Валентин Турчин: творчество — это всегда выход за рамки

Карьера Валентина Турчина, как и у многих советских кибернетиков, началась с физики. После окончания МГУ он поступил на службу в обнинский Физико-энергетический институт, где исследовал рассеяние медленных нейтронов в жидких и твёрдых средах. К 33 годам Турчин получил степень доктора наук и стал довольно авторитетным учёным.

А потом случилось знакомство с первыми ЭВМ, которое перевернуло его жизнь. Турчин бросил перспективное направление и по приглашению знакомого академика ушёл в молодую, но бурно развивающуюся науку — информатику. Так начинался триумф Рефала.

Рефал расскажет всё

Свой выбор Валентин Фёдорович обосновывал нетривиально: теоретическая физика, по его мнению, приблизилась к «кризису», решить который могут только принципиально новые технологии автоматизированной обработки данных.

Турчин перешёл в Институт прикладной математики АН СССР и начал работать над Рефалом — языком программирования и обработки символьной информации. Новый язык должен был упростить для учёных работу с результатами исследований.

Турчин считал, что появление компьютеров и языков программирования — это один из самых крупных метасистемных переходов в истории. Суть термина «метасистемный переход» проще всего пояснить схемой, которую приводил в своих работах сам учёный:

Любая система, пояснял Турчин, со временем накапливает некий «потенциал развития», начинает «размножаться» и делиться на подсистемы.

На определённом этапе возникает новый механизм, управляющий этими подсистемами, и происходит качественный скачок, аналогичный фазовому переходу в физике. То есть система находит принципиально иное стабильное состояние с новым уровнем иерархии.

Именно таким переходом в кибернетике, по мнению учёного, стала автоматизация самого программирования и появление трансляторов — программируемых программ. Как итог — программы из управляющих субъектов превратились в объекты манипулирования, а учёные смогли освободиться от рутины и задуматься о более абстрактных и всеобъемлющих понятиях.

Эти идеи и предопределили суть Рефала, разработанного Турчиным в середине шестидесятых годов прошлого века. Рефал принадлежал к семейству метаязыков, которые умеют обрабатывать тексты формальных языков, и заметно превосходил появившихся позже собратьев — например, Lisp, Prolog или SNOBOL. В частности, реализованная в его внутренней машине вывода теория нормальных алгоритмов Маркова позволяла добиться большей выразительной мощности и лёгкости понимания текста программ, чем теория исчисления хорновских дизъюнктов, лежащая в основе западных языков.

Palindrom {
     s.1 e.2 s.1 = <Palindrom e.2>;
     s.1 = True;
     /* пусто */ = True;
     e.1 = False;
 }

Рефал сразу же начали использовать практически во всех направлениях. На нём писали трансляторы, макрогенераторы, интерпретаторы, производили аналитические вычисления в компьютерной алгебре, разрабатывали искусственный интеллект и даже строили математические доказательства теорем.

После такого успеха Турчин ожидал бурного развития других проблемно-ориентированных языков. Он даже сформулировал закон:

Но ничего не происходило. В восьмидесятые макросистемы уже никто не применял, а в девяностые новые макроязыки вообще не разрабатывались. О Рефале вспоминали всё реже.

Идея суперкомпиляции

Но Турчин продолжал верить в свои идеи и искать новые пути.

Он настаивал, что можно научить ЭВМ обрабатывать написанные людьми программы с той же лёгкостью, с какой Фортран обрабатывает числа. Согласно его теории, интерпретаторы и компиляторы должен был создавать сам компьютер, а не человек.

Зимой 1971 года Турчин проводил семинар в Институте прикладной математики имени Келдыша. Мелом на доске он описал небольшую программу-интерпретатор математических выражений на Рефале, а также предложил сделать вычисления обобщённо, то есть с неизвестным количеством числовых аргументов. Такие конструкции часто используются в математике, а программированию, по мнению Турчина, стоило бы позаимствовать их оттуда.

Под суперкомпиляцией учёный понимал специальный метод преобразования кода других языков в код на Рефале. Валентин Фёдорович изучал метасистемные переходы и находил стандартные шаблоны и приёмы, чтобы конструировать с помощью них новые переходы.

В 1972 году он опубликовал первую работу по суперкомпиляции, где изложил основные идеи и показал принцип её работы на примере Рефала. А после — объяснял на многочисленных семинарах, как суперкомпиляция позволяет путём трёх метасистемных переходов создать компилятор, который сам будет делать компиляторы.

Идея пошла в массы.

Побег в Америку

Одной из основополагающих работ Турчина была книга «Феномен науки», в которой он высказывал в числе прочего свои мысли на тему творчества. В частности, он предполагал, что автоматизация может освободить людей от ручного и рутинного труда.

Сегодня может показаться странным, но даже в этих безобидных и довольно очевидных высказываниях цензоры нашли крамолу: по их мнению, слова Турина резко противоречили марксистско-ленинской философии.

Тем не менее книга получила положительные рецензии и даже готовилась к изданию в «Советской России». Когда она была уже свёрстана, Турчин совершил ещё более нонконформистский по тем временам поступок: на пресс-конференции перед иностранными корреспондентами выступил в защиту академика Сахарова.

Практически сразу после этого ему позвонили из издательства и сообщили, что произошло непредвиденное: в помещении, где происходил набор книги, внезапно рухнула штукатурка, гранки испорчены, восстановить их невозможно, тираж отменяется.

Тем не менее книга вышла на английском и японском языках. Турчин же вскоре стал председателем организации Amnesty International, деятельность которой советским правительством, мягко говоря, не одобрялась.

Через некоторое время учёный получил «последнее предупреждение» от КГБ: либо он уезжает из страны, либо его арестуют. Неизбежным итогом стала эмиграция — сначала в Израиль, а потом, по приглашению Университета Нью-Йорка, в США.

Кибернетика — мать математики

Учёный быстро адаптировался за рубежом и продолжил исследования. Будучи конструктивистом по духу, он верил, что весь мир устроен по тем же принципам, что и машинные алгоритмы. Исходя из этого, он разработал «открытую» конструктивную систему, в которой мир алгоритмов расширен моделью пользователя. Это во многом похоже на понятие наблюдателя во многих физических теориях.

По мнению Турчина, работающий по законам алгоритмов мир может учитывать точку зрения каждого человека и не давать сбоев.

Он назвал это «кибернетическими основаниями математики» (Cybernetic Foundation of Mathematics). Эти основания помогают моделировать многократные метасистемные переходы.

С помощью этой теории Турчин продемонстрировал, что такое формализованные метасистемные переходы в действии. В частности, ему удалось дать конструктивную интерпретацию понятия множества и аксиом Цермело — Френкеля на основе расширенного понятия алгоритма.

Учёный планировал объединить свои труды по суперкомпиляции и кибернетическим основаниям. Он не верил в эффективность машинного доказательства теорем на основе логического вывода, поэтому ему хотелось найти конструктивные подходы, которые бы обогатили принципы суперкомпиляции.

«Самиздат» и анекдоты о физиках

Как ни странно, в обычной жизни Турчин был полным антиподом зануды-профессора, какими их представляют многие. Это был весёлый, жизнерадостный и даже несколько эксцентричный человек, заядлый балагур и кавээнщик.

В свободное время он написал две пьесы-комедии — «Господин Куб» и «Защита диссертации», которые молодые актёры исполнили на сцене Дворца культуры Физико-энергетического института в Обнинске.

Действие «Защиты диссертации» происходит в Научно-исследовательском институте брёвен и сучков — НИИБС. Аспирант защищает степень кандидата бревнологических наук с темой «Качение бревна по наклонной плоскости с учётом сучковатости».

Несмотря на абсурдность ситуации, Турчин до мельчайших подробностей воспроизвёл протокол защиты. «Бревнология» и «бревнолог» стали мемами: так в СССР называли псевдоисследовательские работы, которые проводятся, чтобы достичь формальных целей — например, количества публикаций или получения учёной степени.

Ещё он переводил шутки иностранных комиков. Под его редакцией вышло два тома: «Физики шутят» и продолжение — «Физики продолжают шутить». Обе книги были изданы самиздатом. В годы, когда учёного подвергали гонениям и выдавливали из страны, в научной среде даже бытовал такой анекдот: готовится к выпуску третий том под редакцией Турчина — он называется «Физик дошутился».

«Физики продолжают шутить» вышла тиражом в триста тысяч экземпляров и стала бестселлером среди учёных, а за её публикацию руководителя издательства уволили с работы, хотя никакой «антисоветчины» там не было.