Логические машины являются важным этапом развития современных компьютеров. Их история начинается в XIII веке с работ средневекового философа и мыслителя Раймонда Луллия (Raymundus Lullius), признанного реформатором логики. Он написал книгу «Великое искусство» («Ars magna») описывающей теорию комбинирования понятий. Вершины своего становления логические машины достигли в конце XIX века благодаря трудам англичанина Уильяма Стенли Джевонса (William Stanley Jevons, 1835–1882 гг.), американца Аллана Маркванда (Allan Marquand, 1853–1924 гг.) и, несколько позже, русских изобретателей Павла Дмитриевича Хрущова (1849–1909 гг.) и Александра Николаевича Щукарева (1864–1936 гг.).

Весной 1914 года на лекции “Познание и мышление”, которая проходила в Московском политехническом музее, профессор химии Харьковского технологического института Александр Николаевич Щукарев продемонстрировал присутствующим «машину логического мышления». Данное механическое устройство умело делать простые логические выводы из заданных предпосылок. Изобретение вызвало немало споров, так как по мнению ученых того времени, технике не дано было мыслить…

Но прежде история жизни самого разработчика — талантливого профессора Щукарева.

Краткая биография

Александр Николаевич Щукарев родился в ноябре 1864 года в Москве. Способности к математике и физике проявились у него еще в детстве. Окончив в 1885 году среднюю школу, он сразу же поступил в Московский университет на отделение естественных наук физико-математического факультета. После окончания университета Щукарев стал работать лаборантом в одной из первых термохимических лабораторий профессора Владимира Федоровича Лунгина, где в течении семнадцати лет проводил свои исследования. У него были весьма разнообразные научные интересы и помимо химии, ученый изучал логику, методологию науки, а также проблемы механизации формализуемых сторон мышления.

В 1906 году Щукарев защитил магистерскую диссертацию на тему «Исследования внутренней энергии газообразных и жидких тел», после чего получил должность приват-доцента в Московском университете. Четыре года спустя он уже защитил докторскую диссертацию под названием «Свойства растворов при критической температуре смещения».

В 1909 году Александр Николаевич усовершенствовал логарифмическую линейку, которая в те времена была основным математическим инструментом для большинства научных и технических расчетов. А еще через год он стал экстраординарным профессором по кафедре общей химии Высшего горного училища в Екатеринославе (Днепропетровск), где обнаружил и описал явление химической поляризации и магнито-химический эффект.

И собственно в апреле 1914 года Щукарев презентовал свое изобретение — «машину логического мышления», осуществляющую простые логические выводы на основе исходных смысловых посылок. Ученый усовершенствовал устройство, созданное английским математиком В.С. Джевонсом под названием «логическое пианино» (1870 год). Логическая машина Щукарева была меньше и состояла полностью из металла, а также в техническом плане оказалась более совершенной.

Молодой Щукарев

С 1926 по 1931 годы в Харьковском технологическом институте (ХТИ) Щукарев возглавлял кафедру физической химии. Он проработал на этой должности около 20 лет и даже находясь в отставке продолжал консультировать многие научно-исследовательские институты (Институт прикладной химии, Палату мер и весов, Институт экспериментальной медицины и т.д.).

Александр Николаевич был горячо предан науке и никогда не изменял принципам, идеалам. Даже в самые тяжелые послереволюционные годы он стойко отстаивал свои взгляды. Щукарев оставался в стороне от политики и как мастер своего дела, принимал тезис «там где начинается борьба, там кончается творчество».

Один любопытный эпизод может дать более красочное представление о том, что это был за человек. В 1919 году после установления советской власти в Харькове, Александру Николаевичу пришлось выступать на первом заседании «Кружка по изучению диалектического материализма». Он прочел научный доклад и как только закончил, вдруг спохватившись, добавил: «Ах да, я забыл, что это кружок по изучению диалектического материализма… Что же сказать об изучении диалектического материализма? Только то, что можно заниматься чем угодно — это все равно, например, что коллекционировать белых мышей». После сказанного Щукарев невозмутимо ушел, а поднявшийся скандал кое-как замяли.

Александра Николаевича описывали как типичного профессора с классическими повадками истинного интеллигента, живущего только наукой и не замечающего ничего вокруг. Он обитал в своей квартире, носил сюртук и выглядел всегда опрятно. Достижения и заслуги этого человека вызывали всеобщее уважение, возможно поэтому ему удалось избежать репрессий. Щукарев окончил жизнь, как почтенный и важный профессор. В ноябре 1935 года выдающийся ученый серьезно заболел и через пять месяцев умер.

История мыслительной машины

История возникновения «Мыслительной машины» начинается в 1911 году, когда Щукарев принял приглашение на работу в Харьковский технологический институт (ХТИ) на кафедру общей и неорганической химии. У Александра Николаевича был предшественник — профессор ХТИ Хрущов, который еще до него занимался изучением вопроса механизации мышления и методологии науки. Используя идеи английского математика В.С. Джевонса, Хрущов построил собственное «логическое пианино».

Павел Дмитриевич Хрущов

Это устройство попало в руки Щукарева уже после смерти Хрущова и привлекло внимание первого, как техническое средство механизации формализуемых сторон мышления. С того времени ученый всерьез увлекся усовершенствованием «машины логического мышления». Занимаясь преподавательской деятельностью совместно с исследованиями в сфере физической химии, он находил время и для развития идей Джевонса. В результате его трудов «логическое пианино» преобразилось, в нем появился световой экран, который можно считать прообразом современных дисплеев.

Логическая машина Хрущова

Вот, что писал о своей работе Щукарев:

Я попытался построить несколько видоизмененный экземпляр, вводя в конструкцию Джевонса некоторые усовершенствования. Усовершенствования эти, впрочем, не носили принципиального характера. Я просто придал инструменту несколько меньшие размеры, сделал его целиком из металла и устранил кое-какие конструктивные дефекты, которых в приборе Джевонса, надо сознаться, было довольно порядочно. Некоторым дальнейшим шагом вперед было присоединение к инструменту особого светового экрана, на который передается работа машины и на котором результаты «мышления» появляются не в условно-буквенной форме, как на самой машине Джевонса, а в обыкновенной словесной форме.

«Машина логического мышления»

Щукарев модернизировал «машину логического мышления» и представил на заседании общества физико-химических наук при Харьковском университете в 1912 году. После этого устройство было представлено еще в нескольких городах Российской империи и наконец в 1914 году предстало перед московским научным сообществом. Демонстрация проходила в Политехническом музее на лекции «Познание и мышление». Машина напоминала коробку высотой 40 см, шириной 5 см и длиной 25 см. Снабжалась клавиатурой, задний ряд — подлежащие, передний ряд — сказуемые. Внутри находилось 16 штанг (палочек) со шрифтом сзади, на каждой по 4 буквы A. B. C. и D. Штанги начинали двигаться при нажатии на кнопки на панели ввода исходных данных (смысловых посылок). В свою очередь штанги воздействовали на световое табло, где в виде слов появлялся конечный результат (логические выводы из заданных смысловых посылок).

Во время презентации, Щукарев постарался наиболее подробно, полно и многогранно показать публике свое устройство. Для наглядности, он задавал машине запутанные логические задачки, «корявость» подачи которых совершенно не сбивала с толку устройство. Ниже представлен пример одной из задач.

Задавались исходные посылки: «серебро есть металл; металлы есть проводники; проводники имеют свободные электроны; свободные электроны под действием электрического поля создают ток». Машина получала такие выводы:

— не серебро, но металл (например, медь) есть проводник, имеет свободные электроны, которые под действием электрического поля создают ток;

— не серебро, не металл, но проводник (например, углерод), имеет свободные электроны, которые под действием электрического поля создают ток;

— не серебро, не металл, не проводник (например, сера) не имеет свободных электронов и не проводит электрический ток.

По принципу если A=AB, а B=BC, то A=ABC или если A=1/p B 2, а B=1/t C 3, то A=1/p 1/t C.

Еще более простой пример произведения интересных выводов из посылок: «вор имел белую шапку и черные волосы» и «Карп имел белую шапку и черные волосы». Получалось: «Карп имел белую шапку и черные волосы и он вор», но далее следовали еще выводы: «Карп, имеющий и то и другое — не вор» и «вор, имеющий и то и другое — не Карп».

«Может ли машина мыслить?»

Как уже было упомянуто выше, появление «мыслящей машины» вызвало множество жарких споров в научном мире. Образовалось два разных лагеря — одни считали изобретение настоящим прорывом в науке, другие же были убеждены, что все это лишь трюки и уловки, потому что процесс логического мышления не поддается механизации.

Мемориальная доска, установленная на фронтоне здания Химического корпуса НТУ «ХПИ»

Разные профессоры высказывали свои мнения. Например, А.Н. Соков воспринял разработку коллеги весьма и весьма положительно. Он провел параллели между арифмометрами, которые умели складывать, вычитать, умножать миллионные числа поворотом рычага с логической машиной, выдающей логические умозаключения с помощью нажатия клавиш.

Но вот совершенно по-другому отозвался профессор И.Е. Орлов. В одном из ведущих идеологических изданий «Под знаменем марксизма», он раскритиковал не только «мыслящую машину», но и всю научную деятельность Щукарева. Статья называлась «О рационализации умственного труда». Орлов обозначил презентацию машины, как комичное представление, показывающее школьное пособие Джевонса в качестве «мыслящего» аппарата. Критик посмеялся и над наивностью слушателей, поверивших, что мышление имеет формальный характер и может быть механизировано.

Но к несчастью, именно негативное мнение Орлова стало преобладающим в научных кругах. В следствии чего «машину логического мышления» начали называть ненаучной, постепенно теряя к ней всякий интерес. В конце 20-х годов Щукарев прекратил публичные демонстрации своей логической машины и передал модель на хранение на кафедру математики Харьковского университета.

И только почти 40 лет спустя ученые вновь вернулись к изучению вопроса о том, способна ли машина мыслить. Поводом для этого стали исследования известного английского математика Алана Мэтисоан Тьюринга (Alan Mathison Turing), опубликовавшего работу “Может ли машина думать?” .

Алан Мэтисон Тьюринг (1912–1954 гг.)

Что же касается «машины логического мышления» Щукарева, то судьба данного устройства затеряна в трагических событиях последовавших войн — Первой Мировой и Гражданской.

Александр Николаевич Щукарев сделал достаточно много для современной науки. Совместно с профессором Лугининым он основал современную термохимию, обнаружил ток поляризации при протекании химической реакции и магнито-химический эффект в электрохимии, выявил влияние деформации кристаллической решетки металлов и влияние ультрафиолетового и рентгеновского облучения на электродный потенциал металлов.

Одна из работ Щукарева — «Проблемы теории познания».

Непосредственно Александру Николаевичу принадлежит выведение именного уравнения кинетики растворения кристаллов, которое стало классическим, приводится в современных учебниках физической химии и широко применяется в исследованиях. Его идея философского структурализма, описанная в работе «Очерки философии естествознания», главным в которой является предположение об упорядоченности мира, была одной из первых в философии науки.