АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ИСКРА СЛУЧАЯ МОЖЕТ И НЕ ВСПЫХНУТЬ

На этот вопрос (чем отличаются сложные задачи от простых) приверженцы МПиО отвечали просто: количеством проб. А раз так, то увеличив скорость последовательного перебора вариантов, можно ускорить процесс решения сложных задач. Этот принцип и был заложен в первых поколениях ЭВМ. Но довольно быстро (к концу 50-х годов) стало ясно, сплошной перебор вариантов - даже при огромном быстродействии - не годится для решения творческих задач.
Член-корреспондент АН СССР Г.Р.Иваницкий (Природа научного открытия - М.: Наука, 1986 - С. 73-74) указывает на неприменимость этого метода для исследования даже простых, с его точки зрения, систем (синтез химических веществ, выведение новых сортов растений, создание машин и произведений искусства). А для решения задач в биологии требуется перебор столь колоссального числа вариантов (например, для построения модели простого белка лизоцима - 10¹²⁰, модели бактериальной клетки - 10^{20 000}), что использование метода становится принципиально невозможным ни на сегодняшних, ни на будущих ЭВМ.
В 60-е годы возникла идея эвристического программирования: пусть машина не перебирает все варианты, а по определенным правилам отберет небольшое их количество, достаточное для решения. Программы получили громкие названия (например, "Общий решатель проблем "), но под новой (" кибернетической ") терминологией скрывалась старая идея: создать метод решения творческих задач на основе недиалектической логики ("жесткой", математической).
Как отмечает проф. Ю.А.Шрейдер (Природа - 1986 -N10 - С.14-22) проверка программ в СССР показала их бесполезность даже для таких задач, где было абсолютно достаточно данных для построения модели; например, известна химическая структура соединения и вся информация о нем, нужно было предсказать его лекарственные свойства - ничего не получилось...
Попытки справиться с перебором вариантов были перенесены на машины 3-4-го поколений. Основные идеи этого этапа: математическое моделирование и разделение океана проб на отдельные реки и ручейки с их параллельной обработкой. Математические модели не отменяют вещественные эксперименты, они лишь дополняют их - машины досчитывают все промежуточные результаты или на основе натурных данных рассчитывают варианты, для которых эксперименты поставить невозможно (аварийный режим работы ядерного реактора, изменения в климате Земли и в экологических системах и т.д.). Например, в 1967 г. было рассчитано, а затем подтверждено в эксперименте новое физическое явление в плазме - так называемый Т-слой. Здесь налицо получение новых знаний с помощью ЭВМ. Но можно ли говорить о творческом уровне решения задач на ЭВМ? Академик Г.С.Поспелов, председатель научного совета "Искусственный интеллект", отвечает: "Она как будто, я подчеркиваю, - как будто - работает творчески... лишь следует составленной человеком программе, слепо подчиняясь ей. Ведь не говорим же мы о скрипке, что умны слагающие ее детали. Так почему вдруг "поумнели" микросхемы?" (НТР: проблемы и решения. -1986. - N8. - С. 6). Вот пример задачи, решенной с помощью вычислительного эксперимента.

Задача 10. Идея закалки металла лазерным лучом в атмосфере азота состояла в том, что под действием высокой температуры азот будет проникать в поверхностный слой металла и образовывать с ним высокопрочное соединение (нитрид). Но в опытах под действием высокой температуры металл испарялся и "улетал" из зоны закалки, не успев образовать соединение. Вначале процесса испарение было небольшим, затем скорость испарения росла и достигала максимума к концу закалки. Поэтому эксперименты стали вести в камере под давлением 100 атм. Однако для промышленности такое давление оказалось неприемлемым и внедрение способа застопорилось. Как быть?

Попробуйте представить себе изобретательское решение этой задачи. На основе предыдущих примеров у вас, наверное, возникло ощущение, что в решении должна быть какая-то "хитрость ", например, давления нет совсем, а процесс закалки идет нормально. Вы правы, это было бы творческое решение. С точными критериями оценки и правилами их получения вы познакомитесь в следующих разделах. А пока оцените решение, полученное на ЭВМ.
Задача решалась двумя институтами АН СССР (Вестник АНСССР. - 1985. - N3. - С.57-69) с использованием сложных математических моделей в два этапа (только на первом из них решалась система из 15 уравнений), при этом отмечалось, что "по степени сложности задача находится на грани возможностей современной вычислительной математики". Несмотря на это, решение все же было получено: поддерживать давление 30 атм, мощность лазерного луча дать максимальной только в первый момент, а затем снизить ее (к концу процесса в 10 раз)... Далее следует примечательный вывод: "Задачи технологии (как правило, многопараметрические) часто оказываются сложнее даже задач ядерной физики, физики плазмы, космонавтики".
Но почему трудно решать трудные задачи на ЭВМ? Только ли из-за огромного количества вариантов? Главная причина в том, что "машины абсолютно логичны, в то время как для творчества во многих случаях требуется, наоборот, алогичность". (Орфеев Ю. Такие разные АСУ // Техника и наука.- 1983 - N12. - С.23). Т.е. для решения творческих задач нужна не традиционная формальная логика (основа современных ЭВМ), а логика диалектическая - умение выявлять и разрешать противоречия: 100 атм. - хорошо для закалки, но плохо для производства, 1 атм. (нет избыточного давления) - хорошо для производства, но плохо для процесса закалки; ЭВМ выбирает среднее - 30 атм, а нужно бы разрешить противоречие так, чтобы при 1 атм. хорошо шла закалка. Старой логике не помогает и коллектив высококвалифицированных экспертов, привлеченных для составления моделей задач: "Усредняя мнения гениев, мы в лучшем случае получим мнение посредственности. Убирая противоречивые мнения - обедним модель экспертных знаний. Остается один путь - искать логику работы с противоречиями, что, конечно, не так-то просто" (Шрейдер Ю.А. ЭВМ как средство представления знаний // Природа. -1986. - N10. - С.20).
В США, где бум "творчества" на ЭВМ давно прошел, ищут "новые" способы гальванизации МПиО. Например, в фирме ИБМ появилось 45 "вольных сотрудников" - "мечтателей, еретиков, возмутителей спокойствия, чудаков и гениев". "Нас меньше, чем вице-президентов корпорации, - сказал один из них. - Вольный сотрудник получает, в сущности, полную свободу действий на пять лет. У него совсем простая роль: сотрясать систему. И он сотрясает" (Лит. газета. - 1986. - 5 февраля). Шанс поймать хорошую идею очень мал, поэтому главная заповедь гласит: "Вы должны быть готовы к неудаче... Вы не можете быть новатором, если не готовы мирится с ошибками". Все верно, МПиО и есть на 99,99% ошибки, и неизвестно, когда вспыхнет искра случая... IКруг замкнулся, "вольные сотрудники" - это те же "вольные изобретатели" ХIХ в., но работающие на фирму.
От МПиО общество несет огромные материальные потери. Эффективность научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ чрезвычайно низкая - и у нас и на Западе. В ведущих капиталистических странах 50% начатых разработок вскоре закрываются как бесперспективные, из оставшихся половина не выдерживает требований производства, и только пятая часть разработок приносит фирмам успех (Изобретатель и рационализатор. - 1981.-N8.- С.37). В нашей стране не доходят до производства две трети разработок, остальные внедряются на одном-двух предприятиях, и только 2% - на пяти и более предприятиях. (Социалистическая индустрия. - 1982.- 26 июня).
Но МПиО связан не только с бесполезными потерями времени и сил. Большой ущерб он наносит, не давая возможности своевременно увидеть новые задачи. Тут потери могут измеряться десятилетиями и столетиями. Так, менисковый телескоп, по признанию его изобретателя Д.Д.Максутова, мог быть создан еще во времена Декарта и Ньютона. Была потребность и была возможность изобретения такого телескопа. Задачу просто не видели до середины ХХ в. По мнению Ч.Таунса, лазеры могли появиться в конце 20-х годов, тогда для этого уже были теоретические основы. Советский ученый В.А.Фабрикант высказал идею лазера в 1939 г., в 1951 г. он подал заявку на изобретение и... получил отказ - экспертиза сочла идею неосуществимой. Только в 1964 г. решение экспертизы было пересмотрено. Но если о потребности общества в тех или иных технических системах можно спорить, то острая потребность в таком лекарстве, как пенициллин, спасшем многие миллионы жизней, не вызывает и тени сомнений. Поражает даже не то, что открытый А.Флемингом в 1929 г. пенициллин стал широко использоваться лишь во время второй мировой войны. Нет, история этого лекарства более трагична и нелепа: пенициллин исследовали и применяли задолго до Флеминга - в 1871 г. опубликовали результаты опытов русские ученые В.А.Манасеин и А.Г.Полотебнов, в1906 г. - болгарин С.Григоров, и как оказалось, даже в древней Греции знали о свойствах плесневых грибков.
МПиО ответствен и за отсутствие критериев оценки новых идей: нет ни одного крупного изобретения, по поводу которого в свое время не было бы сказано - "это невозможно". Годы, а то и десятилетия ждали своего признания крупнейшие изобретения нашего времени: диффузионная сварка в вакууме (И.Ф.Казаков. 1951г.), эффект памяти формы в сплавах (Г.В.Курдюмов, Л.Г.Хандрос, 1948 г.), электрогидравлический эффект (Л.А.Юткин, Л.И.Гольцова, 1950 г.), гидроэкструзионная обработка металлов (1958 г.)и др.

НУЖНА МЯГКАЯ ВОДА

Прыжки в воду становятся все сложнее, от спортсмена требуется виртуозное их исполнение.
На тренировках бывает множество неудачных прыжков. Как исключить травмы при ударе о воду?
Представьте себе: спортсмен прыгнул, тренер видит, что прыжок не получился...
Что надо сделать?