Бот - Кидрук Максим Иванович. Страница 29

— Для чого ці рої? Ну, тобто, що вони можуть робити?

— Галузей для їх застосування безліч. Починаючи з воєнних розвідників і закінчуючи медициною. Японці розробляли агенти для боротьби з раком. Планувалось, що нанороботи запускатимуться в кровоносну систему, мандруватимуть усередині, шукатимуть клітини ракової пухлини і знищуватимуть їх. Така була ідея. Кейтаро керував дослідженнями. На жаль, проект не довели до кінця. Джеп наче сказився — цілком і повністю перекинувся на ботів.

— А як ви їх програмуєте? Куди компілюється код кожного агента?

— Агент має власний мозок. Він сформований з молекул DRQ (2,3,5,6-тетраметил-1-4-бензокінону). Ця система може працювати, як мікропроцесор. Одна молекула DRQ схожа на кільце з чотирма прутиками, що можуть займати різні положення. 16 молекул утворюють кільце з 17-ою «сестрою» в центрі. Разом вони дають молекулярну машину, здатну кодувати в розміщенні своїх частин понад 4 мільярди комбінацій. Цього достатньо.

— Ральфе, але це… цей рій в натурі реалізує агентно-орієнтований підхід. Ви втілили в реальність абстракцію, яка тільки починає закріплятись на теоретичному рівні.

Канадець просяяв.

— Кейтаро мав рацію, коли казав, що тобі сподобається. Чверть століття тому про це ніхто не думав. Тоді ще не було понять «розумний пил», «сірий слиз» тощо. Ми навіть не підозрювали, скільки всього можна витиснути з цієї хмарки.

Тимур не поділяв його ентузіазму. Програміст сам працював з подібними системами. От тільки його агенти були віртуальними — крихітні підпрограми на комп’ютері.

— Ви пробували навчати рій? — спитав Тимур.

Агенти програмуються просто: «ідентифікуй найближчого сусіда — визнач його стан — і зміни свій стан відповідно». Ні на що більше вони не здатні. Зате коли їх назбирується мільйони, виникає ефект, який у програмуванні носить назву обумовленої поведінки. Велике скупчення примітивних програм-агентів починає проявляти складну поведінку, на яку жоден з індивідуальних агентів не запрограмований.

— Ми зробили все, щоб вони не могли навчатися, — серйозно проказав Доернберг. — Їхня пам’ять короткотермінова. Якби ми наділили їх постійною пам’яттю, вони б уже давно порвали тут усе на шматки.

Тимур перевів погляд на рухливу хмару. Ральф підійшов до ліфта і натиснув кнопку виклику. Масивні двері повільно розчинилися.

— Прошу за мною, — покликав він. — На часі серйозніші речі, Тимуре.

Поки двері ліфта зачинялись, Тимур не зводив очей з акваріуму. Одна думка не давала йому спокою. «Це ж хаос! Класична хаотична система, тільки не на папері і не в компі, а у реальному житті!» Почавши моделювати агентні системи, Тимур швидко дізнався, що вони володіють унікальними властивостями. Їх можна навчати. Вони здатні планувати, робити вибір, вирішувати різнопланові завдання. Разом з тим у таких систем є один великий недолік: щойно проявившись, обумовлена поведінка стає абсолютно неконтрольованою.

Хаос має безліч проявів. У побуті під хаосом розуміють тотальний безлад. Через це зустрічаються помилкові уявлення, нібито теорія хаосу досліджує безлад. Насправді жодне інше твердження не може бути більш далеким від істини.

Теорія хаосу — це вчення про складні нелінійні системи, що надзвичайно залежать від вихідних умов. Вона поєднує в собі математику, фізику і філософію. Теорія не заперечує існування впорядкованих систем. Навпаки, вона розглядає процеси і явища, поведінка яких на перший погляд здається випадковою, хоча в дійсності чітко детермінована. З точки зору цієї теорії хаос — це надскладна впорядкованість.

Детерміністичний хаос складає основу нашого життя. Він проявляється повсюди: у змінах погоди, у турбулентних потоках в атмосфері, радіохвилях, що протинають простір, у коливанні струни. Людський мозок, неймовірна за складністю мережа з мільярдів нейронів, також підкоряється законам хаосу. Жаль тільки, що ми їх не до кінця розуміємо.

Піонером теорії хаосу був математик і метеоролог Едвард Лоренц. Його інтерес до хаотичних систем виник випадково, коли у 1961 році він займався прогнозуванням погоди. Математичний опис більшості фізичних систем реалізується через ітерації [55] простих форму, цебто, коли результат (вихідний параметр) на конкретному кроці ітерації стає аргументом (вхідним параметром) тієї ж функції на наступному. Лоренц виконував моделювання, спираючись на просунуту модель, на суперсучасному (як на ті часи) комп’ютері «McBee LGP-30». (Вручну проводити ітераційні розрахунки неможливо.) За заданими показниками модель розраховувала погодні умови для вибраного дня. Система Лоренца складалася з дванадцяти диференційних рівнянь, які точно описували процеси в атмосфері. Він ще не міг передбачати погоду, але поведінка моделі в цілому відтворювала погодні процеси на Землі.

Якось Лоренцу знадобилась послідовність даних за тиждень, а не для конкретного дня. Для того, щоб зекономити час, він обірвав розрахунки на третьому дні і заново запустив модель «з середини», просто ввівши в комп’ютер результати з попереднього етапу. Лоренц здивувався, коли виявив, що погода на сьомий день, розрахована безперервним ітераційним процесом, і погода на той же день, визначена шляхом введення проміжних даних, разюче відрізняються. Вчений почав шукати помилку. Спочатку в моделі, потім у розрахунках… І дуже довго нічого не знаходив.

Згодом виявилось, що проміжні результати, які виводились на друк, округлювались до трьох знаків після коми (наприклад, +14,873 °C), тоді як машина передавала дані на черговий цикл розрахунків з точністю до шести знаків (+14,873491 °C). Лоренц не знайшов помилки. Модель була правильною. Розгадка крилась у самій системі. Погода виявилась настільки чутливою до початкових значень, що різниця в кілька тисячних на другий день моделювання давала кардинально різні результати. Якщо сьогодні на вулиці +14,873 °C, через два дні стоятиме сонячна погода. Якщо ж температура насправді +14,875 °C, то за тих самих умов через два дні вікна здригатимуться під натиском штормового вітру.

Так почалося вивчення систем, поведінка яких строго детермінована, але для їх опису потрібно було шукати нові методи та підходи.

Нині теорія хаосу використовується для моделювання біологічних систем, котрі є найхаотичнішими з усіх, які тільки можна уявити. Техніки теорії хаосу дозволили вперше змоделювати ріст популяцій залежно від різних чинників, розвиток епідемій, відхилення в серцевій діяльності (аритмії) тощо.

Непримітна фраза «складні системи, що надзвичайно залежать від вихідних умов», що затесалась у означенні, має колосальне значення. У ній — уся суть. Звичайною, ненауковою мовою вона означає просту річ: навіть якщо відомі всі закони та залежності, що визначають поведінку хаотичної системи, через колосальну чутливість до початкових умов неможливо передбачити, як поведе себе система у майбутньому. Ми можемо змінити погоду, можемо примусити атмосферу поводити себе інакше, не так, як до нашого втручання, але ми ніколи не дізнаємось, що ж буде далі. Мінімальне відхилення у початковому стані призведе до того, що, розганяючи хмари, ми викличемо ураган.

Двері зачинилися. Ліфт прискорився і посунув униз. Тимур несподівано зрозумів, що основна частина лабораторії знаходиться під землею. Ральф наче прочитав його думки:

— Нановиробництво вимагає особливих умов: постійний тиск, незмінна температура та вологість, мінімум світла, відсутність будь-яких мікрооб’єктів (пилу, вірусів, бактерій). Саме тому мікробіологічний цех збудований на глибині 27 метрів під землею, — канадець замислився. — Не помилюсь, якщо скажу, що дві третини коштів, витрачених на комплекс, пішли на створення цієї лабораторії.