Что сделали ЭВМ для исторической науки

Возможностями вычислительных машин интересовались не только математики и физики. Много интересного происходило на стыке кибернетики и гуманитарных наук. Одной из таких наук была история: в 1960-х появилось направление «квантитативная история», а в 1980-х — «историческая информатика». О том, что это были за направления и как историки работали на ЭВМ, рассказывает Леонид Бородкин, заведующий кафедрой исторической информатики истфака МГУ

Исторические модели и развилки истории

У советской квантитативной истории  Квантитативная история — научное направление, связанное с применением количественных методов в исторических исследованиях. были свои пионеры — прежде всего это Иван Дмитриевич Ковальченко, профессор МГУ (позже — академик АН СССР), и Валентин Алексеевич Устинов из Сибирского отделения АН СССР. Условия для работы в начале 1960-х были трудными, получить доступ к ЭВМ исто­рикам было непросто — иногда для этого нужно было преодолеть тысячи километров. Иван Дмитриевич вспоминал  Интервью для «Информационного бюллетеня Комиссии по применению математических методов и ЭВМ в исторических исследо­ваниях при Отделении истории АН СССР». 1990 год., что первое время он обходился ручной счетной машинкой «Феликс», а для обработки на ЭВМ данных — подворных крестьянских описей — в 1962 году ему пришлось ехать в Ново­сибирск, в Академгородок. Благодаря этой поездке Ковальченко смог написать работу о развитии крестьянских хозяйств Центральной России первой поло­вины XIX века и сделать свой первый доклад об использовании ЭВМ и матема­тических методов в истории. 

В начале 70-х Ковальченко удалось добиться в Госкомитете по науке и технике открытия в Институте истории СССР при академии наук специальной лабора­тории по применению математических методов и ЭВМ в исторических иссле­дова­ниях. А в середине 70-х такая же группа, позднее ставшая лабораторией, появилась и на историческом факультете МГУ. 

Тогда, в 70-х, большую часть теоретических и прикладных междисциплинар­ных разработок, связанных с использованием вычислительной техники, в том числе и в гуманитарных науках, относили к кибернетике. С середины 80-х в этом контексте все чаще стали употреблять слово информатика.

Вместе с историками в лабораториях работали специалисты по прикладной математике и кибернетике. Сами машины, в основном большие ЭВМ БЭСМ-6, находились в крупных вычислительных центрах: ВЦ АН СССР  Вычислительный центр Академии наук СССР., НИВЦ МГУ  Научно-исследовательский вычислительный центр МГУ. и др. То есть работать историкам с ними напрямую было невозможно. Ученые отдавали операторам ЭВМ колоду перфокарт  Работа на перфораторе была в те годы основной технологией оцифровки данных источника. с программой, написанной на алгоритмическом языке алгол или фортран, и данными, а распечатку с результатами (или с указанием на ошибку) получали, как правило, только на следующий день. Это, конечно, очень замедляло работу. Ситуация немного улучшилась лишь в начале 80-х, когда на историческом факультете МГУ было установлено несколько терминалов, соединенных с большой удаленной ЭВМ Вычислительного центра МГУ. 

Несмотря на неудобства, связанные с фактическим отсут­ствием машин, появилось одно из наиболее интересных и в то же время дискуссионных научных направлений в исторической информатике — моделирование исторических процессов. Первое советское исследование в этой области было посвящено Пелопоннесской войне — конфликту на территории Древней Греции, который продолжался 27 лет (431–404 годы до н. э.). Источ­ники, дошедшие до нас, охватывают не весь этот период, что неудивительно, ведь прошло столько столетий. Встал вопрос: можно ли, опираясь на суще­ствующие данные, написать компьютерную программу и с ее помощью восполнить пробелы? И вот в 70-х годах сотрудники ВЦ АН СССР вместе с историками МГУ создали такую компьютерную модель — она воспроиз­водила год за годом динамику показателей воюющих полисов  В исследовании академика Никиты Николаевича Моисеева моделировались процессы производства, распределения, потребления товаров и процесс обмена ими на рынках.. Благодаря этой модели удалось уточнить причины Пелопоннесской войны: узнать, что заставило, например, царя Архидама собрать войско и в 431 году до нашей эры осадить Афины. Оказалось, что нарушился рыночный баланс между полисами, продававшими сельскохозяйственную продукцию, и полисами, экспортировав­шими ремесленные товары, и они уже не могли нормально функционировать и мирно соседствовать друг с другом. 

Не обошлось в проекте и без курьезов. В одном из экспериментов с моделью распечатка результатов стала показывать очень странную ежегодную динамику изменения площади виноградников — она приближалась к площади всей Греции. Озадаченные математики обратились к историку-антиковеду, а тот спросил: «Какую суточную норму потребления воином вина вы заложили в модель?» Ответ был: «0,7 литра, как вы и указали». А то, что греки разбав­ляли вино водой, они не учли. Суточную норму откорректировали, и проблема с площадью виноградников в модели была решена.

Работа вызвала тогда немало дискуссий, но значение этой, пожалуй, первой имитационной модели исторических процессов, созданной нашими матема­тиками и историками, признают до сих пор. Правда, только в России — к сожалению, эта работа осталась почти неизвестной за рубежом.

Немало споров вызвало и другое направление квантитативной истории — построение моделей альтернативного исторического развития. Тема долгое время оставалась в СССР фактически под запретом. Считалось, что сама эта идея противоречит одному из основных постулатов исторического материа­лизма — незыблемости законов исторического развития. Первым нарушил негласный запрет академик Ковальченко. В 1986 году он опубликовал в журнале «История СССР» статью «Возможное и действительное и проблемы альтернативности в историческом развитии» и тем самым открыл возмож­ность не только дискуссии, но и изучения того, как могло бы развиваться общество, если бы, оказавшись на той или иной развилке, пошло по другому пути. Конечно, исследователя здесь интересует не вопрос «Что было бы, если бы..?», а сравнение реализованного и нереализованного вариантов, оценка соответствующих издержек.

Одной из самых интересных моделей альтернативного развития была модель социальной динамики крестьянства в период нэпа — короткого, но драматич­ного, закончившегося «великим переломом» 1929 года. На партийных форумах конца 20-х звучали предостережения, что политика нэпа опасна: в деревне нарастает напряжение между бедными и зажиточными крестьянами. Но так ли это было на самом деле? Были ли в деревне расслоение и поляризация, привело бы все это к социальному взрыву, если бы не случился «великий перелом»? Был ли неизбежным переход к программе индустриализации, коллективизации и раскулачивания, или же страна могла пойти по пути дальнейшего развития нэпа, расширения сферы действия рыночных отношений? 

На этот вопрос ответила наша (Лаборатории исторической информатики МГУ) компьютерная программа «Ретропрогноз». Она опиралась на динамические переписи, которые проводились Центральным статистическим управлением СССР с середины 20-х ежегодно и охватывали свыше 600 тыс. хозяйств. С помощью этих источников крестьянские хозяйства были распределены по имущественным группам (бедняцкие, середняцкие, зажиточные), и можно было отследить динамику перехода из одной группы в другую. Затем была построена математическая модель, которая описывала эти изменения до 1929 года. А потом был получен ретропрогноз и для следующих лет — модель не знала, что нэп свернули, и год за годом вычисляла, как менялась бы численность имущественных групп. Таким образом, мы могли оценить, какой была бы социальная структура крестьянства к 1932 году (конец первой пятилетки), если бы в 1929 году не произошел «великий перелом».

Анализ данных динамических переписей показал, что продолжение политики нэпа не привело бы ни к взрывному росту аграрной экономики, как утверждали одни ученые, ни к хозяйственному хаосу и социальным катаклизмам в деревне, как считали другие. Тезис о том, что нэповская деревня была на грани социаль­ной войны, не получил подтверждения.

Надо сказать, что благодаря энтузиазму, с которым в 60-х годах оценивали возможности кибернетики в гуманитарных науках, появились не только по-настоящему прорывные работы (как, например, исследования в области машинного перевода Алексея Андреевича Ляпунова  Алексей Андреевич Ляпунов (1911–1973) — математик, один из основоположников советской кибернетики. Был увлечен идеей машинного перевода и совместной работы математиков и лингвистов. Благодаря его исследованиям и энтузиазму эта область, появившаяся на стыке наук, значительно продвинулась вперед.), но и неоправданные ожидания. Один из таких эпизодов был связан с расшифровкой письменности майя. 

В июне 1962 года в новосибирском Академгородке Валентин Алексеевич Устинов защищал диссертацию «Некоторые вопросы применения электронной математической машины в исторической науке». В четвертой главе диссертации был приведен индекс-указатель, который, как писал автор работы, «может быть исполь­зован как словарь лексики древних майя». Это была сенсация мирового уровня — письменность майя не могли расшифровать столетиями. Среди ученых, поверивших в машинную дешифровку, были не только историки, но и известные математики (Сергей Львович Соболев, Алексей Андреевич Ляпунов и др.). Единствен­ным, кто публично высказал сомнение в том, что программа правильно расшифровала письменность майя, был математик, будущий лауреат Нобелев­ской премии по экономике Леонид Канторович. Он фактически остановил защиту диссер­тации. В том же 1962 году вышла статья Юрия Кнорозова «Машинная деши­фровка письма майя»  Вопросы языкознания. № 1. 1962., в которой он подверг сомнению базовую гипотезу Устинова и его коллег. Кнорозов занимался письменностью майя еще c конца 40-х, и именно ему в итоге удалось найти ключ к расши­фровке. Уже без помощи вычислительной машины  Монография Юрия Кнорозова «Письменность индейцев майя» (со словарем и каталогом знаков) вышла в 1963 году.. 

Так не состоялась киберсенсация.

Искусственный интеллект в истории

На рубеже 80–90-х одним из наиболее активно развивавшихся направлений кибернетики был искусственный интеллект (ИИ). Он привлек внимание политологов, психологов, лингвистов, социологов. Чем объяснить интерес гуманитариев к такой, казалось бы, далекой области науки, ориентированной на моделирование интеллектуальной деятельности человека и создание разумных автоматов? Дело в том, что если в 1960–70-х годах работы по ИИ были направлены на создание автономных от человека и даже конкурирующих с ним автоматизированных систем, то в следующем десятилетии исследования в области ИИ развивались в рамках новой парадигмы — нужно было понять, как перенести в ЭВМ знания, которыми обладает человек. Эту проблему решала когнитология  Когнитология, или инженерия знания (knowledge engineering), — это профессиональная область человеческой деятельности, связанная с выявлением и представлением человеческих знаний для использования в интеллектуальных системах (по определению Юлия Шрейдера).. Основанная на ее принципах программа построения интеллектуальных систем затронула много областей гуманитарного знания.

Так, в ее рамках появились исследо­вания по политической истории, сделанные с помощью специальных методик анализа политических текстов, ориентированных на рекон­струкцию, моделирование политиче­ского мышления автора. Например, Виктор Сергеев и его коллеги проана­лизировали исторические тексты Отто фон Бисмарка за 1866–1871 годы и реконструировали иерархию целей и мотивов его политического мышле­ния. Они описали более 50 категорий: на верхнем уровне были такие цели, как обеспечение национального единства Германии, разгром Фран­ции путем блицкрига, изоляция Франции от возможных союзников. На нижних уровнях — более конкрет­ные катего­рии, например дружба Александра II и Вильгельма I, личная неприязнь Горчакова к Бисмарку, личная дружба королей Франции и Италии и др. 

Еще одним направлением ИИ на рубеже 80–90-х годов стали экспертные системы (ЭС) — они включали в себя знания специалистов о некоторой проблемной области и в пределах этой области были способны принимать экспертные решения. Разработка ЭС считалась в те годы наиболее значитель­ным практическим достижением ИИ — их можно использовать там, где логика действий достаточно запутана, а профессионал опирается на интуицию.

Интересную экспертную систему для проведения топонимических исследо­ваний разработал в 1990 году Юрий Храмов. Она называется «Гидронимикон» и предназначена для анализа и атрибуции гидронимов Восточной Славии (Белоруссии, Украины и Европейской России). «Гидронимикон» способен находить названия водоемов, которые восходят к одним и тем же словам, даже если сейчас они кажутся весьма далекими друг от друга. Например, историки предложили гипотезу, что название реки Неропли (бассейн Западной Двины) имеет балтское происхождение: оба корня *Nar/ner + ape восходят к западно-балтийскому «река». Система смогла найти подтверждения этой гипотезы в других районах — гидронимы Нара, Торопа, Каспля, Анграпу, Нерис и т. п.

Еще одна экспертная система, которую мы разрабатывали в конце 80-х, — АМСОР. С ее помощью, например, удалось выделить на территории Европей­ской России конца XIX — начала XX века два пути аграрного развития, фермер­ский и помещичий («прусский»), и определить, в каких губерниях домини­ровал тот или иной вариант, уточнив тем самым пространственные рамки этой концепции, обсуждавшейся еще в дореволюционной России.

Гуманитарная компьютерная помощь

Первые персональные компьютеры на рабочих столах советских историков появились в начале 1988 года, лет на пять позже, чем у их коллег из стран Западной Европы и США. 

Это были три отечественных микрокомпьютера «Нейрон» с весьма скромными характеристиками. У базовой модели, «Нейрон И9.66», был жесткий диск объемом 10 Мб, 256 Кб оперативной памяти и два дисковода по 720 Кб. Сегодня такие параметры кажутся неправдоподобными, так же как и сам процесс работы на этих машинах: с одной дискеты объемом 720 Кб надо было вводить данные для обработки, а со второй — соответствующую программу, но в те годы это было настоящим прорывом для представителей гуманитарных наук.

ПЭВМ не хватало, а цена персоналки в начале 90-х была сравнима с ценой отечественного автомобиля. Понятно, что у гуманитарных факультетов денег на приобретение компьютеров не было. Решить эту проблему на первых порах нам помогло необычное международное межуниверситетское сотрудничество. 

В марте 1993 года я поехал на конференцию британской ассоциации History and Computing, где, отвечая на вопросы после своего доклада, рассказал, в каком состоянии находится компьютерная инфраструктура наших исторических факультетов. Участники конференции решили нас, российскую ассоциацию «История и компьютер», поддержать и передать нам компьютерную технику из своих университетов. Надо сказать, что в те годы состояние британской экономики было отнюдь не блестящим и гуманитарные факультеты англий­ских университетов, мягко говоря, не были перегружены компьютерами. И тем не менее доктор Мэри Моррис из Манчестерского университета и ее маги­стран­ты Вероника Хортон и Даррен Йейтс договорились с несколькими университетами и колледжами, собрали оборудование и перевезли его в Манчестер. Но как доставить его в Россию? Оказалось, что проще всего погрузить компьютеры в автофургон и на нем преодолеть несколько тысяч километров и границы нескольких государств. Акцию английских коллег мы назвали «Операция „Белка“» — игрушечная меховая белка-сувенир из Манчестера проехала в фургоне весь путь из Англии в Москву и вот уже почти 30 лет хранится на нашей кафедре в МГУ. 

А через несколько лет все опять изменилось — наступила эра интернета, у ученых появились новые способы коммуникации, открылся путь к прежде недоступным источникам, к обработке и использованию огромных массивов данных. Но это уже совсем другая история.