5. Могут ли роботы воспроизводить себя?

Способность к самовоспроизведению долгое время считалась прерогативой живых организмов. Однако некоторые явления, происходящие в неживой природе (например, рост кристаллов, синтез сложных молекул "копированием"), очень похожи на самовоспроизведение. В начале 50-х годов Дж. фон Нейман занялся основательным изучением самовоспроизведения и заложил основы математической теории "самовоспроизводящихся автоматов".

Дискуссионный вопрос "Может ли робот воспроизводить себя?" является сегодня одним из самых острых и "провокационных" вопросов, которые можно задавать о роботах. Сторонники тезиса о том, что самовоспроизведение роботов невозможно, обычно рассуждают так. Робот-"отец" должен содержать не только полное описание робота-"сына", но и кое-что еще, например, средства интерпретации этого описания, манипулятор для сборки и т. п. Получается, что робот-"отец" должен быть сложнее робота-"сына". Отсюда делается вывод: не может существовать робот, способный создать другой робот той же сложности, что и он сам. Однако, несмотря на интуитивную привлекательность этих рассуждений, они на самом деле приводят к ложному заключению. Покажем это.

Представим себе гигантский склад разнообразных машинных деталей, из которых может быть построен как сам робот, так и, возможно, средства для захвата, транспортировки и сборки деталей. Точно описать полный набор необходимых деталей довольно трудно, но мы будем предполагать, что это возможно. Тогда вопрос о существовании самовоспроизводящегося робота можно переформулировать так: "существует ли такой робот, который, работая с достаточно большим набором деталей, может создать копию самого себя, т. е. второго идентичного робота, который в свою очередь может создать третью копию и т. д.?". Если одно из устройств определено как робот, лишенный какой-либо простой детали (например, схвата), то вопрос решается тривиально. В этом случае самовоспроизведение сводится всего лишь к установке этой "недостающей" детали. С другой стороны, если выбрать детали слишком простыми, то могут возникнуть существенные осложнения при конструировании (сборке) робота. Чтобы обойти эту трудность, будем считать, что робот способен по данному описанию О(М) произвольной машины М, состоящей из конечного набора деталей, создать из таких же деталей копию машины М. (Описание О(М) может быть представлено в виде чертежей, перфоленты и т. п.) Предположим, кроме того, что робот может делать копии описания О(М). Оказывается, что этого вполне достаточно для того, чтобы робот в принципе мог воспроизвести самого себя^*.

^* (Отметим, что хотя разработка проекта конкретного робота с указанными свойствами (подробная спецификация деталей, описание, программное обеспечение) требует больших инженерных усилий, он вполне осуществим при современной технологии.)

В самом деле, пусть М - произвольная машина и пусть О(М) - описание ее устройства из некоторых деталей. Передадим описание О(М) нашему роботу Р. Робот сделает копию этого описания и по описанию О(М) создаст машину М. Таким образом, по описанию О(М) произвольной машины М робот строит копию этого описания и саму машину. Отсюда ясно, что для самовоспроизведения нужно дать роботу Р описание О(Р) его устройства из деталей. Тогда по этому описанию он построит копию самого себя.

На этом мы закончим обсуждение увлекательной проблемы самовоспроизведения роботов. Мы описали структуру робота, манипулирующего с простыми деталями и неожиданно оказавшегося способным к самовоспроизведению подобно живым организмам. Тем самым на исходный вопрос этого параграфа получен утвердительный ответ. Это наводит нас на мысль, что граница между живым и неживым не совпадает с границей между способным и неспособным к самовоспроизведению.