Природа компьютера. 
История, философия и методология техники и информатики

На вопрос о природе компьютера вроде бы можно дать не вызывающий сомнений ответ: это техническое устройство, выполняющее вычисления в соответствии с некоторой программой. Смуту в головах ученых посеял американский философ Дж. Сёрл своей знаменитой статьей «Является ли мозг цифровым компьютером?» .

Аргументация Джона Сёрла.

• 1. Синтаксис и символы не определяются в терминах физики. Синтаксис не органичен для физики.
• 2. Это означает, что вычисление не присуще физике: оно ставится ей в соответствие. Синтаксис и символы зависят от наблюдателя.
• 3. Из вышеизложенного следует, что мозг как таковой не является компьютером.
• 4. Люди истолковывают физические процессы как в синтаксическом, так и в семантическом ключе.
• 5. Однако наши объяснения не определяются ни физикой процессов, ни интенцией человека, т. е. его направленностью на внешние события.
• 6. Когда мозг считают компьютером, то совершают ошибку, приписывая ему несуществующие черты. В соответствии со своей внутренней природой мозг не обрабатывает информацию.

образом, что в нее можно вносить образцы ее функционирования. Решающее значение имеет не смена состояний процессора, а то, что они собой олицетворяют: далеко не всякие состояния и их изменения являются вычислительным процессом.

Основную идею Хейза можно разъяснить следующим образом. Будем считать, что даны некоторые образцы манипуляции символами В, которые должны быть осуществлены посредством изменения состояний технического устройства А. Сразу же выясняется, что для достижения цели потребуется особое устройство. Следовательно, дело обстоит не так, как считали некоторые философы, в частности X. Патнэм, что любым объектам и их состояниям можно сопоставить образцы некоторого вычислительного процесса. Компьютером является лишь особое техническое устройство.

Оппоненты Хейза предлагали выработать максимально универсальное определение компьютера. Например, нечто является компьютером, если оно соответствует или реализует некоторую функцию (Р. Стаффлбим). Устройство является компьютером, если оно программируемо (Дж. Маккин). Хейз возражал, считая такого рода определения теряющими из вида специфику компьютера. В. Харткасл высказала убеждение, что характеристика вещей зависит от той системы воззрений, которые призваны объяснить эти вещи. В таком случае природа компьютера не является объективным феноменом. Очередное возражение Хейза сводилось к тому, что любая наука, в том числе и информатика, имеет дело с определенным контекстом, который не является произвольным. Считать по-другому — значит сводить на нет объективное содержание наук. По окончанию дискуссии Хейз признался, что поставил больше вопросов, чем нашел ответов на них.

Итак, выделим две основные концепции, вытекающие из дискуссии о природе компьютера:

• 1. Концепция Дж. Сёрла. Компьютером является устройство, которому люди приписывают, вменяют осуществление вычислений. Само по себе, т. е. в отсутствие связи с людьми, ни одно устройство не является компьютером.
• 2. Концепция П. Хейза. Компьютером является устройство, которое осуществляет вычисления в соответствии с теми образцами манипуляций с символами, которые приняты в информатике.

Главный предмет разногласий сводится к различному пониманию оснований соответственно семантической и прагматической теории. В любой теории есть субъект и объект. Теории придумываются людьми: именно это обстоятельство дает право признать, что в теории присутствует субъект в качестве познающего существа. Объектом является то, что изучается. Например, в физике, которая часто считается образцом в семантическом отношении, объектом изучения выступают взаимодействия между физическими предметами, скажем, частицами и полями. Согласно физике ее предметы самостоятельны. При желании любого человека можно рассматривать в качестве физического предмета, обладающего, например, массой. Но в таком случае он перестает быть эпистемологическим субъектом.

В прагматических теориях, в частности в информатике, ситуация принципиально иная. Разумеется, и здесь ученый выступает в качестве познающего существа, но теперь объектом изучения являются взаимоотношения между людьми. В техникологических науках они осуществляются посредством технических устройств, например компьютеров. В технико-логических науках субъект присутствует в качестве не только познающего, но и прагматического, т. е. преследующего определенные цели, существа. Компьютер — часть компьютерной системы, которая кроме него включает также вспомогательные устройства, например монитор, клавиатуру и мышь. В свою очередь, компьютерная система входит в состав человеко-машинной системы.

Для дальнейшего анализа важнейшее значение имеет различение соответственно эпистемологического и прагматического субъекта. В физике нет прагматического субъекта, а в информатике он присутствует. Таким образом, предметом информатики выступают не объекты, что имеет место в физике, а отношения между людьми. Компьютер при этом является средством, посредником, медиумом. Вычисления осуществляют люди при помощи компьютеров. Но средство приобретает смысл лишь в случае, если он придается ему человеком. Допустим, что некто, используя в качестве средства палку, достал застрявший в ветвях дерева мяч: никто не станет утверждать, что мяч достал не человек, а палка.

Итак, теперь ясно, чем же является компьютер: это техническое устройство, посредством которого человек осуществляет вычисления и другие действия, предписываемые программами. Вычисления осуществляет не компьютер, а человек. Это обстоятельство как раз и подчеркивал Дж. Сёрл. Можно поставить ему в вину, что он в отличие от П. Хейза не уделил должного внимания концептуальным особенностям вычислений. Однако не это было для него главным. По сути, он выразил прагматический характер информатики, который прошел мимо внимания Хейза. Обвинение Дж. Сёрла в субъективизме несостоятельно. Оно было бы правомерным, если бы он настаивал на зависимости статуса компьютера от познающего субъекта. Но в своих рассуждениях Сёрл имел в виду не эпистемологического, а прагматического человека. Прагматические действия людей не зависят от познающего субъекта.

Характеристики компьютера.

Рассматривая природу компьютера, разумеется, следует учитывать его характеристики. Среди них важнейшими являются тактовая черта, разрядность, быстродействие процессора, оперативная память и производительность. Тактовая черта — это количество синхронизирующих тактов, поступающих извне на вход схемы за секунду. Разрядность процессора определяется количеством бит, которые он обрабатывает за один такт. Под быстродействием понимается среднее время выполнения одной операции. Оперативная память — это память, используемая в основном для размещения выполняемых пользователем программ и данных в течение времени работы компьютера. Производительность компьютера чаще всего определяется временем выполнения поставленной задачи. Каждую характеристику компьютера можно выразить некоторым числом. При желании определяется степень актуальности характеристик для достижения поставленной цели, т. е. их вес. При необходимости принимается решение об оптимизации сочетания характеристик. Как правило, стремятся увеличить производительность компьютера. Таким образом, пользователь постоянно реализует свои ценностные предпочтения и, разумеется, корректирует их.

В заключение параграфа сделаем вывод далеко не локальной значимости. Едва ли не в каждом параграфе используется представление о концептуальной трансдукции. Цикл информационной трансдукции, стартуя от образцов вычисления, проходит парадигмы программирования, языки программирования, программы и, наконец, достигает аппаратного обеспечения. Но при этом имеет место и обратная связь: в соответствии с достигнутыми результатами пересматривается содержание всех тех этапов, которые привели к ним. Единство всем этапам концептуальной трансдукции, а каждый из них имеет прагматический характер, придает конечная цель.

Графическое представление об информационной концептуальной трансдукции дает рис. 4.1 (см. § 4.5), который приводился в связи с характеристикой творчества двух американских авторов, ориентирующихся на метод абстракций. Если придать их аргументации по возможности строгую форму, то получается такая методология. Человек за счет своей силы абстракции создает концепты программированных языков, парадигм программирования, а также не попавших в поле внимания авторов образцов вычислений. Руководствуясь абстракциями высокого уровня, реализуя восхождение от абстрактного к конкретному, составляют программу и реализуют ее на компьютере.

Наша методология имеет принципиально другую направленность. Метод абстракций не выражает подлинного богатства информатики как науки. В концептуальном отношении парадигмы программирования не беднее, а богаче программ. Творчество ученых состоит в том, что, преодолевая проблемы существующих теорий, они создают новые концепции. Но для этого нужны новые основополагающие концепты, каковыми и стали, например, парадигмы и языки программирования. Развертывание их потенциала является подлинным содержанием концептуальной трансдукции.

Выводы

• 1. Согласно П. Хейзу, компьютер, даже не будучи включенным в состав человеко-машинной системы, является вычислительным устройством.
• 2. Согласно Дж. Сёрлу, вне человеко-машинной системы компьютер уже не является вычислительным устройством.
• 3. П. Хейз не учел зависимость компьютера от человека, а Дж. Сёрл проигнорировал относительную самостоятельность компьютера и все те концепты, которые выражают характерные черты его функционирования.