Кризисы в истории цивилизации. Вчера, сегодня и всегда - [116]

Некоторые граждане втайне надеются, что создание суперкомпьютеров позволит так четко все учитывать и планировать, что справедливое плановое хозяйство в стране станет возможным, и тогда человечество навсегда покончит с кризисами и несправедливостью. Увы, экономика — тем более такая многообразная, как сегодняшняя, всегда оказывается сложнее моделей, ее описывающих.

Однажды в журнале «Промышленность России» А. Вассерман опубликовал ряд статей, в числе коих был материал, анализирующий принципиальную возможность социалистического планирования с помощью компьютеров. Опуская все рассуждения автора касательно «эффективности иерархического гомеостата», приведу лишь небольшой, но яркий пример из его материала, чтобы закрыть тему:

«Допустим, нужно стране сегодня болтов и гаек по 1 000 000 штук. Ну что же. Из метра шестигранного прутка болтов выходит 5, гаек -40. Пруток катают на стане «Полонез» — по 2500 метров в сутки. Гайки сверлят на станке «Менуэт» — по 400 в смену, а нарезают на станке «Вальс» — по 200 в смену. Болты обтачивают на станке «Танго» — по 1000 в сутки, нарезают на станке «Румба» — по 700 в сутки.

Подсчитали, сколько всего оборудования вам надо? А теперь учтите: в «Полонез» входит 150 болтов с гайками, в «Менуэт» -88, в «Вальс» — целых 391. В «Танго» болтов 76, а гаек всего 42–34 болта вворачиваются в резьбовые гнезда корпуса. А в «Румбе» болтов 28, а гаек целых 103 -75 наворачиваются на шпильки. Расчетный срок службы «Полонеза» 10 лет, «Менуэта» -7, «Вальса» -3, «Танго» -5, «Румбы» -4. И все гайки с болтами, необходимые для их производства, тоже необходимо сделать.

Изменили план? Учли, сколько дополнительных станков нужно и сколько на них уйдет дополнительного крепежа? Успели утереть с лица пот? Это хорошо, если успели. Потому что вбежал к вам в кабинет главный технолог по изобретениям и радостно сообщил: болты теперь можно не точить и нарезать, а штамповать на прессе «Ламбада» — целых 10 000 в смену. И болтов в этой «Ламбаде» всего 15, но 2 из них диаметром 50 мм, а еще один — целых 100. И гаек лишь 13, но одна 200-миллиметровая. Так что план надо пересчитать — и срочно, иначе еще год будем переводить металл в стружку.

На самом деле все не так уж страшно. Все перечисленные цифры образуют давно известную математикам систему уравнений. Причем простейших — линейных. Которые нас учат решать еще в школе.

В школьном учебнике системы линейных уравнений решают методом Крамера. Метод очень хорош для теории — используемые в нем определители находят в математике множество применений. Но один недостаток у метода есть: число действий, необходимых для расчета определителя, пропорционально факториалу количества уравнений.

Факториал числа — это произведение всех чисел от единицы до этого числа. И растет факториал немыслимо быстро. Факториал четырех -24, восьми -40 320, а двенадцати — уже 479 001 600! Решать методом Крамера можно лишь учебные примеры. А для реальных систем с десятками и сотнями уравнений он неприменим.

Такие системы часто встречаются в астрономии. Видный астроном, «король математиков» Карл-Фридрих Гаусс разработал в конце XVIII века новый метод решения систем линейных уравнений. Изумительно простой метод: число действий в нем пропорционально всего лишь третьей степени числа уравнений.

«Пропорционально» — не значит «равно». Но в методе Гаусса коэффициент пропорциональности достаточно мал. Для простоты примем его равным единице. Тогда для системы в десять уравнений нужна всего тысяча арифметических действий — работа для человека с карандашом и бумагой всего на час-другой. И даже систему в сотню уравнений можно решить за миллион действий — всего несколько недель. А если нанять для расчетов целую бригаду (как поступал Гаусс), то самые сложные астрономические расчеты можно выполнять в считаные дни.

Но план производства содержит столько уравнений, сколько разных видов продукции производится. В середине 1970-х годов, когда великий кибернетик Владимир Михайлович Глушков впервые в СССР опубликовал те рассуждения, которые я сейчас упрощенно пересказываю, в СССР производилось 20 миллионов видов продукции. Значит, для расчета плана необходимо было решить систему из 20 000 000 уравнений. И выполнить для этого 8000 000 000 000 000 000 000 действий.

Устали считать нули? Ну, это можно сделать и не вручную, а на компьютере. Самый быстродействующий тогда советский компьютер выполнял в секунду 1 000 000 операций. И требовалось ему для расчета плана 8 000 000 000 000 000 секунд — примерно 16 000 000 000 лет.

Правда, в методе Гаусса многие действия можно выполнять параллельно. То есть подключить к делу сразу много компьютеров. Да и сами компьютеры с каждым днем работают все быстрее. Сейчас есть уже и с быстродействием милли арды операций в секунду. И если подключить к делу целый миллион (а больше нет во всем мире) компьютеров со стомиллионным быстродействием, план для СССР можно будет рассчитать всего за 160 лет…

На самом деле — тысяч за 10–20. Во-первых, коэффициент перед показателем степени — далеко не единица. Во-вторых, накладные расходы на организацию параллельной работы компьютеров отнимают немалую долю их производительности. Сотни тысяч и миллионы компьютеров потратят на взаимодействие, на обмен промежуточными результатами во много раз больше времени, чем на саму работу».