Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта - Марков Сергей Николаевич

В университете Рашевский читал лекции по теории относительности и опубликовал в Scientific American статью [1114] о «четвёртом измерении». Журнал Current Opinion [Общее мнение] за 1924-й сообщает [1115], что Рашевский совместно с физиком Харольдом Шелдоном планируют попытку воспроизвести в американской лаборатории нашумевший эксперимент немецкого учёного Адольфа Мите (одного из пионеров цветной фотографии), в ходе которого Мите якобы обнаружил, что из паров ртути под воздействием ультрафиолетового излучения образуются золото и серебро. Мы не знаем, что именно произошло в ходе совместных экспериментов, но именно из-за разногласий с Шелдоном Рашевскому пришлось в декабре 1924 г. покинуть университет.

К счастью, компания Westinghouse Electric наконец-то предложила ему должность физика-исследователя, благодаря которой Рашевский получил возможность обеспечивать семью и продолжать занятия наукой. Параллельно с работой в Westinghouse Electric Рашевский читал лекции по теории относительности на физическом факультете Питтсбургского университета, а также занимался переводами научных статей с немецкого и русского языков. Тем не менее он продолжал искать постоянную позицию в академической сфере, чтобы иметь возможность уделять больше времени чистой науке и преподаванию.

Во время работы в Westinghouse Electric Рашевский занимался преимущественно проблемами промышленной физики. Большая часть работ, опубликованных им в это время, относится к изучению дисперсных систем [1116], а именно динамики коллоидных частиц. Причина, по которой Рашевский занимался коллоидными частицами, была проста — компанию интересовали свойства красителей и клеев, применяемых в промышленности [1117]. Рашевский исследовал процесс, при котором увеличение капель приводило к их нестабильности и последующему распаду на более мелкие. На одном из мероприятий он поинтересовался у биолога из Питтсбургского университета, сходен ли процесс разделения капель с процессом деления живых клеток. Каково же было его удивление, когда в ответ он услышал, что «(1) никто не знает, как делятся биологические клетки, и, более того, (2) никто не может знать, как делятся биологические клетки, потому что это биология» [1118]. Рашевский был возмущён таким заявлением и решил попытаться объяснить процесс деления клеток с помощью системы дифференциальных уравнений. По всей видимости, именно с этого и началась главная научная работа в жизни Рашевского — его смелый и, даже можно сказать, донкихотский проект по созданию математической биофизики. В 1950 г. Эндрю Хаксли, вспоминая об этом, сказал, что Рашевский «в широком диапазоне пытался создать синтез, для которого [в то время] не существовало адекватной экспериментальной основы».

В 1934 г. Рашевский меняет место в Westinghouse Electric на постоянную работу на кафедре физиологии Чикагского университета. В ту пору кафедру возглавлял известный учёный-физиолог Аякс Карлсон, с которым у Рашевского быстро возникли методологические разногласия.

Рашевский описывал свою методологию следующим образом: «Сначала изучение… чрезмерно упрощённых примеров, которые, возможно, даже не имеют аналогов в реальности», и лишь затем изучение «реалистичных» примеров. Упрощение использовалось для прогнозирования тенденций, а не вычисления точных значений. Рашевский полагал, что такая методология поможет увидеть всю сложность биологических явлений и сделать их предметом «точной науки» [1119]. Такой подход, напоминающий анекдот про «сферического коня в вакууме» [1120], не вызывал особого восторга у биологов. Профессор Джек Коуэн, будущий преемник Рашевского на посту председателя Комитета по математической биологии в Чикагском университете, рассказал в одном из своих интервью такую историю: «Аякс Карлсон, который был весьма известным физиологом, выставил его [Рашевского] через год, потому что тот не провёл ни одного эксперимента. Рассказывают, что однажды Карлсон вошёл в кабинет Рашевского, где были письменный стол, стул и Рашевский, сидящий за столом с карандашом в руке. Карлсон спросил: „Где ваш аппарат?“ [Where is your apparatus?], на что Рашевский ответил с русским акцентом: „Какой аппарат? Я математический биолог“ [What apparatus? I am a mathematical biologist]. В итоге Рашевский был выставлен вон» [1121].

К счастью, разногласия с Карлсоном не привели к увольнению Рашевского из университета, он лишь был вынужден перейти на кафедру психологии. А в 1938 г. Рашевскому удалось убедить администрацию университета создать отдельное подразделение — секцию по математической биофизике (Section of Mathematical Biophysics). В 1939 г. при активной поддержке Уоррена Уивера из фонда Рокфеллера Рашевский основал научный журнал — уже упомянутый нами «Бюллетень математической биофизики», в котором впервые была опубликована революционная работа Мак-Каллока и Питтса [1122].

Ещё в начале 1930-х гг. Рашевский опубликовал несколько работ по математической теории нервной проводимости, основанных на собственных исследованиях в области цитологии (раздел биологии, изучающий живые клетки). В 1933 г. он представил детальную теорию нервного возбуждения и торможения, основанную на понятии диффундирующих веществ и электрохимических градиентов. Рашевский начал с обзора предыдущих теорий, разбив их на две группы. Первая группа включала теории Вальтера Нернста и Арчибальда Хилла. В 1910 г. Хилл представил гипотезы, основанные на взглядах Нернста на природу нервного возбуждения, и сравнил результаты расчётов с экспериментальными данными. Эти теории, утверждал Рашевский, начинались с определённых предположений о роли ионов, их распределении и движении в электрическом поле. Хилл и Нернст предположили, что для нервного возбуждения необходима критическая концентрация ионов, и вывели формулы, позволяющие рассчитать необходимую силу тока и продолжительность электрической стимуляции. Вторая группа теорий (в неё входили теории Хорвега и Лапика), по мнению Рашевского, демонстрировала «феноменологический метод», поскольку эти теории устанавливали математические закономерности без попыток их физической интерпретации [1123].

Фактически Рашевский стал пионером в области математического моделирования биологических нейронов, и его подход заключался в попытке использовать дифференциальные уравнения для описания процессов возбуждения и торможения. Интересно, что уравнения, найденные Рашевским, были несколько позже независимо получены и Арчибальдом Хиллом. Впрочем, Рашевского и Хилла, по всей видимости, мало интересовали вопросы моделирования процесса мышления, поэтому достроить первый мостик между нейрофизиологией и логикой было суждено не им. И именно в тот момент, когда науке предстояло сделать последний решительный шаг в этом направлении, в неё и оказался вовлечён молодой Уолтер Питтс.

К 1941 г. Питтс уже поглотил значительную часть содержимого университетских библиотек и большую часть учебной программы. Юноша выглядел тихоней, но в его характере проявлялись и озорные черты. «Однажды Уолтер явился в аудиторию, в которой проходил экзамен в виде теста да/нет, — вспоминал Летвин. — Он уселся в первом ряду, подбрасывая монету и отмечая ответы, вновь подбрасывая и снова отмечая. Он получил наивысшую оценку в своей группе. Конечно, подбрасывание монеты было нужно только ради эффекта». В 1941 г. Мак-Каллок перебрался в Иллинойсский университет в Чикаго. Летвин, который в то время учился на врача, стал одним из первых, кто узнал об исследованиях мозга, проводимых в лаборатории Мак-Каллока. Познакомившись с Мак-Каллоком, Летвин вскоре представил ему Питтса.