Изобретения С.Н. Корсакова

Изобретения С.Н. Корсакова
А.С. МИХАЙЛОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИЗОБРЕТЕНИЯ С.Н. КОРСАКОВА
Коллежский советник С.Н. Корсаков в первой половине XIX века выдвинул концепцию усиления возможностей
разума посредством разработки научных методов и устройств. Является пионером применения перфорированных
карт в информатике. Недооцененные современниками, изобретения Корсакова были заново открыты благодаря
трудам профессора кафедры «Кибернетика» МИФИ Г.Н. Поварова. В статье приводится теоретико-множественная
интерпретация функционирования изобретенных Корсаковым “интеллектуальных машин”.
В 1832 году коллежский советник Семен Николаевич Корсаков (1787–1853) опубликовал на
французском языке описание изобретенных им механических устройств, так называемых
“интеллектуальных машин” для информационного поиска и классификации [1]. Корсаков
занимается механизацией умственной деятельности, стремится к усилению возможностей
разума посредством разработки научных методов и устройств. Он прямо проводит аналогии
между своими машинами, как усиливающими возможности разума, подобно тому, как телескоп
или микроскоп усиливают возможности зрения. В работе Корсакова содержится целая плеяда
новых для того времени идей, как то: многокритериальный поиск с учетом относительной
степени важности различных критериев (весовых коэффициентов), способ обработки больших
массивов данных, предтеча современных экспертных систем, попытка определить понятие
алгоритма. Всего Корсаковым было предложено пять различных устройств, в основе
функционирования которых лежит общий принцип поиска или сравнения идей (записей) на
основе их деталей (признаков). Таким образом, Корсаков, выражаясь современным языком,
определяет информационную запись, набором ее признаков. За единственным исключением,
четыре из пяти машин требуют для своей работы заранее заготовленных перфорированных
таблиц, где каждый столбец определяет некоторую идею, а в строках перфорируются признаки
этой идеи. Таким образом, по существу в своих машинах Корсаков впервые предложил
использовать перфорированные карты в информатике. До этого перфорированные карты
применялись для управления ткацкими станками, использовались в музыкальных шкатулках.
Опубликование Корсаковым своих работ на французском языке, который являлся
общепризнанным международным языком того времени, закрепляет приоритет за русским
изобретателем. Перфорация отверстий обеспечивает возможность механического поиска и
сравнения идей на основе их признаков. Используя метод Корсакова можно, например,
подготовить таблицу, в которой каждый столбец будет соответствовать некоторому
медикаменту, а каждая строка – возможному симптому заболевания. Перфорированные ячейки
каждого столбца будут содержать тот набор симптомов, которые определяют заболевание, для
лечения которого подходит медикамент, соответствующий данному столбцу. С использованием
такой, заранее подготовленной перфорированной таблицы, становится возможным
механический поиск наиболее подходящего для лечения лекарства, на основе симптомов
заболевания. Легко видеть, что перфорированные таблицы играют своего рода роль баз знаний,
а принцип функционирования машин Корсакова близок к экспертным системам.
Действительно, сам Корсаков говорит, что его устройства будут эффективны для принятия
решений в прикладных задачах: “… могут быть использованы при решении различных задач в
повседневной жизни, …, для того, чтобы сделать какой бы то ни было вывод”. Интересно
отметить попытку определения, как мы бы сказали, понятия алгоритма, как “механической
операции, с заранее оговоренными и неизменными условиями”, для которой “в таких же
условиях, в любое время, результат будет таким же”.
Одновременно с публикацией своих изобретений, Корсаков в том же 1832 году подал
прошение в Императорскую академию наук в Санкт-Петербурге для рассмотрения его метода.
К сожалению, перспектива и практическая значимость предлагаемых идей не были в должной
мере оценены современниками и не получили официальной поддержки. Изобретения
Корсакова были незаслуженно забыты. В 1961 году М.И. Радовский опубликовал архивные
документы АН СССР относительно рассмотрения прошения Корсакова [2]. В 1980-х годах эти
публикации привлекли внимание профессора кафедры «Кибернетика» МИФИ Геллия
Николаевича Поварова (1928 – 2004), указавшего на значимость работ Корсакова в свете
Изобретения С.Н. Корсакова
развития кибернетики и информатики. Оценка трудов Корсакова впервые была изложена
Поваровом в 1982 году на семинаре по искусственному интеллекту, проходившем под
руководством Е.А. Александрова в Центральном Доме культуры медицинских работников (г.
Москва) [3]. Поваров принимал участие в работе над книгой «Машинные вычисления в
России», вышедшей в Германии в 2001 году, в которой опубликовал результаты своих
историко-научных исследований, включая материал об изобретениях Корсакова [4]. Вышедшая
на английском языке, эта публикация является реабилитацией незаслуженно забытых работ
Корсакова, имя Корсакова справедливо занимает место в одном ряду с англичанином Ч.
Бэббиджем и американцем Г. Голлеритом.
В новейшее время в 2005 году статья о Корсакове и его изобретениях была опубликована
А.Ю. Нитусовым в еженедельнике PC Week/RE [5]. Изобретения Корсакова также
упоминаются в обзорной работе В.В. Шилова [6].
В марте 2009 года в издательстве МИФИ в серии “Из истории науки” вышел перевод
брошюры Корсакова, в котором подробно описано устройство всех пяти изобретенных им
машин [7]. Оригинальная брошюра Корсакова и ее перевод являются, по всей видимости,
единственными доступными источниками, в которых дано подробное описание
функционирования всех пяти машин. Опубликованные М.И. Радовским архивные материалы
содержат описание только одного устройства – гомеоскопа с неподвижными частями.
Ниже приводится попытка интерпретации работы машин Корсакова в терминах операций с
множествами, обсуждавшаяся во время доклада на Научной Сессии МИФИ-2009, и впервые
представленная в сопроводительной статье к указанному переводу брошюры [7]. Уже в первой
половине XIX века машины Корсакова на практике реализовывали основные операции с
множествами, т.е. тот самый базис, который и поныне лежит в основе дискретной математики и
излагается в первых главах современных учебников.
Рассмотрим основное назначение и теоретико-множественную интерпретацию работы
машин Корсакова. Будем использовать следующие обозначения:
H – множество признаков заданной идеи, например, множество симптомов,
соответствующих некоторому заболеванию;
I – множество признаков идеи из таблицы, с которой происходит сравнение, например
множество симптомов определяющих подходящее лекарство.
1. Прямолинейный гомеоскоп с неподвижными частями. Мгновенно находит среди
большого числа идей, отображённых в таблице, ту, которая содержит все признаки другой
заданной идеи. Гомеоскоп с неподвижными частями реализует операции вхождения и
совпадении множеств признаков.
2. Прямолинейный гомеоскоп с подвижными частями. Делает то же, что и предыдущее
устройство, и в дополнение к этому мгновенно исчисляет и отделяет из заданной идеи все те
признаки, которые соответствуют (или не соответствуют) аналогичным признакам других идей
в таблице (рис. 1).
Рис. 1. Гомеоскоп с подвижными частями
Гомеоскоп с подвижными частями реализуют следующие операции:
 пересечение множеств H и I: P  H  I ;
 разность множеств H и I: R  H \ I .
Изобретения С.Н. Корсакова
Множество P составляют все признаки, присутствующие как у заданной идеи, так и у той
идеи, с которой в данный момент происходит сравнение. В свою очередь, множество R
определяет признаки, которые есть в заданной идее, но отсутствуют для сравниваемой идеи.
3. Плоский гомеоскоп. Указывает соответствия, имеющиеся у сравниваемых между собой
идей, но число признаков которых может достигать многих тысяч. Плоский гомеоскоп
рассматривался Корсаковым как устройство для обработки больших объемов данных.
4. Идеоскоп. Наиболее хитроумное из всех пяти устройств. Идеоскоп выдаёт следующие
результаты (рис. 2):
A – множество возможных признаков, отсутствующих в заданной и сравниваемой идеях;
B – множество признаков заданной идеи, но которых нет в идее из таблицы;
C – множество общих признаков для заданной и сравниваемой идей;
D – множество общих наиболее важных признаков;
E – множество наиболее важных признаков идеи из таблицы, но отсутствующих в заданной
идее;
F – множество признаков идеи из таблицы, которые отсутствуют в заданной идее.
Рис. 2. Идеоскоп
Идеоскоп реализует следующие операции:
 дополнение объединения множеств H и I: A  U \  H  I  ;
 разность множеств H и I: B  H \ I ;
 пересечение множеств H и I: C  H  I ;
 разность множеств I и H: F  I \ H ;
 вхождение множеств : D  C и E  F ;
 объединение множеств H и I: H  I  B  C  F ;
 симметрическую разность множеств H и I: H 
 I  B  F  H \ I   I \ H  .
5. Простой компаратор. В целом компаратор выдаёт те же результаты, что и идеоскоп, но
способен работать только с двумя идеями одновременно, которые сравниваются между собой.
Компаратор может содержать не более нескольких десятков признаков, но преимущество его
состоит в том, что он не требует заранее заготовленной таблицы.
В заключение хочется сказать, что в целом работы Корсакова являются неожиданно
открытой жемчужиной истории как отечественной, так и мировой кибернетики и информатики.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Karsakof S. Apercu d`un procédé nouveau d`investigation au moyen de machines à comparer
les idées. – St. Petersbourg, 1832.
2.
Радовский М.И. // Историко-математические исследования. 1961. Вып. 14. С. 551.
3.
Поваров Г.Н. Истоки российской кибернетики / Г.Н. Поваров. М.: МИФИ, 2005.
4.
Povarov G.N. Semen Nikolayevich Korsakov. Machines for the Comparison of Philosophical
Ideas. In: Trogemann G., Nitussov A.Y., Ernst W. (Eds.) Computing in Russia. The History of Computing Devices and Information Technology revealed. – VIEWEG, Wiesbaden, 2001. P. 47.
5.
Нитусов А.Ю. // PC Week/RE. 2005. № 26. С. 23.
6.
Шилов В.В. Логические машины и их создатели // Приложение к журналу
“ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ”, №8, 2008.
Изобретения С.Н. Корсакова
7.
Корсаков С.Н. Начертание нового способа исследования при помощи машин,
сравнивающих идеи / С. Н. Корсаков. пер. с франц. М.: МИФИ, 2009.