепрограммировать» автоматоны было почти невозможно. Во всяком случае, было проще построить новый. Но на фоне этих механизмов разительно выделяется один автомат, который мог не просто имитировать человека — он мог думать, анализировать и принимать решения. Эта автоматическая шахматная машина называлась «Механический турок» и была создана венгерским изобретателем Вольфгангом фон Кемпеленом во второй половине 18 века.

Снаружи машина выглядела как деревянная скульптура, состоящая из манекена в натуральную величину, прикрепленного к деревянному шкафу размером 1,2х0,6х0,9 метра. Манекен был одет в яркий восточный халат и чалму, лицо украшали могучие усы и брови. Правая рука манекена была вытянута вперед, в левой руке помещалась старинная курительная трубка, а глаза были сфокусированы на верхней части шкафа, где во время игры должна была стоять шахматная доска. С лицевой стороны шкаф состоял из трех дверей и нижнего ящика. По заявлению создателя, Механический Турок был способен играть в шахматы наравне с человеком и даже выигрывать у него. Возможно ли было на основе технологий 18 века создать действующий искусственный интеллект? Не будем нагнетать интригу — разумеется нет. Но от этого «Механический турок» не становится менее интересным феноменом.
В 1769 году фон Кемпелен был принят при дворе императрицы Марии Терезии, где присутствовал при выступлении популярного фокусника и иллюзиониста. Вероятно талантливый инженер Вольфганг сумел увидеть за его трюками нечто такое, что родило в его мозгу идею попробовать себя на этом поприще. Во всяком случае, после завершения выступления Кемпелен пообещал императрице, что он создаст изобретение, которое без всякой магии превзойдет иллюзии фокусника. И спустя полгода представил ко двору своего «Механического турка».

Прежде чем перейти непосредственно к демонстрации, Кемпелен, не скрываясь, показал собравшимся внутренний механизм машины, открывая различные секции шкафа.
Дверь слева содержала сложное механическое устройство, похожее на часовой механизм, которое включало рычаги, колеса, шестерни и маятники. Две другие двери закрывали камеру с передаточным механизмом, где также хранились шахматная доска, фигуры, некоторые инструменты и запасные части. Кемпелен также раскрыл нижнюю часть манекена, где также помещался некий сложный механизм. Этот ритуал впоследствии будет повторяться каждый раз.
Описав внешнюю и внутреннюю конструкцию шахматной машины (последнее — достаточно витиевато и туманно), фон Кемпелен пригласил придворных сыграть с манекеном в шахматы. Во время игры правая рука манекена брала фигуры и перемещала их по шахматному полю, а голова при этом словно сопровождала ход взглядом. Шах королю автомат объявлял троекратным кивком головы. Если противник пытался сжульничать, например, сделать некорректный ход, «Турок» прекращал игру и не двигался, пока ошибка не будет исправлена. Каждые 20 ходов фон Кемпелен объявлял перерыв и заводил механизм ключом. Несколько придворных сыграли против механического человека, и все были легко побеждены.

Новости о первой машине, способной сравняться с человеком и даже превзойти человеческий разум, распространились повсюду. После первого выступления перед императрицей Австрии, фон Кемпелена буквально засыпало приглашениями от других членов королевской семьи, знати и министров. Сын Марии Терезии, император Иосиф II отправил фон Кемеплена вместе со его шахматной машиной в путешествие по Европе, во время которого «Механический турок» встречался с различными противниками, практически неизменно побеждая их. Впрочем, с лучшим шахматистом того времени, Франсуа-Андре Филидором машина справиться всё же не сумела.

Каждый раз фон Кемеплен с готовностью демонстрировал механическую конструкцию «Турка», однако трогать ничего не позволял, отговариваясь чрезвычайной хрупкостью механизма и тонкостью настроек. Принцип работы своего автомата он также разглашать отказывался. Неудивительно, что в таких условиях секрет способности турка к автоматической игре в шахматы раскрыть никто не сумел.

После смерти Кемпелена в 1804 году машина была выкуплена инженером и предпринимателем Иоганном Мелцелем, сделавшим из «Механического турка» настоящее шоу, с которым гастролировал по всей Европе, а затем по США. Он же внёс в нее ряд усовершенствований, в частности добавил звуковой аппарат, способный произносить «шах». Машина играла против Наполеона Бонапарта, Бенджамина Франклина и даже Чарльза Бэббиджа, создателя первого протокомпьютера, обыграв их всех. С подачи Мелцеля эти матчи широко освещались ведущими газетами и журналами.

История о думающей машине, конечно же, была слишком хороша, чтобы быть правдой. Разговоры о том, что «Турок» на самом деле управляется сидящим внутри человеком начались едва ли не с первой демонстрации автомата. Уж очень не давало покоя пытливым умам якобы пустое пространство внутри шкафчика. Там вполне мог разместиться опытный шахматист, который бы наблюдал за игрой с помощью системы зеркал и переставлял фигуры, просовывая руку внутрь манекена. Справедливости ради — последние два утверждения действительности не соответствовали.

Одна из ранних версий «устройства» Турка

Секретом «Турка» занимался, в том числе, и американский писатель Эдгар Аллан По. Он по возможности изучил аппарат Мелцеля и пришел к уверенному выводу, что манекен — не автомат, а марионетка, которой управляет человек, сидящий внутри шкафа во время игры. Его подробный анализ, опубликованный в 1836 году, убедил людей в том, что эта машина не может функционировать сама по себе.

Ключевыми выводами По, которые разгадали тайну шахматной машины, были:

1. Автомат должен работать с некой периодичностью, поэтому шахматная машина Мелцеля тоже должна делать ходы в определенное время, но это не так. То есть в действиях машины отсутствует регулярность, что является важной характеристикой автомата.

2. Механизм машины содержит существенно больше компонентов, чем требуется для нескольких простых движений манекена. Возможно, изобретатель использует эту установку как обман.

3. Настоящая машина, способная играть и способная просчитывать ходы, должна выигрывать все игры, но машина Мелцеля всё же проигрывала некоторые из них.

Некоторые из выводов По могут быть несколько спорными, но главная его мысль была верной. Анализ По привел к серьезному падению популярности 'Турка», и через некоторое время Мелцель перестал получать приглашения на демонстрацию машины. После его смерти «Турок» был продан с аукциона и попал в музей Филадельфии. Тогда и был по-настоящему раскрыт секрет этой машины. На самом деле нижний ящик и левая боковая часть шкафа (где размещалась установка, похожая на часовой механизм) были сконструированы таким образом, что занимали лишь одну треть пространства, которое, казалось бы, должны занимать. Обе секции не доходили до задней части шкафа, поэтому внутри образовывалось скрытое пустое пространство.

Это секретное пространство было оборудовано подвижным креслом, которое могло перемещаться из одной части шкафа в другую, позволяя игроку оставаться скрытым, когда фон Кемпелен, а позже — Мелцель — открывали разные дверцы машины во время демонстрации.
Разумеется, в таком положении игрок никак не мог наблюдать за шахматной доской. Однако в основание тяжёлых фигур, установленных на шахматной доске, были вмонтированы мощные магниты. Под доской, внутри ящика, под каждым полем находился металлический шарик, надетый на вертикально натянутую нитку. Когда фигуру поднимали, шарик падал, сигнализируя о её перемещении. Как только фигура оказывалась на новом поле, магнит притягивал соответствующий шарик. Рукой манекена игрок управлял через сложную систему рычагов и тросов. Он же манипулировал головой «Турка».

Каждые 20 ходов автомат «заводили», таким образом давай скрытому игроку перерыв, чтобы обдумать ход игры. Теоретически игрок мог при свете потайного фонаря делать записи, но на самом деле для опытного шахматиста даже в таких условиях держать в голове партию — не проблема. И в течение почти 70 лет публичных выступлений «мозг» автомата заменяли несколько очень сильных шахматистов. Их имена неизвестны. Точно установлено лишь, что во время американского турне Мелцель пользовался услугами европейского гроссмейстера Уильяма Шлюмбергера, который выдавал себя за личного секретаря изобретателя.

К сожалению, в июле 1854 года оригинальный «Механический турок» сгорел во время пожара в музее. Сейчас там демонстрируется реплика (она на заглавной картинке поста), подключенная к компьютеру и теперь действительно способная играть в шахматы.

Само название аппарата в каком-то смысле стало нарицательным. Так, в 2005 году была создана интернет-площадка Amazon Mechanical Turk, которая позволяет физическим лицам и предпринимателям привлекать исполнителей для решения задач, которые в настоящее время не в состоянии осилить компьютеры.

Подпишись на наш блог, чтобы не пропустить новые интересные посты!

Конец 80-х.

Произошло СТРАШНОЕ! Главбух узнала СОКРОВЕННУЮ ТАЙНУ инженерного отдела, занимающегося, в том числе, обслуживанием суперсовременных компьютеров IBM PC XT, закупленных недавно (за 2-3 года до описываемых событий).
Естественно, для обслуживания и протирки контактов в буржуйской технике был выписан СПИРТ, в количестве порядка один литр на единицу в месяц. Тайна заключалась в том, что на родине этих машин для обслуживания - НИКТО СПИРТ НЕ ИСПОЛЬЗОВАЛ!!! Откуда она это могла узнать, какой враг народа её просветил - неизвестно, но вопрос на планёрке был поставлен ребром - КАКОГО ... им выдают спирт, да ещё в таком количестве.
Для дачи показаний был, естественно, вызван начальник этого инженерного отдела.

Далее СПЕКТАКЛЬ:

ГЛАВБУХ: ......... !!!!!!

НАЧАЛЬНИК ОТДЕЛА: Да! На западе не используют этиловый спирт для обслуживания этой техники!

(Ропот в зале, неодоуменные взгляды, ..)

НАЧАЛЬНИК ОТДЕЛА: Я даже больше скажу, никто не держит такой штат инженеров для обслуживания этой техники !

(Взгляды приближённых к спирту я не берусь описывать, наверное, так не смотрели даже родственники на Павлика Морозова. Тем более вызывало изумление то, что сам начальник отдела, по понятным причинам, был одним из самых главных приближённых к спирту)

НАЧАЛЬНИК ОТДЕЛА: На западе эта техника так не обслуживается, а работает в течении 1,5 - 2х лет, А ЗАТЕМ списывается и покупается новая.

(далее следует пауза по Станиславскому, красноречивый поворот головы в сторону главбуха, полная тишина)

НАЧАЛЬНИК ОТДЕЛА: У нас есть возможность и валюта, чтобы списать имеющеюся технику и закупить новую?

(Главбух сдувается, инцидент исчерпан)

Продолжаем знакомиться с книгой Криса Миллера "Микросхемная война. Битва за самую критичную технологию мира".

Ссылка на всю серию.

Империя нанесла ответный удар. Не все американские производители памяти ушли с рынка. Кто-то остался. И преуспел. Но далось это тяжёлой ценой безжалостного снижения издержек и упрощения производственного процесса: меньше стадий, меньше оборудования. Другого выбора у них не было. Micron научился выживать и конкурировать с японцами.

Intel вышел из становящегося для него бесперспективным рынка DRAM, но и там не обошлось без «параноидной» стратегии Энди Гроува по повышению эффективности производства. В погоне за эффективностью пришлось уволить четверть сотрудников. Стали смотреть на японцев и копировать их методы. Девизом стало «copy exactly»: копируй точно. Это помогло: выросла выручка, снизилась себестоимость.

Но не массовое дешёвое производство приносило компании успехи в прошлом. Главный приз и в этот раз был сорван в новой ходовой технике: микропроцессорах. В 1980 году был выигран скромный контракт у IBM на процессор для первого персонального компьютера. Молодой программист Билл Гейтс взялся написать операционную систему. 12 августа 1981 года первый IBM PC был выпущен на рынок. Стоила эта громоздкая коробка с Intel 8088 внутри от 1565 долларов.

IBM PC

В погоне за японцами не обошлось и без толики удачи. Начиная с середины восьмидесятых, иена стала расти. Процентные ставки ФРС, наоборот, падали. Открытая архитектура IBM PC сделала возможным клонирование этой техники. Compaq и другие производители воспользовались возможностью, и скоро они стали делать намного больше персоналок, чем сам «голубой гигант». Стремительный рост производства столь же стремительно обрушивал цены. И в каждом «писюке» стоял чипсет фирмы Intel, которая стала виртуальным монополистом на рынке ПК.

Отдавать производство на откуп японцам после того, как они стали отжимать с рынков, у Кремниевой долины не было больше резона. Нужно было найти другого производителя, и он нашёлся в лице Samsung. Южнокорейское правительство рассматривала полупроводники одним из приоритетов. Ли Гон Хи съездил в Калифорнию весной 1982 года и остался в восторге от технологии HP.

Но даже для него влезть в полупроводники было слишком рискованным начинанием. Помогло южнокорейское правительство своими деньгами и «рекомендациями» ведущим банкам страны вложиться в новое производство. Благоприятная конъюнктура на рынке после ценового пакта США с Японией помогла войти на рынок безболезненно. Американцы, обозлённые на японцев, не остались в стороне и с готовностью продавали лицензии. Враг твоего врага – твой друг.

В это же время технологическое лидерство Кремниевой долины укрепилось внедрением САПР интегральной схемотехники. Об этом уже давно мечтали Карвер Мид и Лин Конвей. Ушли времена, когда инженеры Интел вычерчивали свои схемы на ватманах. DARPA не поскупилась на финансирование исследований. И вот уже в восьмидесятых вчерашние студенты организовали новые стартапы, породив индустрию проектирования микросхем. Сегодня каждый производитель пользуется софтом одного из тех трёх стартапов, доросших до мирового лидерства. Ещё одной новой областью стали беспроводные технологии, где тон начал задавать Qualcomm, по примеру других гигантов выросший на деньги Пентагона и НАСА, а затем вышедший на гражданский потребительский рынок. Нельзя сказать, что каждый оборонный контракт приносил такую пользу. Но, благодаря тому, что иногда семя падало на плодородную почву, в конце восьмидесятых появился процессор Intel 80486: маленький кремниевый чип с миллионом транзисторов в своём брюшке.

Кристалл Intel 80486DX2

Чем плотнее паковались транзисторы в кристаллы, тем труднее становилась задача передирания технологии для СССР. Пришлось заниматься воровством не только конструкций микросхем, но и оборудования для их производства. ЦРУ заявляло, что Советы приобретали любые аспекты микроэлектронного производства, включая многие сотни машин для подготовки сырья, литографии, травления, лакирования, упаковки и тестирования. И всё же этого было мало. Кто пришлёт тебе запчасти в отсутствие договора? За недостатком снабжения пришлось ограничивать использование электроники в боевых системах. Запад не сразу понял реальных масштабов воровства технологий. Предательство агента Farewell открыла на это глаза.

Администрация Рейгана отреагировала операцией Exodus по ужесточению таможенного контроля. В результате которой были конфискованы товары на сумму около 600 миллионов долларов. Тем не менее, стратегия копирования продолжала работать. Советский Союз исправно клонировал микросхемы Интел и Моторолы. Правда, с опозданием на полдесятилетия.

Как результат этого опоздания, в восьмидесятых советские ракеты летали по заранее выработанному и сохранённому в них маршруту. А американские сами искали себе дорогу. MX падала в половине случаев в сотне метров от цели. Тополь – в 350 метрах. Отставание намечалось и в обычных вооружениях. Маршал Огарков пришёл к выводу, что преимущество США в точности ракет, противолодочной борьбе, разведке и управлении войсками может обеспечить внезапный обезоруживающий удар по ядерным арсеналам Союза.

Дисциплиной, которую продвигал Горбачёв во время визита в Зеленоград в 1987 году, делу было не помочь. Был ряд причин, замедляющих техническое развитие в позднем СССР: вмешательство КГБ, задвигающего способных, но неугодных людей на задний план, ограниченность передовых разработок военкой, изолированность от мировых ведущих производителей и, наконец, ограниченное число союзников, на которых можно было положиться в технологическом плане. Лучшее, на что оказалась способна электронная промышленность ГДР, например, не дотягивало до японских микросхем, которые были при этом вдесятеро дешевле.

Социалистический лагерь неуклонно отставал в развитии. Январь 1991 года стал наглядной демонстрацией превосходства Запада в новых системах вооружения. Самолёты с управляемые бомбами уничтожили в Заливе в 13 раз больше целей, чем обычные. И это было лишь одно из десятков новшеств. Ушли в прошлое ламповые ракеты «воздух-воздух». Микропроцессорное поколение стало вшестеро точнее. Советское оружие, находящееся на вооружении у Саддама, не помогло его армии избежать быстрого поражения. Нью-Йорк Таймс писала о триумфе кремния над сталью. Характер войны полностью изменился. Она стала, по выражению одного из советских аналитиков, «технологической операцией».

Стало уходить в прошлое и японское господство в микроэлектронике. Этому «помог» кризис 1990 года, перекрывший поток дешёвых кредитов и субсидий в перегретую отрасль. Micron и Samsung дали понять, что не только Япония может делать дёшево. Мало кто смог, подобно Sony (которые смогли утвердиться в нише распознавания образов), сохранить темп инноваций. Флеш-память была изобретена в лабораториях Toshiba уже в 1981 году. Но фирма-изобрататель не распознала потенциал открытия, и первопроходцем рынка стал Intel десятилетие спустя. И, конечно, японцы совершенно проспали подъём персональных компьютеров и связанных с ними микропроцессоров. Революция ПК пролилась золотым дождём на американские фирмы. В 1993 году Штаты вернули себе первенство в поставках полупроводников. В 1998 году Южная Корея стала крупнейшим производителем микросхем памяти. Доля японских фирм за прошедшее десятилетие упала с 90 до 20 процентов. Технологическая база для японского вызова американской гегемонии стала разрушаться.

Другой соперник США – Советский Союз – шёл дорогой полного развала. Горбачёв посетил Кремниевую долину в 1990 году, но его намерения воспользоваться идеями и технологиями будущего не сбылись. В Стенфорде советский лидер сказал:

Холодная война сегодня позади нас. Давайте не будем спорить, кто в ней победил.

Маршал Огарков в беседе с американским журналистом в 1983 году, спорить и не собирался. Он сказал за кадром:

Холодная война окончилась, и вы победили... Военная техника основана на компьютерах. Вы далеко-далеко впереди нас в компьютерах... В вашей стране любой ребёнок имеет компьютер, начиная с пятилетнего возраста.

Быстрое поражение Саддама в войне привнесло свою долю пессимизма в советские армию и спецслужбы, которые отважились на путч ГКЧП. Чрезвычайное положение продлилось всего на три дня. Это был печальный конец некогда мощной страны. Советская микроэлектроника стала начинкой для игрушек из Хэппи Мил.

------------------------------

Мне понравилось, что автор не приводит советский строй в указании причин неуспеха советской микроэлектроники. В мире были и другие страны, развивавшие у себя производство компьютеров и вынужденные впоследствии списать огромные суммы. Например, Бразилия. Они смогли сохранить самолётостроение, но не удержали компьютеры. В этой капиталоёмкой индустрии играет значительную роль технологическое лидерство, а также рынок сбыта. Меньше сбыт – выше издержки – ниже капиталовложения – ещё меньше сбыт. Выжил сильнейший, и далеко не в каждом сегменте рынка этот сильнейший оказался из Кремниевой долины. В конце концов победила глобализация с супермонополиями и международным разделением труда.