Точка зрения

Эффект нелинейности времени

"И еще признаюсь Тебе, Господи, что я доселе не могу понять, что такое время? Душа моя горит желанием раскрыть эту тайну!".
(Блаженный Августин, V век.)

Русско-английский эксперимент по управлению временем

В 2001 году созданный в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН, Женева) под руководством Джеймса Пурвиса (James Purvis) (на снимке) электронный документооборот в составе интегрированного комплекса административных информационных систем, предназначенного для обеспечения "прозрачности" работ по построению Большого адронного коллайдера, получил самую высокую оценку известных американских ИТ-компаний - SUN и Oracle, поставивших его как образец по применению новейших технологий - Java и Web. При выполнении этой разработки был применен основанный на русских культурных традициях оригинальный метод "сжатия времени" в 10 и более раз.

В 2002 году Джеймс дал интервью русскому журналу Business Match (Москва). Тогда он сказал: "ЦЕРН - огромная и сложная организация с семью тысячами сотрудников, живущих в разных странах, с огромным промышленным размахом производства, всевозможных поставок, с разнообразной хозяйственной деятельностью... Нам удалось разобраться во всем этом и создать систему электронного документооборота благодаря прекрасной многонациональной и молодой команде. Во многом - благодаря сотрудничеству с дубненским Научным центром исследований и разработок информационных систем (Объединенный институт ядерных исследований). Прежде я никогда не встречался с такими подходами, в том числе философскими, которые продемонстрировали наши русские коллеги и прежде всего - Владимир Шкунденков. Это касалось обоснования красоты решений и совершенно своеобразного отношения к системе "человек-компьютер", вообще к творческому научному процессу... Вместе с нашими русскими коллегами мы увеличили производительность (productivity) в 10 раз".

2002 год. Интернациональная команда в ЦЕРН. Владимир Шкунденков (первый слева), Джеймс Пурвис (шестой).

А все началось с событий почти сорокалетней давности... Конец февраля 1973 года. Меня вызывает директор Лаборатории вычислительной техники и автоматизации Михаил Григорьевич Мещеряков (М.Г., как его называли в Дубне) и спрашивает, когда, наконец, будет создано программное обеспечение для построенного мной в 1967 году сканера на основе электронно-лучевой трубки, предназначавшегося для обработки фотоснимков с искровых камер. Ответа я дать не мог - над созданием программного обеспечения (где камнем преткновения были программы распознавания измеряемых изображений) уже несколько лет безуспешно работали две группы программистов-профессионалов. А я был специалистом по электронике, оптике и механике.

Ответ дал сам М.Г. "Вчера, - сказал он, - директор Института Николай Николаевич Боголюбов сообщил мне, что если до конца года в ЛВТА не будет создано программное обеспечение хотя бы для одного из двух строящихся сканеров (тогда Юрием Александровичем Каржавиным создавался еще один сканер - оптико-механическое устройство HPD как аналог построенного в ЦЕРН), то меня в декабре не будут переизбирать на должность директора лаборатории, в названии которой есть такая буква "А", автоматизация. И я дал обещание Николаю Николаевичу, что хотя бы одна из двух задач будет решена. После чего он предложил мне подписать соответствующую бумагу. Я подписал". Это я рассказываю о том, как М.Г. назначил меня программистом и дал срок - всего девять месяцев (!). "В декабре, - сказал М.Г., - меня в случае вашей неудачи снимут с должности директора лаборатории, а в ноябре как директор я еще буду обладать властью и сниму вас с научных разработок. Пойдете обслуживать ЭВМ".

Тогда я еще не знал, что поиски красивых решений, которые позволяют сокращать затраты времени ("сжимать время") в процессе творчества до 100 раз, могут вестись исключительно на пути страдания. В тот момент мне показалось, что на меня обрушилось небо... Но все же взял себя в руки, стал изучать программирование (мне помогала одна талантливая дама), и через два месяца наш сканер АЭЛТ-1, как мы назовем его, заработал.

Освоить язык ассемблер оказалось несложно. И уже через месяц были созданы программы управления сканированием изображений на снимках (считыванием информации) и распознавания реперных крестов. Далее следовали задачи распознавания треков, идущих без помех (такая же простая задача, как и распознавание крестов), и треков, идущих с помехами. Эта задача, требующая математического моделирования измеренного события в трехмерном пространстве с последующим анализом полученной картины, "тянула" на большие в 100 раз затраты времени даже тогда, когда помехи были "простыми" и задача с автоматическим распознаванием в принципе была решаемой. Но была еще часть со "сложными" помехами, из-за чего в состав системы был включен человек-оператор, который брал на себя распознавание этой части, что вело к некоторому вынужденному снижению производительности системы. В том, что я справлюсь с первой из этих двух задач (где нет помех), я уже не сомневался, но вот вторая... На вторую, чтобы распознавать автоматически часть с "простыми" помехами (как это делали все во всем мире), остававшихся у меня нескольких месяцев явно не хватало.

И тут меня вызвали на заседание партийного бюро лаборатории и сообщили, что созданная вокруг моих работ комиссия считает, что срок выполнения поставленной передо мной М.Г. задачи надо сократить до двух недель. "Чтобы не расходовать зря народные деньги", - было сказано мне.

Я понимал, что они правы. Пришел к своему серому дружку-сканеру, которого партийные дяди решили зарезать через две недели, и обнял его... И вдруг увидел: а задача уже решена!

А увидел я (именно - увидел!) то, что на снимках событий, где были треки с "простыми" помехами, похоже, что-то около 20 процентов. А это позволяло (если только я прав, это надо было еще проверить) не возиться с этой в 100 раз более сложной по затратам времени задачей, решая ее с помощью компьютера, а оставить ее для человека-оператора в составе системы. Да, это означало дополнительное снижение производительности системы, но имело ли принципиальное значение? Здесь требовалось все просчитать. К тому же как бы между прочим я уже создал скоростной световой карандаш (с обратной связью для подсветки выбранной на экране визуального монитора точки), который позволял оператору метить эти точки в пять-десять раз быстрее, чем применявшийся тогда трек-болл (прообраз электронной "мыши").

Итак, что же меня ждет? Я схватил фотопленку и просмотрел два десятка снимков с событиями. Как и предчувствовал, "плохих" снимков, где треки имели помехи, но еще "простые", действительно оказалось около 20 процентов. А это означало, учитывая возможности нашего автоматизированного сканера - здесь я провел расчеты, - что если мне больше не "возиться" с созданием программ распознавания, а запустить его (сканер) с теми программами, которые были созданы всего за пару месяцев, то физик-заказчик получит результаты от обработки 100 000 снимков в его эксперименте уже через год. А не через пять лет, как это было до настоящего времени, когда обработка снимков шла не на сканере, а вручную (с чем шло сравнение).

Так зачем заниматься созданием в 100 раз более сложного программного обеспечения, на что уйдет несколько лет, и достичь при этом сокращения сроков обработки с одного года примерно до десяти месяцев вместо того, чтобы ограничить процесс с разработкой программ только для "самого простого", где вообще нет помех, и затем обработать весь массив снимков уже через год? Два месяца на разработку программ (охватывающих только простое) и затем год на обработку снимков - это было то, что я увидел, - или, как делали все во всем мире, около десяти человеко-лет (десять лет работы одного человека или три-четыре года для группы из трех) на разработку программ распознавания как для самого простого, так и для снимков, где были "простые" помехи, с тем, чтобы потом один год на обработку сократить до десяти месяцев?

Я боялся поверить: это была победа! Но почему никто в мире не увидел этого? Ответа не было...

Когда через две недели меня снова вызвали на заседание партийного бюро, то я сообщил комиссии, что их партийное задание выполнено. Пошли посмотреть. Действительно, все работает. Поскольку, однако, этого не могло быть, то приняли решение: лишить меня квартальной премии. Премии лишили. Потом подняли еще и вопрос о понижении в должности. Но это у них не вышло.

* * *

Так, со слова увидел, был сделан первый шаг на пути построения антропокосмического недетерминистского метода "сжатия времени", позволяющего сокращать затраты времени при выполнении научных разработок (метод применим везде, не только в науке) в 10-100 раз.

Эти прорывные идеи, которые, начиная с 1973 года, использовались в ОИЯИ (создание сканирующих систем АЭЛТ-1 и АЭЛТ-2/160), ЦАГИ (АЭЛТ-1/ЦАГИ - для расшифровки записей полетной информации в "черных ящиках" на самолетах) и ЦЕРН (разработка административных информационных систем для поддержки построения Большого адронного коллайдера), и дали фантастические результаты (а потому сложно принимаемые научной общественностью).

Понятие антропокосмический - это человек и Космос, а Космос ассоциируется с Красотой, которую в разработанной нами антропокосмической модели Вселенной мы ставим даже выше Бога; либо это, согласно традиции иудаизма, является женской ипостасью Бога. Это самое сложное для восприятия нашего метода в ученом мире, где со времен Пифагора (VI век до н.э.) наука опирается исключительно на разум. С чем сам Пифагор согласен, похоже, не был, заявив, по легенде, что "человечеству грозят три беды: невежество священников, материализм ученых и отсутствие совести у демократов". А слово Бог у нас - это символ существующей Тайны. Подобно бесконечности.

А вот понятие недетерминистского (признающего нестабильности в Природе, в отличие от Ньютона, Лейбница и других основателей науки Нового времени, считавших, что в Природе существуют всеохватывающие законы; так, Пьер Симон Лаплас на вопрос Наполеона: верит ли он в существование Бога? - ответил: "Сир, в этой гипотезе я не нуждаюсь!") подхода к науке уже почти пробилось. Этому направлению полвека, и тут наиболее интересными стали немецкий профессор из Штутгарта физик-теоретик Герман Хакен (р. 1927) и бельгийский ученый, нобелевский лауреат химик Илья Романович Пригожин (1917-2003).

Первый - автор синергетической парадигмы, которая допускает участие человека в формировании нестабильностей (однако без Бога, что привело его к пессимистическому заключению, что "природа гения все еще окутана тайной"). А второй, Пригожин, искал это решение на пути "формирования порядка из хаоса" исключительно в пространстве неживой врироды. Согласно гипотезе Пригожина, процесс самоорганизации в Природе включает три условия: 1) система должна быть существенно нелинейной; 2) она должна находиться в состоянии, далеком от равновесия; 3) она должна испытывать постоянное воздействие "энергетического потока". Пригожин импонировал "современным" ученым тем, что пытался доказать возможность появления живого (высшей формой которого является творческий интеллект) из неживой природы, предложив - за что и получил Нобелевскую премию в 1977 году - идею возникновения в хаосе диссипативных (рассеивающих энергию, что и ведет к нелинейным во времени процессам) структур, а с этим - возможность повышать вероятность проявления сверхслучайных событий, даже в виде возникновения живого из неживой материи. Это была прекрасная площадка для спекулятивного математического моделирования прогнозов по реализации теории Пригожина. Но сегодня этот путь, где исключается слово увидел (что изначально присуще только живому), уже не процветает, а прозябает.

Приведу здесь отрывок из воспоминаний Алексея Норайровича Сисакяна о Николае Николаевиче Боголюбове, написанных им в 2009 году к 100-летию рождения Н.Н., где слово увидел (как и у нас) можно расценить как ключевое: "Спрашиваю Н.Н., будучи уверенным в его приверженности к логике (против интуиции!):

- Как вам удается так последовательно строго выводить свои формулы, Николай Николаевич?

- Э нет, Алексей Норайрович, я сперва, как правило, вижу ответ, а потом выстраиваю логическую последовательность... - неожиданным ответом сражает меня Учитель".

Владимир ШКУНДЕНКОВ, доктор технических наук, директор Научного центра исследований и разработок информационных систем.

(Окончание в следующем номере)