Читаем Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта онлайн бесплатно

Главный редактор Андрей Федичкин

Научный редактор (глубокое обучение) кандидат физико-математических наук, Михаил Бурцев

Научный редактор (биология) доктор биологических наук, Александр Каплан

Литературный редактор Денис Яцутко

Корректоры Ольга Петрова, Галина Лаврик

Иллюстрации: Олег Добровольский

Инфографика: Софья Кравецкая, Алексей Кравецкий

Дизайн переплёта, макет: Артоника — Дмитрий Черногаев, арт-директор; Ксения Гневушева, руководитель проекта; Станислав Новиков, вёрстка и пре-пресс

Общероссийский классификатор продукции

ОК-034-2014 (КПЕС 2008);

58.11.1 — книги, брошюры печатные

Подписано в печать 27.03.2024.. Формат 84 × 108 1 ̸16

Бумага офсетная. Гарнитура Noto Serif

Печать офсетная. Усл. печ. л. 35,5

Тираж 200 экз. Заказ № 0821-24

Отпечатано в соответствии с предоставленными материалами

в ООО «Красногорская типография»

143405, Московская область, г. Красногорск, Коммунальный квартал, дом 2.

www.ktprint.ru

Охраняется законом РФ об авторском праве.

ISBN 978-5-600-04012-0

УДК 004.8:004.9

ББК 16.6

М26

© С. Марков, текст, 2024

© О. Добровольский, иллюстрации, 2024

© С. Кравецкая, А. Кравецкий, инфографика, 2024

© Артоника, макет, 2024

Сергей Марков — специалист в области искусственного интеллекта и машинного обучения. С конца 1990-х занимается разработкой и руководством проектами, связанными с применением систем ИИ в различных областях человеческой деятельности. Создатель шахматной программы SmarThink (одной из сильнейших отечественных шахматных программ в 2000-е годы). Основатель научно-популярного портала «XX2 век» (22century.ru), автор ряда научных статей и множества научно-популярных лекций, посвящённых теме ИИ. В настоящее время управляющий директор, начальник Управления экспериментальных систем машинного обучения Дивизиона общих сервисов «Салют» ПАО «Сбербанк», где при его непосредственном участии были созданы такие нейросетевые модели, как ruGPT-3, ruGPT-3.5, GigaChat, ruDALL-E Malevich, Kandinsky, mGPT и другие.

Захватывающая дух история развития искусственного интеллекта от человека, работающего на переднем крае современной науки и разрабатывающего технологии ИИ завтрашнего дня, ещё вчера казавшиеся абсолютной фантастикой.

Дмитрий Ветров, профессор Constructor University, Bremen

Думаете, это скучная свалка фактов и прописных истин про искусственный интеллект? Как бы не так! Это захватывающий приключенческий роман про то, как человек научился делать себя всё более и более умным при помощи различных вычислителей — от костяшек до микросхем. Чтение затягивает, и незаметно пролетающие сотни страниц мазок за мазком создают грандиозное полотно современного искусственного интеллекта. Доступное изложение самых важных понятий ИИ переплетено на нём с увлекательной историей их появления, что приводит к удивительному результату — книга будет интересна и юному школьнику, и почтенному академику.

Михаил Бурцев, научный сотрудник Лондонского института математических наук

Книга Сергея Маркова представляет собой уникальную энциклопедию технологий, объединяемых в наше время хорошо всем знакомым термином «искусственный интеллект» (ИИ). Понимая ИИ как набор средств для автоматизации интеллектуальной деятельности, автор разворачивает завораживающую картину создания людьми «умных машин» — от примитивных вычислительных устройств древности до самых современных алгоритмов обучения нейросетей. Написанная одним из ведущих профессионалов в области ИИ, книга сочетает глубину изложения с простотой и понятностью, что делает чтение ценным для ИИ-экспертов и увлекательным для широкого круга читателей, интересующихся современными технологиями, — от школьников до пенсионеров.

Дмитрий Ливанов, д.ф.-м.н., ректор МФТИ

Весной 2016 г. в Москве, в научно-популярной библиотеке «Научка»[1], я прочитал свою первую научно-популярную лекцию под названием «Искусственный интеллект: история и перспективы». Аннотация этой лекции звучала следующим образом: «Инженер М. С. Лось приглашает желающих лететь с ним 18 августа на планету Марс явиться для личных переговоров от 6 до 8 вечера. Ждановская набережная, дом 11, во дворе» «Что объединяет древний Антикитерский механизм и суперкомпьютер Deep Blue? Действительно ли машины выигрывают у людей в шахматы благодаря феноменальным вычислительным способностям? Какие напитки употребляли изобретатели первой искусственной нейронной сети и какую роль сыграла поэзия в истории кибернетики? Скоро ли с конвейера сойдут первые машины, которым будет позволено убивать людей, и как мы будем жить в таком мире? Об этом и многом другом — на 48 слайдах за 128 минут. Из популярной лекции вы узнаете об истории и современном состоянии дел в области искусственного интеллекта».

Причина, по которой специалист, занимающийся главным образом решением прикладных задач в области машинного обучения, решил забраться на табуретку и начать вещать urbi et orbi прописные истины, до банальности проста — у меня капитально подгорело из-за того, что в одной из научно-популярных лекций о прогрессе в области искусственного интеллекта я услышал чудовищную чепуху о достижениях нейронных сетей в шахматах. Дело в том, что разработка систем искусственного интеллекта для игр много лет была одним из моих главных хобби, а в течение некоторого времени и работой. И хотя во второй половине 2000-х я постепенно перешёл от программирования игр к созданию систем для финансового сектора, шахматное программирование оставалось частью моих исследовательских интересов. В начале 2010-х гг. быстрый прогресс в области глубоких нейронных сетей стал причиной роста интереса общества к машинному обучению, и тут ВНЕЗАПНО специалистам открылась в самом что ни на есть выпуклом виде страшная истина: массовое сознание полно совершенно дремучих мифов и стереотипов об искусственном интеллекте. Путаница в понятиях, поверхностные однобокие и категоричные суждения, банальное незнание текущего положения дел в науке и технологиях, страхи и предубеждения, пустопорожняя трескотня недалёких маркетологов и «гениальных стартаперов», обещающих золотые горы, — всё это со скоростью взрыва заполняло пробелы в представлениях людей. И самым грустным для меня было то, что это происходит в минуты, когда технический прогресс формирует наше будущее, меняет привычные правила игры, определяет грядущий взлёт и упадок гигантских компаний и целых отраслей. Разруха в головах — явление чрезвычайно опасное, когда многим из этих голов предстоит завтра принимать решения, определяющие важнейшие направления научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, решения о финансировании тех или иных проектов, о приоритетах образования и социальной политики. Наивно было бы полагать, что отдельные научно-популярные лекции или книги могут радикально изменить ситуацию, но в то же время ещё глупее было бы запереться в «башне из слоновой кости» и надеяться, что проблема решится сама собой.

Мне трудно однозначно определить жанр этой книги.

С одной стороны, я попытался провести читателя по извилистым тропам, проложенным наукой и технологиями в поисках святого Грааля искусственного интеллекта. Ведь изучение предмета в развитии позволяет лучше понять его внутренние взаимосвязи, глубже постичь природу явления. Мне кажется, что это хороший антидот против поспешных действий и однобоких суждений. Рассказывая об истории технологий искусственного интеллекта, я сделал акцент на решениях, принимавшихся ключевыми действующими лицами «на распутье», и на причинах этих решений. Меня интересовали не только сухие биографические факты и объективные условия, в которых приходилось действовать людям, вершившим технологическую историю человечества, но и особенности их характера, их ценности и жизненные приоритеты. Именно поэтому предметно-именной указатель в этой книге получился весьма объёмным.

С другой стороны, значительная часть книги посвящена современным достижениям в области машинного обучения — здесь вы найдёте описание многих современных исследований и ссылки на них, рассказ о лучших и перспективных моделях, численные оценки прогресса, достигнутого в решении различных задач искусственного интеллекта. Также я постарался уделить внимание актуальным проблемам отрасли (как «распиаренным», так и известным лишь небольшому кругу специалистов) и намеченным путям их решения. Среди этих проблем не только технологические, но и социальные — ведь практически любые значимые достижения технологий приводят к видимым последствиям для общества, которые нельзя просто игнорировать.

Книга не требует от читателя какой-то особенной подготовки — бо́льшая её часть будет хорошо понятна любому студенту или учащемуся старших классов общеобразовательной школы. По завету Стивена Хокинга я старался уменьшить число формул в книге, и, хотя их число не удалось сократить до нуля, вы не найдёте здесь ничего, что потребовало бы от читателя глубоких познаний в области вершин арифметики. В целом я попытался найти разумный баланс, который сделал бы книгу интересной совершенно разным людям: радикальным технарям и бескомпромиссным гуманитариям, управленцам и рядовым сотрудникам, молодым людям и убелённым сединами старцам. Не знаю, насколько хорошо мне удалось решить эту задачу и не было ли это фатальной ошибкой — ответ на этот вопрос может дать только время. Я очень надеюсь, мой дорогой читатель, что эта книга понравится лично вам. В любом случае я буду очень благодарен за любые отзывы, указания на неточности, различные замечания и предложения, которые помогут улучшить эту книгу в будущем. Их можно отправлять мне в виде сообщений в социальных сетях или по адресу моей личной электронной почты: sergei.markoff@gmail.com.

Приятного вам чтения!

Причина многих ожесточённых и бесплодных споров с давних времён — в том, что спорщики, сами того не замечая, вкладывают в один и тот же термин совершенно разный смысл. Эталонным примером такой ситуации, наверное, можно назвать неутихающие более полувека споры об искусственном интеллекте.

Это понятие, появившись изначально в научной сфере среди специалистов, работавших в области вычислительной техники, довольно быстро просочилось в искусство и поп-культуру, где претерпело весьма причудливые изменения: сейчас представление случайно взятого человека об искусственном интеллекте, скорее всего, основано не на работах учёных, а на фильме «Терминатор».

Автор термина — Джон Маккарти, американский информатик (и, между прочим, изобретатель языка Lisp) — предложил его на границе 1955–1956 гг. Определение Маккарти звучало следующим образом: «Искусственный интеллект — наука и инженерная деятельность, направленная на создание умных [intelligent] машин»[2]. Как часто бывает, название дисциплины стали активно использовать и для обозначения её объекта, то есть самих «умных машин».

На первый взгляд, название, данное создателем, не слишком удачно: его проблема в том, что понятие «умный» само по себе требует определения. Но современникам Маккарти и участникам состоявшейся в 1956 г. первой в истории конференции по искусственному интеллекту всё было более или менее понятно. Дело в том, что исследования в этой области начались задолго до того, как термин появился в его современном виде. В 1950 г. увидела свет статья Алана Тьюринга «Вычислительные машины и разум» (Computing Machinery and Intelligence), содержащая первый детальный анализ вопроса о том, могут ли машины думать. Тремя годами ранее датирована первая дошедшая до нас работа Тьюринга, в которой упоминается «машинный интеллект» [machine intelligence], а вообще, по мнению некоторых исследователей, Тьюринг начал заниматься этим вопросом ещё в 1941 г.[3]