Национальные информационные ресурсы:
проблемы промышленной эксплуатации.
Г.Р.Громов. Москва, Наука, 1984

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

Голая рука и предоставленный самому себе разум не имеют большой силы.
 Дело совершается орудиями и вспоможениями, которые нужны не меньше разуму, чем руке.

Ф.Бэкон


Истоки

За точку отсчета развития человеческой цивилизации обычно принимают время, когда люди начали создавать орудия труда и охоты. Многие хищники в состоянии прогнозировать поведение жертвы и выбирать близкую к оптимальной траекторию преследования; некоторые из них умеют использовать рельеф местности и «прижимают» в преследовании жертву, например, к обрыву. Человек научился сначала создавать «обрывы», а затем для повышения эффективности охоты и маскировать их («волчьи ямы»). Привязав камень к палке, человек создал первый универсальный инструмент для труда и охоты — молот-топор. Затем он заострил палку и  научился точно метать ее в цель. Так возникло первое специализированное орудие для поражения на расстоянии — копье.

Тайна «похищения огня» теряется в веках. Но вся последующая история технического прогресса от овладения огнем до открытия ядерной энергии — это история последовательного подчинения человеку все более могущественных сил природы: тягловые животные, ветряные, водяные двигатели, тепловые двигатели, атомная энергетика. Задача, решаемая на протяжении тысячелетий,— умножать различными инструментами и машинами мускульную силу человека. В то же время попытки создания инструментов, усиливающих природные возможности человека по обработке информации, начиная от камешков абака и до механического прототипа современной ЭВМ — машины Беббиджа, лишь тонкой струйкой человеческих судеб, фактов, музейных механизмов и устройств отмечают трассу накопления идей в общем потоке развития научно-технического прогресса. Например, в книге «От абака до компьютера» глава, посвященная исследованиям английского математика Ч. Беббиджа, заканчивается следующим выводом: «Научный экстремизм "вспыльчивого гения" по крайней мере на столетие задержал осуществление его замечательных идей» [1, с. 162]. Первые ЭВМ появились в середине XX в. Представляет не только исторический интерес попытка ответить на вопрос: а могли ли они появиться раньше? 

Рис. 1. Вековой процесс перераспределения трудовых ресурсов из сферы материального производства и обслуживания в информационную сферу народного хозяйства США.

По данным: Science 1980, vol. 209, July 4, р. 195 (на интервале 1880—1980 гг.); ТИИЭР, 1983, т. 71, № 4, с. 71; Industry Week, 1983, N 5, р. 2 (на интервале 1980—2000 гг.)

Как известно, для реализации научно-технической идеи требуется выполнение, по крайней мере, трех основных условий: 1) идея не должна противоречить известным законам науки; 2) в ее реализации должна быть остро заинтересована значительная часть общества (иными словами, должен «дозреть» социальный заказ); 3) должен быть достигнут тот уровень технологии общественного производства, который обеспечивает эффективную реализацию заложенных в идею технических принципов.

Первое из этих условий, как мы знаем, для машины Ч. Беббиджа выполнялось. Чтобы ответить на вопрос, дозрел ли к середине XIX в. социальный заказ на информационную машину, посмотрим на рис. 1. Из рисунка видно, что, например, в США до конца XIX в. свыше 95% трудоспособного населения страны были заняты физическим трудом и только менее 5 % — работой с информацией. Понятно, что в этих условиях основные производственные усилия общества были направлены на совершенствование инструментов и машин, облегчающих работу с материальными объектами, а «химера» информации могла подождать.

Этапы предыстории информационной технологии. На самых ранних этапах формирования трудовых коллективов для синхронизации выполняемых действий человеку потребовались кодированные сигналы общения, сложность которых быстро возрастала с повышением сложности трудового процесса. Эту задачу человеческий мозг решал эволюционно — без каких-либо искусственно созданных инструментов: развилась и постоянно совершенствовалась человеческая речь. Речь оказалась и первым носителем человеческих знании. Знания накапливались в виде устных рассказов и преданий и в такой форме передавались от поколения к поколению. Природные возможности человека по накоплению и передаче знаний впервые получили «технологическую поддержку» после создания письменности. Начатый тогда процесс поиска и совершенствования носителей информации (а также инструментов для ее регистрации) продолжается до сих пор: камень, кость, дерево, глина, папирус, шелк, бумага, люминофор, магнитные и оптические носители информации, кремний и т. д.

Письменность стала первым историческим этапом развития информационной технологии. Истоки этого этапа исследованы почти на 30 тыс. лет в глубь человеческой истории: пещерная живопись — выполненные 25—20 тыс. лет назад наскальные изображения людей и животных; лунный календарь, выгравированный на кости более чем 20 тыс. лет назад; специальным образом обработанные кости с числовыми нарезками, которые 26 тыс. лет назад «должны были служить инструментами для измерения» [2, с. 18] и т. д.

По мнению советского археолога Б. А. Фролова, истоки искусства в палеолите неотделимы от истоков техники и естествознания [2] — этот вывод1, основанный на изучении огромного фактического материала, аргументировано развивается им в работе «Число в графике палеолита» [3]. По современным археологическим данным, дистанция на шкале времени между первыми инструментами для работы с материальными объектами (топор, ловушки и др.) и инструментами для регистрации информационных образов (на камне, кости и т. д.) — около миллиона лет. Иными словами, почти 99% своего исторического пути люди имели дело в основном только с материальными объектами. Весь отрезок времени, в течение которого они сначала научились регистрировать информационные образы, а затем и обрабатывать их, не составляет и 1 % от возраста человеческой цивилизации. Поэтому исторический опыт, а, следовательно, и глубина творческой интуиции человека на несколько порядков слабее в информационной сфере деятельности, чем в сфере традиционного материального производства2 .

Одновременно с развитием процесса накопления знаний в человеческом обществе шел процесс формирования обособленной профессиональной группы, для которой сначала основным, а затем и единственным «служебным занятием» становится работа с информацией. Жрецы — хранители устных сокровищниц знаний, а затем переписчики и толкователи книг тысячелетиями сохраняли за собой исключительную власть, основанную на монопольном доступе к растущему фонду человеческого опыта, оставались посредниками между накопленными знаниями и заинтересованными в этих знаниях людьми. Этот живой барьер начал разрушаться только после изобретения книгопечатания.

Книгопечатание — первая информационная революция. Взлеты высокого культурного и технического развития были в отдельных странах и ранее, но за ними нередко наступал период упадка и полного забвения. «Таковы были превратности дел людских,— отмечал в этой связи П. С Лаплас,— что то из искусств, которое только могло надолго сохранить и передать потомству события протекших веков,— книгопечатание, будучи новейшим изобретением, не оставило нам памяти о первых открывателях, и она полностью утратилась. Великие народы исчезли, не оставив никаких следов своего существования. Большинство наиболее знаменитых городов древности погибли вместе со своими летописями и да/ко языком, на котором говорили их обитатели. С трудом находим мы место, где был Вавилон. Из стольких памятников искусства и мастерства, украшавших эти города и считавшихся мировыми чудесами, осталось не больше, чем смутное предание и разрозненные обломки, происхождение которых по большей части недостоверно, но величие которых свидетельствует о могуществе народов, воздвигших эти монументы» [5, с. 258].

Колесо — общепринятый сегодня символ технической цивилизации — было изобретено, как полагают, в Шумере, на Древнем Востоке, за 4 тыс. лет до н. э., а тысячу лет спустя там же создается древнейший писаный свод законов — первый из дошедших до нас памятников письменности. Но прошло еще около 4 тыс. лет, прежде чем создание в середине XV в. первого печатного станка возвестило миру о приближении эры тиражируемых знаний. Через 150 лет после изобретения Гутенбергом печатного станка Ф. Бэкон (которого К. Маркс и Ф. Энгельс называли родоначальником английского материализма и вообще опытных паук нового времени) сформулировал в 1597 г., ставший с тех пор крылатым тезис: «знания — сила».

Стимулируемое книгопечатанием развитие наук ускоряло темпы накопления профессиональных знаний. Эти знания теперь можно было быстро тиражировать, и они делались доступными для многих, нередко разделенных территориально и во времени участников3 трудового процесса. Знания, овеществленные через трудовой процесс в станки, машины, новые технологические процессы и другие организационно-технические новшества, становились источником новых идей и плодотворных научных направлений. Цикл: знания — наука — общественное производство — знания оказался замкнут и спираль технологической цивилизации начала раскручиваться с нарастающей скоростью.

Таким образом, книгопечатание, резко увеличив, тираж пассивных носителей информации — книг, впервые создало информационные предпосылки ускоренного роста производительных сил. За последовавшие три столетия интенсивного роста производительных сил был подготовлен тот основной научно-технический задел, который привел к промышленной революции XVIII в. «Печатный станок изменил мир даже для тех миллионов людей, кто, например, во времена Мартина Лютера оставался неграмотным и, быть может, никогда реально не имел дела с книгой»,— отмечает американский ученый Дж. Вейценбаум в книге «Возможности вычислительных машин и человеческий разум». И поясняет: «А какая часть той огромной массы людей во всем мире, чья жизнь самым непосредственным и драматическим образом изменилась в результате промышленной революции, практически соприкасалась с паровой машиной? Точно так же и современное общество не избавлено от гигантских потрясений, возникающих как побочный эффект при внедрении новых машин» [7, с. 48].

Эти, «новые машины» - машины для обработки информации появились лишь в середине XX в., когда растущее бремя информационных задач стало уже одним из наиболее заметных факторов, тормозящих экономический рост промышленно развитых стран. Как видно из рис. 1, к 1946 г., когда была пущена в эксплуатацию первая ЭВМ, общая численность занятых в информационной сфере США приближалась к 30% численности всего трудоспособного населения страны.

Информация — новый предмет труда. Итак, в течение всей предшествующей XX в. истории развития человеческой цивилизации основным предметом труда оставались материальные объекты. Деятельность за пределами материального производства и обслуживания, как правило, относилась к категории непроизводительных затрат. Экономическая мощь государства измерялась его материальными ресурсами. В конце XX в. впервые в истории человечества основным предметом труда в общественном производстве промышленно развитых стран становится информация. Тенденция неуклонного перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу является сейчас наиболее заметным, но далеко не единственным симптомом приближающихся «гигантских потрясений», которые получили в наше время общее и несколько туманное название «информационный кризис».

В чем проявляется информационный кризис? Существуют ли какие-либо простые и наглядные количественные оценки этого сложного социально-экономического процесса?

 Заведующий отделом астрофизики Института космических исследований АН СССР И. С. Шкловский считает, что «хорошей характеристикой уровня развития технологической цивилизации может служить уровень производства энергии. Для земной цивилизации этот уровень скоро достигнет 1020 эрг/с. Заметим, что мощность падающего на нашу планету потока солнечного излучения порядка 1024 эрг/с» [8, с. 170].

Таким образом, в интегральных энергетических показателях за последние 300 лет интенсивного роста производства и потребления энергии человечество все еще не вышло на уровень сотых долей процента от солнечного фона на планете Земля. С другой стороны, отмечает Шкловский, «учитывая  количество  имеющихся на  Земле  телепередатчиков, их мощность и относительную длительность передач, можно показать, что Земля излучает на метровых волнах примерно в миллион раз большую мощность, чем если бы она излучала естественным путем, просто как тело, нагретое до 300 К. Над этим примером стоит задуматься. За какие-нибудь 2—3 десятилетия из-за деятельности развивающейся земной цивилизации такое важное глобальное свойство нашей планеты, как мощность ее радиоизлучения, выросло в огромной степени. Благодаря деятельности разумных существ Земля по мощности своего радиоизлучения на метровом диапазоне стала на первом мосте среди планет, обогнав планеты-гиганты  Юпитер  и  Сатурн  и  уступая   (пока!)   только Солнцу!» [8, с. 167].

Итак, «информационный взрыв» для наблюдателя из далекого космоса выглядит вспышкой (в метровом диапазоне) новой «звезды», по яркости приближающейся к Солнцу, на месте холодной миллиарды лет планеты Земля.

Дж. Мартин, ветеран фирмы «ИБМ» (крупнейшей компьютерной фирмы США), известный  автор книг по вычислительной технике, отмечает: «Сейчас мы достигли такого - уровня познания, когда количество информации, поступающей в промышленность, управление и научный мир доходит до тревожных пропорций. Печать весьма мягко и неудачно (по мнению автора)  называет это «информационным взрывом», так как взрыв быстро прекращает свой бурный рост. Рост же информации в перспективе не имеет конца, а только все больше увеличивается. Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. в 1800 г. она удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. удваивалась каждые 10 лет, а к 1970 г.— каждые 5 лет» [9, с. 20].

Когда появились первые симптомы информационного кризиса?

Английский историк и философ Р. Коллингвуд около 50 лет назад следующим образом объяснял, как он представляет характер назревающей проблемы: «Способность европейца управлять силами природы являлась плодом трех столетий научных исследований в тех направлениях, которые были намечены в начале XVII в. Расширение научного кругозора и ускорение научного прогресса во времена Галилея привели нас от водяных и ветряных мельниц средних веков к почти невероятной силе и тонкости современной машины» [10, с. 374].

«По мере того как естественные науки идут от триумфа к триумфу, любая ошибка в управлении людскими делами,— предупреждал Коллингвуд,— может стать фатальной».-«Мне казалось,— написал он в своей „Автобиографии", впервые опубликованной в 1939 г.,— что я вижу, как царствование естественных наук в кратчайший срок может превратить Европу в пустыню, населенную йеху» [10, с. 374].

18 февраля того же года в журнале «Нейчур» была опубликована заметка О. Фриш и Л. Мейтнер «Распад урана под действием нейтронов: новый вид ядерной реакции». 24 апре­ля профессор Гамбургского университета П. Харпека отправил в высшие военные инстанции Германии письмо, в котором обращал внимание руководителей военной машины третьего рейха на принципиальную возможность создания нового вида оружия чудовищной силы. «Та страна, которая первой сумеет практически овладеть достижениями ядерной физики,— торопил П. Харпека,— приобретет абсолютное превосходство над другими». 2 августа по другую сторону Атлантики А. Эйнштейн поставил свою подпись под адресованным президенту США письмом с предупреждением о реальной возможности для нацистов овладения ядерным оружием и его ожидаемой разрушительной мощи [11, с. 27]. Часы, отсчитывающие секунды до первого в истории ядерно­го взрыва, были включены.

Возможность утраты контроля над силами невиданной мощи становилась все более реальной еще в процессе разработки нового источника энергии. Поэтому нельзя, видимо, считать случайным тот факт, что ЭВМ — основной инструмент еще не родившейся к тому времени науки об управлении информационными потоками — создавалась одновременно с урановым проектом и в значительной степени стимулировалась им.

В 1948 г., спустя 2—3 года после начала эксплуатации первой ЭВМ, «отец кибернетики» Норберт Винер пытался пояснить сложившуюся в середине XX в. ситуацию кратким историческим экскурсом.

«Идеи каждой эпохи отражаются в ее технике. Инженерами древности были землемеры, астрономы и мореплаватели; инженерами XVII и начала XVIII были часовщики и шлифовальщики линз... Основным практическим результатом этой техники, основанной на идеях Гюйгенса и Ньютона, была эпоха мореплавания, когда впервые стало возможным вычислять долготы с приемлемой точностью и торговля с заокеанскими странами, бывшая чем-то случайным и рискованным, превратилась в правильно поставленное предприятие. Это была техника коммерсантов.

Купца сменил фабрикант, а место хронометра заняла паровая машина. От машины Ньюкомена почти до настоящего времени основной областью техники было исследование первичных двигателей... Тепло было превращено в полезную энергию вращения и поступательного движения, и физика Ньютона была дополнена физикой Румфорда, Карно и Джоуля...

Если XVII столетие и начало XVIII столетия — век часов, а конец XVIII и все XIX столетие — век паровых машин, то настоящее время есть век связи и управления. В электротехнике существует разделение на области, называемые в Германии техникой сильных токов и техникой слабых токов, а в США и Англии — энергетикой и техникой связи. Это и есть та граница, которая отделяет прошедший век от того, в котором мы сейчас живем [12, с. 56].

По оценкам специалистов, в течение 80-х годов XX в. расходы промышленно развитых стран на «технику слабых токов» — электронику и связь — превысят (там, где они еще не превысили) расходы на «технику сильных токов» — энергетику. Таким образом, к началу 90-х годов промышленно развитыми странами будет пройдена указанная Н. Винером граница, отделяющая век энергетики от века информации. Например, в течение 70-х годов после более чем пятикратного повышения цен мирового рынка на основной энергоноситель — нефть суммарные затраты па генерирование, передачу и потребление энергии к началу 80-х годов стабилизировались в США на уровне 13% от валового национального продукта (ВНП) [13, с. 25]. Расходы же на приобретение и эксплуатацию вычислительной техники оценивались к концу 70-х годов в 5% ВНП, достигнут 8% к 1985 г. и 13% к 1990г. [14, с. 98; 15, с. 160].

Если принять во внимание, что расходы на вычислительную технику составляют лишь около половины всего объема продаж электронного оборудования в США, а годовые расходы на производство и эксплуатацию средств связи в зависимости от определения этого понятия оценивались к 1980 г. на уровне 4—9% от ВНП [16, с. 75; 17], становится очевидным, что суммарные расходы американского общества на информационные отрасли — электронику и связь — заметно превышают расходы на энергетику.

Итак, в настоящее время можно указать, по крайней мере, три различных симптома, каждый из которых убедительно свидетельствует о начале перехода промышленно развитых стран па качественно новый этап технологического развития, который принято называть веком информации:

1)           время удвоения объема накопленных научных знаний составляет уже 2—3 года;

2)           материальные затраты на хранение, передачу и переработку информации превышают аналогичные расходы на энергетику;

3)           человечество впервые в истории становится реально наблюдаемым на астрономических расстояниях «космическим фактором» — уровень радиоизлучения    планеты Земля на отдельных участках радиодиапазона приближается, но яркости к уровню радиоизлучения Солнца. Однако если проблемы, которые принято объединять понятием «энергетический кризис», вызывают, как правило, общее понимание и предпринимаются организационные усилия на всех уровнях, чтобы обеспечить необходимую концентрацию сил для поиска путей их решения, то проблемы «информационного кризиса», которым отмечается переход промышленно развитых стран от века энергетики в век информации, все еще воспринимаются намного труднее. Здесь, по-видимому, все дело в отсутствии исторического опыта4. Как отмечал главный теоретик фирмы «ИБМ» Л. Бранскомб,4 80-е годы — «это десятилетие, когда нам только еще предстоит узнать, каким он будет -  век информации»  [18, с. 8].

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

1. Книгопечатание, фото- и киноискусство, радиовещание, телевидение и, наконец, уже в наши дни феномен персональных компьютеров дают достаточно убедительных свидетельств, что «поэзия всегда оказывается современницей других искусств, способствующих счастью и совершенствованию людей» [4].

 2. Этот исторический факт в значительной степени объясняет выигрыш в эффективности решения абстрактных информационных задач, который дают в настоящее время средства машинной графики. Графический дисплей по существу «материализует» абстрактные информационные образы и позволяет таким образом включить в процесс решения задачи наиболее мощные области человеческой интуиции (которые были развиты за первые 99% времени развития человеческого интеллекта). Диалоговые системы машинной графики понижают субъективную сложность решаемой задачи, переводя ее из абстрактного мира информационных образов в конкретный, осязаемый мир реальных материальных объектов. На экране дисплея исследователь имеет возможность различать пространственное расположение отдельных компонентов исследуемого информационного образа, причем эти компоненты могут дополнительно различаться по яркости, цвету и т. д. Для процессов, исследуемых в динамике, дополнительные возможности интуитивного анализа появляются от «звукового сопровождения» пространственных, эволюции графической модели. В связи с этим большая часть известных типов персональных компьютеров имеет встроенные средства (или возможности) для подключения программно-управляемых звуковых синтезаторов.

3. Например, при создании паровой машины основные технические решения были получены врачом Д. Папеном (1690 г.); шихтмейстером Колывано Вознесенских заводов И. И. Ползуношлм (1763); лаборантом университета в Глазго Дж. Уаттом (1769 г.). «Паровая машина была первым действительно интернациональным изобретением...» — писал Энгельс [6].

4. Во всяком случае, есть основания предполагать, что достаточно точно сформулировал около 100 лет назад сложившуюся сейчас ситуацию Козьма Прутков: «Многие вещи нам не понятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий».


Онлайн-версия CD-ROM приложения к книге Г.Р.Громова
"
От гиперкниги к гипермозгу: информационные технологии
эпохи Интернета. Эссе, диалоги, очерки
."