Вычислимость по Тьюрингу, модульность и «смертельный» цикл компьютеров

Издание об идеях для бизнеса и саморазвитии «Идеономика» перевело статью автора блога strategy+business Джона Свёклы о законах, которые помогают компаниям 21 века развиваться и расти.

Редакция vc.ru публикует перевод материала.

 

Пока вы не поймете теорию вычислимости Тьюринга, теорему Коуза об операционных издержках, закон Белла о классах компьютеров, концепцию модульности Болдуина и Кларка, а также закон Накамото о распределенной бухгалтерской книге, вы не готовы возглавить бизнес в цифровую эпоху.

Самые важные перемены часто бывают наименее очевидными, и это особенно сильно проявляется в бизнесе. Появление цифровых технологий выдвинуло на первый план эти пять концепций, которые объясняют, как все устроено.

Если вы занимаетесь бизнесом сейчас, понимание этих пяти принципов имеет решающее значение. Многие стратегии роста, которые могли хорошо работать в прошлом, больше не работают. Эти принципы помогают объяснить не только то, что произойдет с вашей компанией дальше, но и почему это произойдет.

Теория вычислимости Тьюринга

Машины могут просчитать любое постоянно растущее количество проблем, которые возможно просчитать. В 1930 и 1940 годах английский математик Алан Тьюринг сделал новаторские открытия о вычислимости и ее последствиях. Он определил то, что назвал «вычислимыми» действиями: любая задача, которую может решить теоретическая машина (в его случае — математическая модель с процедурой, подобной компьютеру).

Решив, что вычислимость может быть определена математически, Тьюринг тогда заявил, что машины могут выполнять вычислимые задачи так же, как люди. В книге «Введение в вычисление: исследования в языке, логике и машинах» преподаватель Университета Вирджинии Дэвид Эванс пишет: «Проблема вычислима, если она может быть решена каким-нибудь алгоритмом. Проблема, которая не вычислима, не может быть решена никаким алгоритмом».

В 1950 году Алан Тьюринг продемонстрировал вычислимость методом, который сегодня все знают как «тест Тьюринга». Он провел эксперимент, в котором попросил участников обмениваться письменными сообщениями с неким объектом в другой комнате. Многие из них не смогли угадать, был ли отвечающий человеком или компьютером. Это продемонстрировало, что компьютерная программа может имитировать человеческий разум достаточно хорошо, чтобы действовать, как человек, выполняющий ту же задачу.

Или, как Тьюринг выразился в своей статье, программа могла «удовлетворительно играть в имитационную игру» для любой вычислимой задачи. Он предсказал, что через 50 лет машины будут способны в течение пяти минут обманывать человека в 30% случаев.

В то время, когда Тьюринг опубликовал свою работу, вычислимым было небольшое количество действий. Но он предвидел, что их число вырастет, поскольку компьютеры продолжали развиваться. При постоянно растущем числе видов человеческой деятельности машины становятся так же компетентны, как и люди, или даже больше.

Никто не сможет назвать наверняка ни те действия, которые будут восприимчивы к теории Тьюринга в будущем, ни те, что будут неподвластны ей. Но значение работы Тьюринга над вычислимостью и искусственным интеллектом огромно. Она положила начало компьютерному веку, показав, что цифровая техника потенциально может делать нашу работу лучше нас.

Поисковые системы, приложения для путешествия автостопом, банкоматы, веб-сайты для путешественников и многие другие технологии неизбежно вытесняют человеческий труд и в процессе существенно изменяют отрасли их применения.

В мире, где любые операции в скором времени смогут выполняться компьютером, компании должны все время переоценивать себя с позиций цифровых технологий — будь то магазин Walmart, приобретающий интернет-ритейлера Jet, или компания General Electric, выпускающая «умные» изделия, или John Deere, разрабатывающий автоматизированные газонокосилки.

К задачам, которые станут вычислимыми в ближайшее время, относятся проверки в сделках M&A, перевод с одного языка на другой в реальном времени (например, с английского на китайский), некоторые формы программирования и большая часть автомобильного вождения.

В то же время беспокойства (или надежды), что компьютеры заменят людей полностью, вероятно, преждевременны. Большую часть того, что делают люди, машины не смогут воспроизвести. Сам Тьюринг утверждал, что некоторые задачи никогда не будут вычислимыми. Вождение и проверки бизнеса могут быть автоматизированы, но только сами люди могут решить, куда им путешествовать и какие компании покупать.

Теорема операционных издержек Коуза

Без операционных издержек самый эффективный результат будет преобладать на любом рынке. Важнейшая фраза в этой теореме — «без операционных издержек». Это означает, что вложение денег, времени и внимания в обмен товарами и услугами определит, насколько конкурентоспособной будет ваша компания.

Способны расти только те компании, которые держат внутренние операционные издержки (собственные расходы) ниже, чем внешние операционные издержки (стоимость поддержания деловых отношений с другими участниками рынка).

Начиная с 1930 годов, экономист Рональд Коуз подробно изучал, почему фирмы возникают и почему они приходят в упадок. Его главный вывод стал известен как теорема Коуза: компания становится жизнеспособной, когда самостоятельное исполнение каких-то действий обходится ей дешевле, чем передача их внешнему подрядчику. Если бы не это, компаний не было бы вообще; торговля работала бы только через рынки, а люди работали бы вместе только на конкретных проектах.

Словом, компании существуют, поскольку, пытаясь заняться бизнесом в одиночку, не будучи частью более крупного предприятия, вы несете различные внешние операционные издержки. Расходы, связанные со сбором и распространением информации, поддержанием инфраструктуры, переговорами, руководством и контролем, уменьшаются, когда вам не нужно договариваться о новой сделке каждый раз, когда вы начинаете что-то новое.

Крупные фирмы имеют преимущество, потому что они могут справиться с большинством этих действий самостоятельно, чего меньшие фирмы не могут. Но у компаний также есть внутренние затраты, которые рынок не несет. Работа в крупном масштабе требует несколько уровней управления и внутреннего надзора, которые не требуются в небольшой фирме. Есть также затраты, связанные с внутренней политикой; например, когда проект терпит неудачу, потому что другие его не одобряют, а финансирование, потраченное на развитие, закончилось.

Эта закономерность затрагивает крупные компании, которые склонны к бюрократическим ограничениям. Кроме того, в крупной компании внутренние затраты, связанные со штатом (такие, как здравоохранение и обучение), могут сильно вырасти, но они были бы внешними издержками, если бы все были подрядчиками.

Теорема Коуза объясняет ограничения роста, которые сбивают с толку многие компании — и крупные, и небольшие. Компания может расти, пока ее внутренние затраты, включая все издержки, ниже, чем ее внешние затраты. Как только внутренние затраты сравняются или превзойдут внешние расходы, компания достигнет точки убывающей доходности и прекратит расширяться. Поскольку внутренние операционные издержки часто трудно распознать, руководители компании могут не понять, почему она находится в бедственном положении.

Новые цифровые технологии усиливают давление, связанное с теоремой Коуза, потому что уменьшают внешнюю стоимость. Некоторые наблюдатели полагают, что эти технологии положат конец крупным компаниям. Поисковые системы, например, сделали получение информации намного проще и дешевле, чем в прошлом, и таким образом разрушили преимущество, ранее принадлежавшее крупным компаниям с большими ресурсами.

Но переход на цифровые технологии также уменьшает и внутренние затраты — по крайней мере, для компаний, которые используют технологии эффективно. Это изменило экономику внутренней организации. Возьмите, например, облачные сервисы, которые обеспечивают высокий уровень производительности без увеличения штатов и больших капиталовложений при необходимости временного расширения.

Веб-сервисы Amazon, Microsoft и Google уже извлекли выгоду из этой тенденции, и такие сервисы, вероятно, будут множиться. Некоторые компании уже строят технологические платформы, связывающие все части их предприятия, и производственные цепочки, чтобы добиться более низкой стоимости по сравнению с ИТ-проектами прошлого года. Таким образом они становятся намного более конкурентоспособными, чем прежде.

Так как переход на цифровые технологии продолжается, операционные издержки и дальше будут уменьшаться. Это будет влиять на решения о том, какие действия стоит оставить внутри организации, а какие можно передать подрядчику. Некоторые вещи, которые раньше были дешевле внутри компаний, теперь станут дороже, — например, поддержка исследований и разработок.

Между тем вещи, которые раньше было выгодно отдавать на аутсорсинг, например такие, как HR и обучение, могут стать менее дорогими внутри, потому что упрощение иерархий дает менее формальное (и поэтому менее дорогое) управление кадрами и рекрутинг. Единственная вещь, которая не изменится, — это базовое уравнение: чем ниже ваши внутренние затраты по сравнению с внешними расходами, тем выше вероятность, что ваша компания будет расти.

Закон Белла о рождении и смерти классов компьютеров

Примерно каждое десятилетие появляется новый класс вычислительных устройств с более низкой ценой — и изменяет все. Гордон Белл — один из самых знаменитых инженеров в компьютерной отрасли. Он проектировал большинство важнейших серий миникомпьютеров PDP в Digital Equipment Corporation; он задумал и создал первый музей компьютерной истории в Бостоне; а его эксперименты с life-logging — автоматическим сбором изображений, звуков и документов повседневной жизни в цифровое архивное хранилище — углубили наше понимание того, что могут сделать компьютеры.

Белл — великий мыслитель. В статье 1972 года он заявлял, что примерно каждое десятилетие достижения в полупроводниках, системах хранения, интерфейсах и сетях приводят к разработке нового класса компьютера с более низкой ценой, что влечет изменения в индустрии и на рынке. Новинка вытесняет (по крайней мере, частично) предыдущий класс: смартфоны серьезно потеснили персональные компьютеры, которые вытеснили миникомпьютеры, а те в свою очередь вытеснили мейнфреймы.

Конечно, мейнфреймы все еще существуют как суперкомпьютеры и облачные сервисы, но новые классы компьютеров продолжают перестраивать наши возможности. Закон Белла предполагает, что технология развивается по принципу периодически нарушаемого равновесия, снова и снова подталкивая мир в новую реальность.

Каждый раз, когда происходит смена компьютерных классов, влияние этого выходит далеко за пределы технологий. Появляются новые платформы, новые формы программирования и новые типы сетевых интерфейсов.

Зарождаются новые индустрии, где на первый план выходят зачастую абсолютно другие компании. Старые компании либо адаптируются (как Apple в случае со смартфонами и Microsoft — с «облаками»), либо приходят в упадок (как Digital Equipment Corporation, Gateway, Kaypro, Osborne и многие другие).

Новейший класс представлен «интернетом вещей» (Internet of Things, IoT). Он подразумевает миниатюрные компьютеры, достаточно маленькие, чтобы внедрить их повсюду в индустриальном обществе, и достаточно сильные, чтобы отслеживать, анализировать и общаться.

Этот класс уже показывает огромный рост. Банковское дело, автомобили, защита, здравоохранение и безопасность — лишь несколько примеров отраслей, которые модернизируют свои продукты и услуги на основе этой технологии. Возможности, которые предоставляют встроенные компьютеры, будут проясняться по мере развития «интернета вещей», но нет сомнения, что этот новый класс будет таким же революционным, как его предшественники.

Концепция модульности Болдуина и Кларка

В конце 1990 годов преподаватели Гарвардской школы бизнеса Карлисс Болдуин и Ким Кларк отметили, что модульность, или модульная конструкция, — ключевой фактор скорости инноваций.

Модульность — методика, используемая в разработке программного обеспечения, автомобильном дизайне и других аспектах инженерного дела. Благодаря ей сложный технологический проект проникает во многие функционально соответствующие компоненты — стандартизированные, где стандартизация требуется, и индивидуально спроектированных, где необходимо дифференцирование.

В системе с высокой модульностью стандартизированные части или модули легко могут быть быть заменены, модернизированы и адаптированы к различным системам. Модульность облегчает (и удешевляет) управление комплексным проектированием. Например, некоторые части модульной компьютерной системы могут быть открыты для внешних разработчиков (которые могут проектировать приложения и другое вспомогательное оборудование для нее), в то время как другие части приватны и защищены от внешнего вмешательства. Настоящая модульная система может быть адаптирована для отдельных клиентов без перестройки всего проекта.

Исследование промышленного дизайна показало: чем более модульным становится продукт, тем быстрее он может быть обновлен. В компьютерах, например, используется несколько стандартизированных процессоров, материнских плат и жестких дисков. Благодаря USB-портам легче модернизировать периферию, такую как наушники и флеш-карты, без необходимости модернизировать сам компьютер. Эти компоненты не замедляют инновации, а наоборот, позволяют разработчикам сосредоточиться на тех аспектах, в которых различия имеют значение, ведь производители компьютеров активно конкурируют друг с другом.

Понятие модульности также относится и к компаниям. Относительно модульные организации могут ввести новшества быстрее, чем другие, потому что темп их научных исследований не тормозят самые медленные подразделения или продукты. Посмотрите на Amazon. Компания создала такую структуру, которая позволяет ей предлагать широкий ассортимент продуктов дешевле, чем конкуренты. Благодаря этому интернет-ритейлер мастерски входит в новые отрасли промышленности, развивает новые предложения — включая собственную модульную инфраструктуру Amazon Cloud.

Модульность в организации не требует открытия отдельных научно-исследовательских лабораторий в полной изоляции друг от друга. Однако она требует уделять внимание структуре научно-исследовательского процесса: некоторые процессы и методы делать общими (например, закупку материалов и использование облачных программных платформ), а другие полностью обособленными (такие как уникальные особенности аппаратного и программного обеспечения, которые не должны достаться конкурентам). Сегодня, когда компании из аналоговых превращаются в цифровые, модульность крайне важна, потому что важны скорость и гибкость.

Закон Накамото о распределенной бухгалтерской книге

Бизнес-операции улучшаются, когда доверием управляет система, а не посредники. Пока еще никто не называл это «законом Накамото», однако принцип, лежащий в основе блокчейн-технологии, уже стал фундаментальным для проверки и сертификации.

В технической статье, опубликованной в 2008 году, Сатоши Накамото (псевдоним человека, чье реальное имя остается неизвестным) заметил, что интернет-торговля использует финансовые организации как доверенную третью сторону, которая обрабатывает электронные платежи. Это излишне сложно и уязвимо к жульничеству и сбоям. Он утверждал, что если бы две стороны могли в электронном виде проводить сделки друг с другом без внешнего участия, онлайн-сделки были бы легче и дешевле.

Несколько месяцев спустя Накамото выпустил первую версию биткоина: электронную валюту с распределенной бухгалтерской книгой. Ее функционирование обеспечивала одноранговая технология, которая гарантирует проверку посредством программного обеспечения, названного блокчейн. Блокчейн делает запись в электронной распределенной бухгалтерской книге при совершении каждой новой операции, используя специальные коды.

Проверка происходит через сетевую координацию. Компьютеры в сети участвуют в вычислении биткоина, храня бухгалтерскую книгу и обменивая коды, которые создают новые биткоины. Этот распределенный подход гарантирует, что все сделки законны. Ни один участник или группа не могут посягнуть на целостность бухгалтерской книги, распределенной среди такого количества участников.

Биткоин и распределенная бухгалтерская книга способны полностью изменить экономику торговли, банковского дела, голосования, контроля и других подтверждаемых операций. Число и масштабы операций, которые могут проводиться автоматически без официального подтверждения, вероятно, существенно вырастут. Эти сделки станут основой для «умных контрактов»: автоматизированных, юридически обязательных и полностью самодостаточных транзакционных соглашений.

Поскольку риски, связанные с доверием (включая репутационные риски), уходят в прошлое, компании станут более динамичными. Они смогут брать на себя новые виды рисков. Представьте, что покупка недвижимости станет такой же простой, как покупка продуктов, и безопасной, потому что компьютеры во всем мире обеспечивают честность всех участвующих сторон.

Закон Накамото — естественное продолжение четырех принципов, описанных ранее. Как предсказал бы Тьюринг, проверка, которая всегда была областью человеческого труда, становится электронной. Этот закон также отражает описанное у Коуза сокращение операционных издержек, которые могут уменьшить многие затраты, связанные с финансовыми услугами.

Это становится возможным благодаря появлению нового класса компьютеров, связанных серверов и других устройств, работающих с облачным софтом и шифрованием. И это демонстрирует эффективность модульности: хотя ядро технологии остается скрытым, сами биткоины соединяются как совместимые блоки, каждый из которых получен на основании кода предыдущего.

Сила пяти принципов

У этих пяти принципов, взятых вместе, есть огромные экономические последствия. Хотя и невозможно предсказать их воздействие в полной мере, ясно, что они изменят структуру и источник прибыли во множестве отраслей промышленности во всем мире. Изменения в вычислимости, компьютерных классах, динамике операционных издержек и модульности уже позволили таким компаниям, как Amazon и Google, привлечь колоссальное число поставщиков и клиентов, не увеличивая эксплуатационные расходы.

Эти принципы также помогают нам лучше понять пути, которыми идут успешные компании на сегодняшнем быстро оцифровывающемся рынке. В конечном счете основная стратегия зависит от понимания основных принципов инноваций, экономики и маркетинга, которые изменяются с точки зрения создания стоимости.

Последствия затронут предприятия, которые используют автоматизацию, уменьшают внутренние затраты, лучше используют современные устройства, применяют модульность в их продуктах и услугах и используют блокчейн-технологии. Безусловно, оптимальный подход для каждой отрасли промышленности свой: где-то будет достаточно человека в качестве гаранта безопасности сделки, тогда как другие рынки потребуют виртуальной проверки через блокчейн-систему.

Как с законом Мура, основные тенденции очевидны. Но как именно они будут развиваться, и как сложится промышленная эволюция в дальнейшем — в этом смысле нас ждет много неожиданностей.