Существует ли загробный мир, как параллельная реальность? Как машины спровоцировали финансовый кризис 2008 года? Может ли нечеловеческая логика машин поставить в тупик своего создателя и победить его? Есть ли неразрешимые для искусственного интеллекта задачи? Кто «отодвинул» академиков от выработки научной стратегии страны? Способен ли младший научный сотрудник решить судьбу школьного учебника для всей страны? Укладывается ли в математическую логику «антиваксерство»? Является ли образование сферой услуг или священной обязанностью? Кому нужен сопромат? Зачем учить школьника писать от руки? Обо всем этом и многом другом главному редактору «Аргументов недели» Андрею Угланову рассказывает известный математик, руководитель кафедры математической логики и теории алгоритмов МГУ им. М. В. Ломоносова. Директор Института кибернетики и образовательной информатики им. А. И. Берга ФИЦ ИУ РАН, действительный член РАН по Отделению математических наук с 29 декабря 2011 года, академик Алексей Львович Семенов.
Мир Лобачевского
- Многие ваши работы касаются таких понятий, как пространство или реальность. Последние лет 20 Голливуд всерьез занялся параллельными мирами. Десятки фильмов на эту тему, от серьезных типа «Начало» Нолана до волшебной параллельной реальности в мире Гарри Поттера. Возможна ли параллельная реальность с точки зрения математики?
- Вопросы возможности параллельных миров нужно адресовать скорее физикам, чем математикам. Математически возможно очень много разных вещей. И параллельный мир в том числе. Одно из достижений мировой математики в целом и российской в частности - это учение Лобачевского, который предположил, что через точку, лежащую вне заданной прямой, можно провести много прямых, которые не пересекутся с заданной. До него считалось, что можно провести только одну такую прямую, а остальные в любом случае с заданной прямой где-то пересекутся. Лобачевский же допустил иное, а величайший математик того времени Гаусс заявил, что он тоже это знал, только боялся сказать вслух. Но большинство ученых эту теорию признавать отказались, на это оказались способны только действительно выдающиеся умы. Так что математически это возможно. Вопрос в том, возможно ли это физически? Минковский, Пуанкаре, Гильберт и Эйнштейн построили картину реального пространства и времени, согласующуюся с представлениями Лобачевского. Математики в принципе идут впереди. Потому что их задача очерчивать направление, которое потом приходится осваивать физикам.
Компьютер, кстати, тоже изобрели математики, как возможность моделирования мышления человека с помощью алгоритмов. А уже потом физики изобрели радиолампы, полупроводники и прочие вещи, которые сделали возможным воплощение выкладок математиков в реальном виде. Так что у математиков своя работа. Они находят возможность, а дальше дело за теми, кто ее сможет воплотить.
Метафора параллельного, альтернативного мира помогает математикам при математическом описании явлений естественного языка и мышления, которые называются «модальностями». Модальностью является, например, необходимая истинность какого-то утверждения. Математически это может быть описано, как истинность во всех мирах, альтернативных данному.
- Вы изучали комбинаторную теорию групп. Можно ли ее применять в социологии? Описывает ли математика поведение социальных групп?
- Комбинаторика слов изучает то, как может быть построена конечная или бесконечная последовательность символов. Предположим, мы проводим измерения каких-то параметров реального процесса или реальной, как-то меняющейся системы. У нас возникает последовательность результатов измерений. Так вот, в очень широком классе процессов эта последовательность будет почти периодической. Это значит, что всякая встречающаяся в ней конечная цепочка измерений обязательно встречается часто – на каждом отрезке фиксированной длины: если подождать – последовательность событий повториться. Это – Вашим кинематографическим параллелям.
У меня есть работы, относящиеся к бесконечной последовательности символов и законам их поведения. Что же касается групп, то есть такое понятие «омонимия», когда одно и то же слово может обозначать разные понятия. Понятие групп в математике больше похоже на понятие преобразования пространства. Понятие социальной группы и математические модели в социологии - это совсем другое. Математики, конечно, пытаются описать те или иные социальные процессы и модели поведения в социальных группах и социальных сетях, особенно с использованием цифровых технологий. Потому что это важно не только для теории. Например, одной из важнейших проблем последнего времени стала кибербезопасность. Изучаются способы, как с помощью искусственного интеллекта выявлять угрозы, фальшивые потоки информации. Наращивая обороты искусственного интеллекта и социального взаимодействия, мы сталкиваемся со все большим количеством проблем и опасностей. Возвращаясь к кинематографической теме, нужно упомянуть «эффект бабочки», когда от действий одного человека очень многое зависит в дальнейшем. Мир стал более хаотичным и непредсказуемым. Нужно в исходных точках отыскивать основания, откуда события могут пойти совсем не туда, куда нужно. Чувствуется, что и правительство часто оказывается именно в такой ситуации и лихорадочно ищет выход, стоит перед проблемой выбора действия. И самым простым среди них является банальное закручивание гаек. Непонятно только, является ли жесткое регулирование реальным выходом. С другой стороны, полная толерантность тоже не выглядит правильным решением, потому что приводит к самым разным кризисам, вроде кризиса с мигрантами в Европе.
Цифровой кризис 2008
- В начале этого года «хозяин» экономического форума в Давосе Клаус Шваб опубликовал книгу «Ковид-19: Великое обнуление». В ней большое внимание уделяется новым возможностям мира с использованием цифровых технологий. По его мнению, очень скоро в мировом порядке международные корпорации станут основополагающим фактором для управления мировой экономикой и политикой. То есть, просто заменят собой правительства многих стран. Способен ли искусственный интеллект так трансформировать мир, что в нем отпадет нужда в правительствах?
- Все эти сюжеты принадлежат не Швабу, а существуют уже десятилетия. Глобальные корпорации играют все большую роль. Они имеют возможность работать в разных странах, невзирая на границы, поэтому у них больше возможностей, чем у национальных правительств. Они могут привлечь для решения своих задач больше ресурсов - и финансовых, и человеческих. На примере Северного потока-2 можно видеть, что интересы среднего гражданина Германии или России никого не интересуют, тут работают интересы финансовых и промышленных группировок, которые борются за свои интересы, и здесь экономика и политика тесно переплетены. В этой ситуации нужна переговорная площадка между национальными правительствами и глобальными структурами. И то, что Россия не стоит в стороне от глобального пути - это хорошо.
- Поможет ли в этом искусственный интеллект?
- Участие тех или иных цифровых технологий в принятии решений - это очень существенный фактор. Есть точка зрения, что финансовый кризис 2008 года и последовавшие за ним потрясения вызваны были тем, что лица, принимающие решения, принимали их на основании советов вице-президентов по прогнозам, а они слушали экспертов следующего уровня. А эти эксперты свои рекомендации давали на основании выводов, которые уже тогда делали цифровые системы. Используемые цифровые модели были неподвластны человеку, он просто не понимал, как они работают. При этом та информация, которая вводилась в систему, не проверялась досконально. То есть, машина на основании непонятно чего, при помощи непонятных конечному потребителю алгоритмов, давала прогноз, и человек действовал уже на основании этих прогнозов. После чего пошла цепочка неверных решений. Получилось, что люди, принимавшие решения, не понимали, на основании чего они эти решения принимали.
Это было 13 лет назад. Сегодня все большее количество решений принимается на основании «Больших Данных» (Big Data). «Большие данные» сами по себе очень неустойчивая вещь и мы не понимаем до конца, как система машинного обучения принимает решения. Мы знаем, как здорово эта система работает как переводчик с одного языка на другой, даже с устным текстом. До этого машины обыграли всех гроссмейстеров в шахматы и в Го. Международные гроссмейстеры и лучшие тренеры по шахматам не всегда понимали логику машины, почему она делает тот или иной ход. Но через 8 ходов оказывалось, что это был правильный, победный ход, противоречащий общепризнанной человеческой шахматной логике. Но ведь он мог быть и неправильным! Вот в чем проблема. В результате вредоносных или просто неверных данных, загруженных в обучающий массив Big Data, неверные решения могут принять корпорации, от которых так много зависит в этом мире. И эта проблема уже соразмерна с теми плюсами, которые дает Big Data.
- Искусственный интеллект должен базироваться на каких-то своих понятиях, нам неведомых. Но чтобы что-то где-то произошло, нужно участие человека. Искусственный интеллект только вычисляет последствия и дает рекомендации. Но в целом, зачем мы ему нужны?
- Искусственный интеллект как правило дает рекомендации, похожие на те, которые давал бы человек на его месте. Просто он имеет больше информации и обрабатывает её быстрее. Но цели ставит человек. Искусственный интеллект рассматривает множество вариантов достижения этой цели и выбирает оптимальный с его точки зрения. Что вы ему зададите, то он и будет просчитывать. Так что важно правильно ставить задачи. Если в сложной задаче цели будут противоречить друг другу, он просто скажет, что решения нет.
ГМО - шаг вперед
- Вы член экспертной комиссии Российской академии наук по оценке и анализу научного содержания федеральных государственных образовательных стандартов. Т.е. вы даете правительству рекомендации по этой проблеме. Но академик Балега, с которым я недавно говорил, сказал, что к разработке будущих научных программ и направлений науки Российская академия наук не привлекается. Как такое могло случиться?
- Это грустная тема, как и многое, что касается науки в нашей стране. Положение Академии наук за последнее десятилетие трансформировалось от структуры, которая что-то должна делать и разрабатывать, до структуры, которая должна производить только экспертизу. Но теперь Академию и к школьным учебникам не привлекают, хотя отдельные академики вполне могут это делать. Но Академия никогда к созданию школьных учебников отношения напрямую и не имела.
- Если бы дело было только в учебниках! Речь о стратегии развития науки аж до 2030 года!
- Институты Академии наук раньше были частью общей структуры научных исследований в стране, которые координировались высокопрофессиональным сообществом членов Академии, через ее отделения и т.д. А сейчас это отдельные организации. У них упоминание РАН только в названии осталось. Их бюджеты и собственность в ведении Министерства науки и высшего образования. Что касается экспертизы учебников, то функции экспертного совета, членом которого я являюсь, сильно размылись. Раньше наше слово было решающим, а сейчас министерство может не слушать нашего мнения о том, что должно быть написано в том или ином учебнике. Это выглядит несколько странно и неестественно. С другой стороны, то, что академики оценивают школьные учебники, тоже неоднозначно. У них на это часто нет ни времени, ни сил, ни желания. Они перепоручают это дело своим подчиненным, те дальше. И в итоге судьбу учебника для всей страны может решить младший научный сотрудник, который когда-то завалил экзамен автору учебника.
- Вы внесли вклад в Теорию случайности великого математика академика Колмогорова, а, значит, знаете ее в совершенстве. Как спроецировать ее на реальность? Можете ли вы ответить на вопрос, появился ковид случайно или нет?
- Когда мы пытаемся оценить вероятность какого-то неприятного явления, мы пользуемся математическими моделями. Проблема в том, какие у нас имеются исходные данные. Это данные связаны совсем не с математическими законами и процессами, а с реальными физическими и человеческими факторами. Можно оценить вероятность того, что любая попытка биологических экспериментов может пойти не так и привести к неприятностям. Возьмем генетически модифицированные продукты. Без появления новых сортов продуктивность сельского хозяйства на планете была бы в несколько раз ниже. Люди тратили бы на еду намного больше, и еда эта была бы более низкого качества, голод был бы намного более массовым явлением, чем сегодня. Прогресс в традиционной селекции достигнут за счет того, что в сельскохозяйственных растениях порождается большое количество мутаций. При этом большинство растений не выживает, зато у выживших оказываются полезные качества. На мировые рынки выходят продукты, которые дольше хранятся, не гибнут при транспортировке и т.п. При генной модификации мы делаем точно то же самое, но прицельно, а не в процессе селекции случайно порождаемых воздействием мутагенных факторов образцов. И вот когда мы стали делать генетический отбор не при случайном появлении нужных нам качеств, а в результате осознанного и грамотного воздействия, потому что научились читать геном и знаем, что именно нужно подправить, чтобы получить нужное качество - вот тогда и началась паника. Это классический пример неадекватного восприятия информации населением. Возвращаясь к ковиду - модель распространения эпидемии с помощью математических моделей, основанных на данных предыдущих эпидемий, построить можно. И в этом плане придумать теорию, по которой вакцинация была бы вредна, очень сложно. Она просто не укладывается в математическую логику.
Кому нужен этот сопромат?
- Герман Греф объявил, что российское образование, которое базируется на советском образовании, совершенно избыточно и едва ли не приносит вред. Его тут же обвинили в участии в мировом заговоре, что он рупор мировой закулисы. Мои страхи немного развеял академик Бетелин. Он сказал, что образование определено как система услуг еще в 1996 году и все растет оттуда. И то, что в образовании, направленном на инженерию, сегодня потребности нет, потому что нет потребности в самих инженерах и конструкторах. А нужны сейчас экономисты, доставщики пиццы и собачьи парикмахеры. Это так?
- Греф время от времени высказывается на темы образования и эти высказывания часто носят провокационный характер. Многие мои друзья обиделись на него за то, что он обругал математические школы, мол, там готовят узких математиков, которые ничего не видят за пределами математики и бесполезны для реальной жизни. В беседах с ним я касался этих вопросов и думаю, что понимаю, о чем он говорит. Взятые вне контекста его взгляды, действительно, могут показаться вредным бредом. Но они всегда заставляют задуматься, посмотреть на то, что происходит, с новой стороны.
Нужно смотреть его слова в контексте, а, главное, судить о человеке по его делам. Если отбросить в сторону теорию заговора, то задайте себе простой вопрос - стоило ли лет 10 назад отправлять своего ребенка в технический ВУЗ? Наверное, не очень. Неясно, найдется ли для него работа, а если и найдется, то зарплата будет копеечная. Но тогда получается, что проблема выносится за рамки образования и слова Грефа оказываются верными - нужно учить детей тому, что нужно стране, обществу, да и ему самому, именно сейчас и через несколько лет. То есть это – вопрос экономики и стратегии развития страны. А образование обязано это учитывать. Именно об этом говорит Греф. А какова стратегия развития страны? История с Роснано очень поучительна. Распилены сотни миллиардов рублей. Государственные решения не заглядывают сейчас на перспективу в 30 лет, где будут, может быть, востребованы биоэлектроника, нанороботы, квантовые компьютеры. Они сиюминутны. А нужна именно стратегия, глядящая вдаль. А Греф давно из игры «на что тратить государевы деньги» вышел. Он куда-то инвестирует, участвует в распределении средств, но только как руководитель банка. Но решения принимает не он. Он работает с деньгами. Успешно работает. Вкладывает деньги в развитие высокоинтеллектуальных разработок. В том числе в области искусственного интеллекта, в которой в Сбере работают десятки тысяч людей. Государство денег не додало, а Сбер - дает. Именно о таких перспективных инвестициях говорит академик Бетелин. Противоречия тут нет.
- И все же образование как «сфера услуг» звучит дико и оскорбительно для учителей.
- Назвали образование услугой не для того, чтобы кого-то унизить, а с чисто практическими целями. Существует Гражданский кодекс, в котором каждый вид деятельности нужно куда-то отнести. Образование является не производством материальных ценностей, а тем, что один человек делает по отношению к другому. Как еще это можно назвать?
- Священной обязанностью государства по отношению к гражданам.
- То есть, особым родом деятельности, определения которому нет в Гражданском кодексе? Но так все что угодно можно охаять. Например, воинская часть может быть органом военного управления, юридическим лицом в форме федерального казенного учреждения. Давайте и здесь возмутимся: какие тут юридические лица, какое здесь казенное учреждение? И где здесь священный долг! И таких примеров можно набрать сколько угодно и запутать Гражданский кодекс так, что ни один адвокат не разберется. Идея слова «услуга» была исключительно в том, чтобы вписать образовательную деятельность в нормальные гражданско-правовые рамки, а не для того, чтобы кого-то унизить. Медики, не отказываясь от термина «услуга», предпочитают говорить о «помощи». Возможно, и в сфере образования можно говорить о помощи учителя учащемуся, как об основном процессе в школе. Но все ли учителя с этим согласятся?
- Московский авиационный институт, который я когда-то заканчивал, превратился в странное место. На его территории сейчас действуют какие-то автосалоны. В нем появились кафедры маркетинга и пиара. А что дальше будет с Физтехом? С «Бауманкой»? С питерским «Политехом»? Что с ними будет, если возобладает точка зрения, что учить нужно тому, что требуется именно сейчас, не думая о будущем?
- Если стране не будут нужны высокие технологии, то в этой области мы будем либо готовить специалистов для других стран, против чего мы возражаем, потому что это выбрасывание денег на ветер, либо мы будем обманывать людей, готовя их к тому, что не пригодится. И тут мы снова приходим к тому, что это вопрос не образования, а государственной стратегии развития. Есть еще одна проблема ВУЗов - наличие кафедр, которые учат тому, что практически не нужно. Ни в одном разумном ВУЗе мира уж нет такого предмета как сопромат. Потому что все эти расчеты сейчас делает компьютер - от подшипника до крыла самолета. А у нас эти кафедры есть, и там работают прекрасные специалисты, получившие отличное образование от истинных знатоков своего дела. Они достигли высот и совершенства. Они даже компьютер изучили. Но их предмет уже не нужен.
- Не могу согласиться. Скажем, в США не изучают сопромат. Но фирма «Боинг» имеет в Москве конструкторское бюро, где работают выпускники советских и российских ВУЗов, которые сопромат изучали. Силовые элементы для американских и европейских авиалайнеров делают у нас. А это сплошной сопромат.
- Но они же не вручную это считают, как 50 лет назад.
- Да, но они понимают, какие задачи ставят компьютеру и что хотят получить на выходе - это возвращаясь к началу нашего разговора, когда вы говорили, что виной финансового кризиса были люди, которые вводили в компьютер незнамо что и получили на выходе тоже незнамо что. Если в мире больше нигде не останется людей, знающих, что такое сопромат, то наши специалисты станут таким же национальным достоянием, как черная икра и русская водка.
- Беда в том, что сопромат стал другим, а люди на кафедрах умеют учить только старому сопромату. Это большая проблема. Они не учитывают потребности современных студентов.
- Наши ребята постоянно выигрывают международные математические и физические олимпиады. И я вижу в этом полное несоответствие с тем, что мы видим в среде «большой науки», где царит развал и запустение. И образование-то у нас плохое, и учителя никудышные, и школьники неграмотные. А откуда тогда берутся эти мальчишки и девчонки? И есть ли у них будущее? Есть ли будущее у Мехмата МГУ, где работают умнейшие из умнейших?
- Нужно, чтобы наши студенты достаточно быстро поняли, что их ждет после окончания университета. Например, карьера школьного учителя - а наши выпускники, думаю, будут востребованы в хороших школах - вполне почтенная и ничего зазорного в ней нет. Если речь идет о каких-то прикладных математических вещах, то для выпускников элитных ВУЗов, к которым относится, несомненно, Мехмат, место работы найдется. Но надо понимать, куда ты пойдешь. Если в Сбер - одно. Если в Институт системного программирования - другое. Разумеется, без программирования, без искусственного интеллекта прикладных вещей сейчас очень мало. Никого сейчас не интересует умение построить простую математическую модель. Очень важный принцип математического образования для меня лично состоит в том, что математика - это решение задач. Даже на лекциях мы со студентами решаем задачи. Пересказывать учебник - занятие абсолютно бессмысленное, его можно прочитать или посмотреть в интернете его популярное изложение. Я бы хотел, чтобы обучение на Мехмате строилось на решении задач. Когда уровень студентов в силу упомянутых ранее причин снижается, а уровень лекций остается прежним, то активность студентов падает очень быстро. Формальное знание может и остается где-то на задворках сознания, но участие человека в математике, в том, что он делает ее своими руками, своей головой, закрепляется навсегда. Поэтому я настаиваю на том, чтобы студенты не просто слушали лекции, а были вовлечены в них и делали математику своими руками.
Новое поколение грамотнее предыдущих
- Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) в конце 2019 года запустил программу по исследованию фундаментальных основ цифровой трансформации школьного образования. Как с ней сейчас обстоят дела?
- Целью программы было исследовать, как цифровые технологии приходят в школу, что там с ними происходит, и что стоило бы изучить. Был объявлен конкурс, в котором было несколько сот участников из 15 регионов страны. Более полусотни проектов реализуется. Проекты эти - очень разные. Например, Александр Николаевич Архангельский выдвинул идею трансмедийного освоения литературы, согласно которой курс литературы должен быть активным. Т.е. произведение нужно не просто прочитать, но пережить, войти в диалог с автором, сделать какую-то инсценировку, трансформировать сюжет в его альтернативу, создать комикс, буктрейлер, или ещё что-то подобное. Только таким способом сегодня можно привлечь учеников, заинтересовать их изучаемым материалом. Или взять русский язык. Мы учим детей писать от руки и заучивать «Оловянный, деревянный, стеклянный». Зачем, спрашивается? Все человечество пишет на клавиатуре и ему компьютер подсказывает, как правильно пишется слово. А мы тратим огромное время ребенка на это странное занятие. Это пропасть между школой и жизнью. Проект РФФИ - это попытка эту пропасть преодолеть.
Современные люди другие. В том числе и дети. Спрашивали на улице молодых людей, кто написал «Войну и мир». Они первым делом лезут в карман за телефоном и говорят - сейчас скажу, и говорят. А вот вы сколько номеров телефонов своих близких знаете на память? Два? Три?
- Не больше. Максимум пять.
- Это большая редкость, вы уникальный человек. Средний человек помнит не больше трех. Я точно больше не помню. Зато помню телефон в своей старой квартире, где сто лет уже не живу. И это совершенно естественно, что некоторые способности у человека отмирают. Более того - это хорошо. Я замечал, что когда я употребляю на лекции неизвестное слово, люди тут же лезут в мобильники и смотрят его значение. Раньше они бы так это значение и не узнали. У вас теперь две памяти. Одна в голове, другая в телефоне, и они друг другу помогают.
- Выносной мозг.
- Я называю это расширенной личностью. Еще в 1930 году Лев Семенович Выготский говорил, что появление новых инструментов приводит к тому, что что-то отмирает, но взамен что-то и развивается. Писание на клавиатуре приводит к тому, что сам текст и его создание меняются, становятся нелинейными. Но это еще до Выготского обсуждал Платон в своих «Диалогах». Там сказано, что Сократ объявил, что письменность убивает мудрость, коммуникацию и учение. Что только устное взаимодействие дает человеку что-то. Человек не помнит ничего из того, что записал. Все, написанное на бумаге - не настоящее. Возможно, что Сократ вообще не умел писать. Теперь то же самое говорят про интернет. А возможно и появление речи что-то в человеке убило! Потому что, помните, «мысль изреченная есть ложь». Но дело-то в том, что интернет не снижает образованность человека, а повышает. Раньше мы не бегали по десять раз на дню в библиотеку посмотреть в энциклопедии значение какого-то слова или подробности чего-то. И в силу этого были гораздо менее грамотными. А сейчас википедия всегда в вашем распоряжении. Даже если вы сразу забудете то, что прочитали в википедии, то потом, прочитав во второй или в третий раз то, что на самом деле нужно, запомните.
- Работа РФФИ с этим знаменитым исследованием цифровой трансформации школы оказалась полезной?
- Эта программа была запущена в ноябре 2019. А с начала 2020 года «школьная страна» начала быстро двигаться в цифровую сторону, чему в немалой степени поспособствовали известные неприятные события с пандемией. Получилось, что исследователям довелось наблюдать процесс стремительного глобального изменения в стране и перехода каждого учителя и учащегося в стране в «цифру». Дети начали сидеть перед экраном и общаться с учителем в сети. Получилось, что эта программа оказалась запущена в самый нужный момент.