Как Япония попыталась в 1980-х создать компьютер пятого поколения и напугала Америку

Инженерно-изобретательская мысль не имеет национальности. Национальность имеют дензнаки, которые изобретатель получает от производителей своего изобретения. Как известно, вывод прибылей из страны никогда и нигде не поощрялся. В IT-области эта проблема обострилась в конце 70-х и начале 80-х годов прошлого века, когда появились первые доступные народу ПК и производство вычислительной техники из затратной отрасли превращалось в весьма прибыльную. При этом сами IT-инженеры и изобретатели, подогревая интерес к своей работе государства и инвесторов из транснациональных корпораций, говорили, что они уже работают над «умным суперкомпьютером», который решит многие производственные, научные и бытовые проблемы. Это будет компьютер нового поколения, говорили они, и это, как показало время, была чистая правда.

В энциклопедиях, справочниках, учебниках для студентов IT-специальностей, а также в статьях и монографиях IT-историков можно встретить от трех до семи «поколений компьютеров», включая «нулевое поколение» (от механической аналитической машины Бэббиджа до электромеханического компьютера Цузе включительно) и «поколение будущего компьютера» (пока недоделанного до конца). Но чаще всего во всех этих источниках информации фигурируют четырьмя поколениями компьютеров: 1) ламповые, 2) транзисторные, 3) на интегральных схемах, 4) с использованием микропроцессоров. Иными словами, сейчас мы пользуемся компьютерами четвертого поколения, которые на наших глазах превращаются в компьютеры пятого поколения, но еще окончательно не превратились.

Но не так уж и важно, сколько было поколений компьютеров в IT-истории — три, семь или еще сколько-нибудь. Отсутствие консенсуса относительно их числа у IT-историков говорит лишь о том, что их эволюция шла естественным путем, а в классическом эволюционном процессе, чего бы он ни касался, трудно провести четкие границы между эволюционными этапами. Страдавшие гигантизмом ламповые динозавры еще сравнительно долго, по масштабам всей компьютерной истории, которой и века еще нет, сосуществовали с транзисторными мини-компьютерами, а домашние ПК в виде средних размером чемоданов — с ноутбуками, планшетами и совсем миниатюрными на фоне настольных ПК смартфонами. 

К тому же, IT-историки давно пользуются палеонтологической аналогией, говоря о «зимах» (ледниковых периодах) в отнюдь не плавно протекавшем процессе совершенствования компьютеров и о «массовых вымираниях» IT-компаний из-за недостатка «кормовой базы», как это, например, было с доткомами в самом начале нашего века, и сейчас тем же пугают IT-стартапы. Привет ИИ-буму! 

Словом, все шло прямо-таки дарвиновским путем наследственной изменчивости и естественного отбора наиболее приспособленных к выживанию на рынке компьютеров, пока в конце 1970-х годов Министерство внешней торговли и промышленности Японии (MITI) не возомнило себя IT-Всевышним и объявило urbi et orbi, что оно создаст эпохальный суперкомпьютер пятого поколения на основе массово-параллельных вычислений и логического программирования, и в мире высоких технологий будет править искусственный интеллект. Правда, MITI отвело себе на это не шесть дней, как полагалось бы создателю с таким уровнем самооценки, а десять лет, но и в этот срок не уложилось.

Понятно, что не министерские чиновники додумались до этого. При MITI с 1967 года существовал Японский центр развития информационных технологий (JIPDEC), в который в 1976 вошли Японский институт развития использования компьютеров (CUDI), существовавший с 1968 года, и Институт информационных технологий (IIT) 1970 года рождения. Также понятно, что институты — понятие неодушевленное, и должны были быть конкретные IT-специалисты, инициировавшие министерский проект «Компьютерная система пятого поколения» (Fifth Generation Computer System, кратко — FGCS). 

Чаще всего в этой роли IT-историки, как японские, так и все остальные, упоминают Тору Мото-ока, профессора и директора компьютерного центра Токийского университета, председателя проекта FGCS и главного его, проекта, теоретика Фучи Казухиро, руководителя Института компьютерной технологии нового поколения» («Institute for New Generation Computer Technology», ICOT), учрежденного министерством в помощь CUDI и IIT в 1982 году. Оба они в 1961 году проходили стажировку в Иллинойском университете, где участвовали в разработке Illiac II, одного из первых транзисторных компьютеров еще мейнфреймовых размеров на основе асинхронной логики. 

Непонятно во всей этой истории другое — зачем Японии было объявлять об этом на весь мир. В 1970-е годы Япония стала вторым по величине после Америки производителем автомобилей, обогнав по их экспорту ФРГ и став мировым лидером по этому показателю. Японские карманные калькуляторы успешно конкурировали с американскими и западноевропейскими, а две трети настольных калькуляторов в самих Штатах и вовсе были японскими. Тамошние электронные наручные часы фактически приговорили к смерти швейцарскую часовую промышленность. Каждый второй транзисторный приемник и магнитофон на мировом рынке был японским. И все это, что потом назвали «японским экономическим чудом», страна проделала молча, не объявляя заранее: «Щас мы сделаем такое авто (приемник, магнитофон, калькулятор и т.п.), что вам всем мало не покажется!» 

Почему японцы сделали исключение для компьютера? Почему собрали в 1981 году у себя в Токио сотню IT-специалистов из 14 стран на международную конференцию по компьютеру пятого поколения, на которой профессор Мото-ока самым подробнейшим образом рассказал им, что и как он и его коллегии, собираются сделать, чтобы создать самый умный и самый мощный в мире суперкомпьютер? Причем это делать они будут при щедром госфинансировании и участии в проекте ведущих японских компаний в высокотехнологичной области, согласных на национальный японский приоритет в ущерб их собственным приоритетам, что, понятное дело, было чревато для них, компаний, финансовыми потерями. 

Не для того же, чтобы самоубийственным почтением самураев к своему императору Хирохито порадовать того международным престижем Японии в одной из самых наукоемких областей. Ведь тот и сам был не чужд науке, обогатив морскую биологию тремя десятками новых видов асцидий, моллюсков, морских пауков и морских звезд, за что был избран членом Лондонского Королевского общества, то есть был академиком старейшей в мире академии наук. Тем не менее, японцы это сделали. Возможно, это была попытка спровоцировать на сотрудничество американские IT-компании, которые на тот момент были несомненным лидерами в этой области, что в какой-то мере японцам удалось. 

1 августа 1985 года The New York Times опубликовала звучавшую сенсационно статью «IBM заключила патентное соглашение с Японией». «Вчера корпорация International Business Machines заявила, что достигла принципиальной договоренности с правительством Японии о предоставлении IBM доступа к государственным патентам на изобретения, связанные с компьютерами. <…> Новость о соглашении с IBM исходила от японских официальных лиц в Токио и, судя по всему, застала руководство компании врасплох. В компании сообщили, что большинство топ-менеджеров, знакомых с ходом переговоров, которые длились четыре года, находились в Японии, а Ральф А. Пфайффер, возглавляющий дальневосточное подразделение компании, был недоступен для комментариев. У IBM уже давно есть соглашения о перекрестном лицензировании с японскими производителями компьютеров. Но до сих пор, как жаловались представители IBM, эти соглашения не давали им доступа к государственным патентам, которые распространяются на высокотехнологичные проекты, частично финансируемые Министерством торговли и промышленности Японии. По их словам, нынешнее соглашение обеспечивает им “равные условия” с японскими компаниями. “Мы считаем, что это даст IBM такой же доступ к японским патентам, какой некоторые японские производители имеют в отношении патентов IBM”, — заявила Надин Флетчер, представитель компании в штаб-квартире в Армонке, штат Нью-Йорк. Компания IBM не сообщила, планирует ли она выпускать на рынок какие-либо японские изобретения под собственным брендом теперь, когда получила доступ к патентам. Однако она заявила, что в рамках соглашения сможет продавать эти изобретения за пределами Японии. Патенты, на которые распространяется соглашение, принадлежат Агентству промышленных наук и технологий, подразделению Министерства внешней торговли и промышленности Японии. В IBM заявили, что они «охватывают весь спектр систем обработки информации», включая электронные измерительные и управляющие системы, высокоскоростные научные компьютеры и схемотехнические компоненты. По словам представителей IBM, соглашение не предоставляет японским компаниям доступ к программному обеспечению IBM».

Дело было не только в доступе к японским патентам. Похоже, что американцы действительно испугались не на шутку и сочли разумным держать руку на пульсе японского проекта компьютеров пятого поколения, хотя и понимали, как и все остальные, что пока это не более, чем развернутый план на будущее. В своем докладе на конференции 1981 года профессор Мото-ока говорил: «По своим возможностям эти системы приблизятся к интеллекту человека, а интерфейс человек-машина станет существенно больше ориентирован на человека. <…> Это будет существенный скачок в компьютерной технологии за последние тридцать лет.  <…> ЭВМ пятого поколения необходимы как для выполнения предельно широкого круга сложных функций при решении ряда проблем, стоящий перед компьютерной техникой уже сегодня, так и для удовлетворения потребностей девяностых годов. Ожидается, что в этот период сфера применения ЭВМ существенно расширится».

Функциональные требования к компьютерам пятого поколения, по его словам, должны быть такими: «1) повышение интеллектуального уровня компьютеров и обеспечение простоты их применения; 2) упрощение процесса создания программных средств; 3) совершенствование общих характеристик и эксплуатационных качеств в целях удовлетворения социальных потребностей. <…> В 90-х годах, в период широкого применения компьютеров пятого поколения они станут основным инструментом в различных областях деятельности, включая экономику, промышленность, науку, искусство, управление, международные связи, образование, культуру. Они войдут в обиход и позволят получит ответы на все вопросы». 

Иными словами, профессор Мото-ока Торо обещал за десять лет построить IT-коммунизм, где от каждого компьютера — по способностям, каждому его пользователю — по потребностям. «Каждый сможет общаться с компьютером, не имея специальной подготовки и пользуясь своим естественным языком, а компьютер, распознавая смысл запроса, сможет выдавать ответ, адекватный запросу», — прогнозировал профессор Мото-ока, говоря о влиянии компьютеров пятого поколения на личность. Ничего не напоминает?

«Япония имеет ограниченную территорию, плотность ее населения почти в 40 раз превышает плотность населения США, — объяснял он избранность своей страны в данном начинании. — Страна не в состоянии полностью обеспечить себя продуктами питания, а ее способность обеспечить себя энергией и нефтью позволяет удовлетворить потребности в них лишь соответственно на 15 и 0,3%. С другой стороны, Япония располагает мощной армией рабочих с хорошей профессиональной подготовкой… и могла бы использовать ее на развитие информационной индустрии. …Тем самым не только повысилась бы конкурентоспособность Японии на мировой арене, но и появилась бы возможность вносить свой вклад в международное разделение труда». Такое международное разделение труда, когда Америка снабжала бы Японию своей нефтью и кукурузой, а японцы США умными суперкомпьютерами пятого поколения, американцев, естественно, не устраивало.

Что касается существовавшей тогда и прогнозируемой технической и теоретической базы будущих японских компьютеров пятого поколения 1990-х годов, то они, по версии профессора  Мото-ока, включали: 1) технику СБИС, 2) технику высокоскоростных элементов, 3) параллельное развитие техники связи, 4) технику параллельной обработки, 5) программное обеспечение, 6) искусственный интеллект и технику распознавания образов. 

Остальные чисто технические подробности японского проекта компьютера пятого поколения желающие могут посмотреть самостоятельно либо в оригинале его доклада «Fifth generation computer systems : proceedings of the International Conference on Fifth Generation Computer Systems, Tokyo, Japan, October 19-22, 1981», опубликованном на английском языке в 1982 году, либо в русском переводе этого доклада, изданном у нас в 1984 году, либо в более кратком варианте в его же, профессора Мото-ока Торо, статье 1984 года «Fifth Generation Computer Systems: A Japanese Project» в журнале «Computer», т.17, № 3. Это, кстати, была одна из последних его работ, в 1985 году он умер в возрасте 47 лет. Там же можно посмотреть картинку с блок-схемой архитектуры японского, а в русском издании «ЭВМ пятого поколения. Концепции, проблемы, перспективы» прочитать предисловие академика Велихова.  

Если кто не помнит, то вице-президент АН СССР Евгений Павлович Велихов был физиком-термоядерщиком и на тот момент всего лишь год как стал академиком-секретарем (главой) отделения информатики и вычислительной техники академии и потому изъяснялся на данную тему простым человеческим языком, да и англизированный айтишный сленг в те годы не так глубоко проник в русский язык. Хотя параллельные вычисления, искусственный интеллект и многое другое, в том числе связанное с сетевыми технологиями, находившимися тогда в младенчестве, там названо иначе, чем сейчас, мысль Велихова о кардинальной роли ПО в компьютерах будущего поколения предельно ясна. Его мнение насчет японской инициативы ценно еще и тем, что это был взвешенный и лишенный каких-либо эмоций взгляд на проблему, которую взялись решить японцы за 10 лет, что в те годы было редкостью, уж больно возбудилось мировое IT-сообщество. 

«Долгое время генеральным направлением, определяющим передовые позиции в конструировании ЭВМ, считалось создание машин с максимальным быстродействием и предельно большой памятью, — писал Велихов. — В условиях, когда другие средства увеличения производительности ЭВМ практически исчерпаны, технология сверхплотной упаковки элементов СБИС и сверхкомпактного размещения самих СБИС позволяет повысить быстродействие ЭВМ еще на несколько порядков. <…> Но попытки решить все проблемы в основном путем наращивания ресурсов ЭВМ в конечном итоге приводят к резкому снижению КПД системы в целом и мало приближают к поставленной цели. Огромное быстродействие при таком способе решения задачи превращается в фикцию, так как значительные ресурсы компьютера будут расходоваться на реализацию процедур, связанных с преобразованием и передачей информации. ЭВМ пятого поколения можно будет адекватным образом использовать, лишь сконструировав вычислительные системы, в которых обеспечивается баланс между суперкомпьютером, образующим ядро системы, и сопряженными с ним индивидуальными компьютерами. Добиться такого баланса без интенсивного прогресса в программном обеспечении невозможно». 

«Главное, на что следует обратить внимание, это ограниченная “способность” ЭВМ к анализу вновь поступившей информации, — продолжал Велихов, — ибо чем менее “знакома” для компьютера ситуация, тем менее достоверны его советы, и чем больше он находит одной и той же информации, тем более стереотипными будут его прогнозы и рекомендации. Кроме ограниченной способности к анализу принципиально новой информации, у ЭВМ есть и еще одна слабая сторона – неумение с достаточной степенью надежности выявить содержательность вновь поступивших данных. В результате неизбежно «засорение» лишней информацией, ненужность и даже вредность которой компьютер не в силах установить. Как следствие этого вновь создаются иллюзии номинального (кажущегося) быстродействия п формирования лишь на первый взгляд ценных выводов. <…> Искусство выбирать решения в подлинно сложной обстановке еще долгое время будет недоступно компьютеру, который лишен способности действовать субъективно, соразмеряя решения и поступки с мерой ответственности и иными важными для человека атрибутами существования. Здесь и задача обеспечения естественного с точки зрения человека общения пользователя с машиной, и создание принципиально новой архитектуры самих ЭВМ, и кардинальный прогресс в программном обеспечении».

Тем не менее, как пишет в заключение Велихов, «расчет на применение новых компьютеров для оказания разнообразных индивидуальных услуг имеет под собой реальную базу и можно не сомневаться в том, что в принципе намеченные здесь цели будут достигнуты. В конечном счете необходимые для этого компьютеры станут вполне доступны, и общество к концу текущего столетия сможет получить целую серию услуг, оказываемых вычислительными машинами». А в самом конце он с максимальной деликатностью намекает на наивность японского правительства, решившего, что Япония станет здесь монополистом, и не жалевшего на это средств из госбюджета, чтобы сделать ее компьютерной сверхдержавой: «Япония может рассчитывать на особое место в международном разделении труда лишь с учетом контекста, который создают общие интересы транснациональных корпораций, а также интересы ведущей страны капиталистического мира — США. Улучшить свои позиции в международной торговле вычислительной техникой японские фирмы могут. Они могут уйти вперед по целому спектру соответствующих технологий. Однако захватить лидерство в такой важной области, как информационное обеспечение потребностей значительной части мирового хозяйства, им будет очень нелегко, и вряд ли следует считать подобное развитие событий достаточно правдоподобной альтернативой».

Как в воду смотрел академик Велихов. Спустя восемь лет, в июне 1992 года, газета с миллионным тиражом The New York Times успокоила американцев статьей на первой полосе своей бизнес-тетрадки с броским заголовком «”Пятое поколение” стало потерянным поколением Японии». «Авантюрная 10-летняя попытка Японии занять лидирующие позиции в области компьютерных технологий подходит к концу. Страна не смогла достичь многих амбициозных целей и создать технологии, которые были нужны японской компьютерной индустрии… Правительство Японии, потратившее более 400 миллионов долларов на широко разрекламированный проект компьютеров пятого поколения, заявило, что готово предоставить разработанное в рамках проекта программное обеспечение всем желающим, даже иностранцам. 

…Такое отношение резко контрастирует с тем, как проект начинался, когда в США распространились опасения, что японцы опередят американскую компьютерную индустрию. В ответ на это группа американских компаний создала в Остине, штат Техас, консорциум Microelectronics and Computer Technology Corporation для совместной работы над исследованиями. А Министерство обороны, отчасти в ответ на вызов со стороны Японии, запустило масштабную долгосрочную программу по разработке интеллектуальных систем… Сейчас проект «Пятое поколение» напоминает о том, что даже уважаемое Министерство международной торговли и промышленности Японии может ошибаться в прогнозах относительно того, какие технологии будут важны в будущем. 

…Большинство руководителей промышленных предприятий и специалистов в области компьютерных наук по обе стороны Тихого океана сходятся во мнении, что Соединенные Штаты по-прежнему сохраняют мировое лидерство в разработке компьютеров и программного обеспечения. И сегодня большинство американских специалистов в области компьютерных наук и руководителей промышленных предприятий уже давно не обращают внимания на проект «Пятое поколение». …Некоторые американские ученые-компьютерщики в частных беседах признавались, что некоторые их коллеги, возможно, преувеличивали масштабы и угрозу проекта «Пятое поколение». Зачем? Чтобы добиться от правительства США большей поддержки исследований в области компьютерных наук.  … “Здесь был важен не столько сам японский проект, сколько “эффект домино”, — сказал Марк Итон, вице-президент по стратегии и развитию американского компьютерного консорциума. Г-н Итон следил за проектом, когда работал в консульстве США в Осаке…».

Сейчас по прошествии многих лет и при взгляде со стороны нетрудно увидеть в этой публикации, что соревнование Японии и США за приоритет на FGCS велась обеими сторонами не по олимпийским правилам, а по принципу кто кого объегорит. Видно и плохо скрываемое злорадство американских айтишников при провале японского проекта и попытку их оправдаться за то, что они «повелись» на японскую угрозу, сыграв роль одной из костяшек «японского домино». А в наше время американские IT-блогеры уже давно не выбирают выражений, когда речь заходит о FGCS. Вот яркий пример 2019 года: «Люди были в ужасе: мы победили мелких япошек во Второй мировой войне (всего 37 лет назад), а теперь они хотели присвоить себе следующую компьютерную революцию, которая в 1982 году все еще была исключительно американским достижением… Тогда я был подростком, но помню этот ужас. Конец свободного рынка! Мы все станем японскими рабами! DARPA вложило миллиард долларов в 1980-х годах в проект Strategic Computing Initiative в попытке противостоять этому, чтобы опередить коварных японцев и не допустить “Перл-Харбора” в области искусственного интеллекта». Похоже, что душевная травма, нанесенная японцами американским айтишникам полвека назад, действительно была настолько серьезной, что их даже жалко.

Сами японцы дали оценку своему проекту FGCS только в 1995 году после окончания дополнительного его этапа (всего было четыре этапа: начальный – 1982-84 гг. промежуточный – 1985-88 гг., заключительный – 1989-92 гг., дополнительный – 1993-94 гг.; после первых трех из них в Токио собирались международные конференции для обсуждения их результатов). Официального заявления Министерства промышленности и внешней торговли Японии, затеявшей этот проект, не было. А было, скажем так, полуофициальное подведение его итогов и его оценка, опубликованная в 1995 году в Амстердаме в виде статьи «Research consortium as a vehicle for basic research: The case of a fifth generation computer project in Japan» («Исследовательский консорциум как инструмент фундаментальных исследований: кейс компьютерного проекта пятого поколения в Японии») в журнале «Research Policy», ведущем международном журнале издательства Elsevier в области исследования инноваций.

У этой статьи было три автора: профессор из Университета Цукубы, сотрудник Министерства промышленности и внешней торговли и один из управляющих банком «Сакура», на тот момент крупнейшего розничного банка Японии, а в недалеком будущем первого в стране онлайн-банка Japan Net Bank. Этакая научно-административно-бизнес триада, вероятно, уполномоченная с самого верха отдуваться за свое начальство. Их статья фактически признавала исходную ошибочность организации проекта FGCS, сформулированную, впрочем, весьма затейливо: «Самое главное, проект способствовал распространению накопленных знаний. Однако остаются сомнения в том, может ли этот проект стать образцом для будущих исследовательских проектов». 

Среди прочего они привели данные о числе патентных заявок от участников проекта. Заявок было 382, 163 из них были удовлетворены, их авторы получили патенты. За тринадцать лет это не так уж и много с учетом масштаба привлеченных в проект инженерно-изобретательских сил. Из них всего 16 заявок было подано на совместные изобретения исследователей государственного ICOT (напомним, что Institute for New Generation Computer Technology был государственным) и инженеров из сотрудничавших с ним в рамках проекта FGCS компаний. Причина тому более чем понятна. Впрочем, число патентов в истории ключевых инноваций не главное. Часто достаточно одного для прорыва в новую технологию. Вспомним те же транзисторы и микрочипы. Но такого в рамках проекта FGCS не оказалось.

Тем не менее, нельзя преуменьшать роль проекта FGCS в том, что в цитированной выше статье названо «распространением накопленных знаний». В рамках проекта работали десятки IT-специалистов высокой квалификации с опытом зарубежных стажировок и сотни молодых IT-инженеров. По окончании проекта многие из них ушли в японские университеты и Национальные институты и Центры исследований (НИИ – по-нашему). Тот же главный теоретик проекта FGCS Фухи Казухиро стал профессором Токийского университета и заодно профессором факультета инженерии Университета Кэйо, самого престижного в Японии частного вуза. В итоге, к «мощной армии рабочих с хорошей профессиональной подготовкой», о которой говорил Мото-ока в своем докладе о начале проекта FGCS в 1981 году, к началу нашего века прибавились тысячи молодых IT-специалистов с хорошей профессиональной подготовкой, и вполне можно было говорить о национальной японской вычислительной школе. О подобных попытках в других странах мы поговорим в следующем материале.