Режим чтения
Скачать книгу

Инноваторы. Как несколько гениев, хакеров и гиков совершили цифровую революцию читать онлайн - Уолтер Айзексон

Инноваторы. Как несколько гениев, хакеров и гиков совершили цифровую революцию

Уолтер Айзексон

После ставшей мировым бестселлером биографии Стива Джобса Айзексон написал о людях, благодаря которым появились компьютеры и интернет. Это история о разных этапах цифровой революции, о том, как добиваться того, чтобы мечты претворялись в жизнь. Начинается она с сороковых годов XIX века, с Ады Лавлейс, первой нащупавшей принципы компьютерного программирования. А дальше следует рассказ о тех, без кого не было бы ни компьютеров, ни интернета, – о Вэниваре Буше, Алане Тьюринге, Билле Гейтсе, Стиве Возняке, Стиве Джобсе и Ларри Пейдже.

Уолтер Айзексон

Инноваторы. Как несколько гениев, хакеров и гиков совершили цифровую революцию

Walter Isaacson

The Innovators

How a Group of Hackers, Geniuses, and Geeks Created the Digital Revolution

Перевод с английского Инны Кагановой, Татьяны Лисовской и Ольги Храмцовой

Издание осуществлено при поддержке Политехнического музея

Художественное оформление и макет Андрея Бондаренко

© Walter Isaacson, 2014

Вступление

Как возникла эта книга

Компьютер и интернет являются одними из самых важных изобретений нашего времени, но мало кто знает о том, кто их создал. Если бы они появились в результате магических манипуляций изобретателя-одиночки, производимых им на чердаке или в гараже, то самого изобретателя причислили бы к пантеону наряду с Эдисоном, Беллом и Морзе. Подобные истории любят рассказывать таблоиды и помещают портреты этих гениев на обложках. Но большинство изобретений цифровой эпохи появились не в результате озарения одиночек, а явились плодами совместных усилий. В их создании участвовало множество замечательных людей, некоторые из них были талантливы, попадались даже гении. Это история о настоящих первопроходцах, хакерах, изобретателях и предпринимателях, о том, кто они, как работала их мысль. Это также рассказ об их сотрудничестве и о том, почему их способность работать в команде еще больше усиливала их творческую активность.

Рассказ об их коллективной работе является важным, поскольку мы нечасто обращаем внимание на то, насколько важна для появления новаторских решений способность к такой работе. Есть тысячи книг, в которых мы – биографы – изображаем этих людей одинокими изобретателями и даже мифологизируем их. Я сам это делал несколько раз. Поиск по словосочетанию “человек, который изобрел” на Amazon дает ссылки на 1860 книг. Но гораздо меньше рассказов о коллективном творчестве, которые на самом деле более важны для понимания того, как происходила нынешняя технологическая революция. И эта тема, возможно, еще интереснее.

Мы сейчас так много говорим об инновациях, что это слово стало штампом и утратило первоначальный смысл. И в этой книге я поставил себе задачу рассказать о том, как на самом деле возникают инновации. Каким образом самые креативные инноваторы нашего времени смогли превратить безумные идеи в реальность? Я сосредоточусь примерно на дюжине самых значительных прорывов, совершенных в цифровую эпоху, и на людях, их совершивших. Какие факторы обусловили эти творческие прорывы? Какие навыки оказались наиболее полезными? Как они соперничали и сотрудничали? Почему одни преуспели, а другие потерпели неудачу?

Я также изучал социальную и культурную среду, которая обеспечивает атмосферу, способствующую появлению инноваций. При зарождении цифровой эры эта атмосфера поддерживалась с помощью благоприятной для исследований экосистемы, обеспечиваемой государственными дотациями и функционирующей в рамках сотрудничества военно-промышленного и научного комплексов. Наряду с этим существовал свободный союз общественных организаций, хиппи с их общинным сознанием, любителей – самоучек и доморощенных хакеров, большинство из которых с недоверием относились к централизованному регулированию.

Историю можно написать, делая акцент на любом из этих факторов. Примером может служить изобретение в IBM первого большого электромеханического компьютера Mark I /Harvard. Одна из его разработчиков, Грейс Хоппер, написала историю, которая рассказывала об основном создателе машины – Говарде Айкене. Компания IBM написала альтернативную историю, в которой рассказывалось о том, какой вклад внесли команды безымянных инженеров в усовершенствование машины, от изобретения счетчиков до разработки механизмов подачи перфокарт.

Вообще говоря, вопрос о том, на чем нужно делать акцент – на роли личности или, напротив, на социокультурных условиях, уже давно был предметом спора. В середине XIX века Томас Карлейль заявил, что “история мира есть не что иное, как биографии великих людей”, а Герберт Спенсер возразил ему, выступив с теорией, подчеркивающей роль социальных сил. Ученые и участники событий часто рассматривают это соотношение по-разному. “Как профессор я, как правило, думаю об истории, вершащейся безличными силами, – сказал Генри Киссинджер журналистам во время одной из своих ближневосточных челночных миссий в 1970 году. – Но на практике вы видите, как меняет процесс личность”

. Когда речь заходит об инновациях цифровой эры, вы видите, что, как и в деле умиротворения Ближнего Востока, в игру вступают различные личные мотивы и социокультурные силы, и в этой книге я пытался увязать их друг с другом.

Интернет первоначально создавался для того, чтобы облегчить сотрудничество. Напротив, персональные компьютеры, особенно те, которые предназначены для использования в домашних условиях, были разработаны в качестве инструментов для индивидуального творчества. Более десяти лет, с начала 1970-х годов, развитие сетей и домашних компьютеров происходило независимо друг от друга. К концу 1980-х годов, с появлением модемов, онлайн-сервисов и всемирной сети, эти направления, наконец, сошлись. Так же как объединение парового двигателя с хитроумными механизмами привело к промышленной революции, сочетание компьютера и распределенных сетей привело к цифровой революции, что позволило любому пользователю создавать, распространять и получать любую информацию в любом месте.

Историки науки остерегаются называть периоды великих перемен революциями, потому что предпочитают считать прогресс эволюционным. Первое предложение книги гарвардского профессора Стивена Шапина об этом периоде звучит парадоксально: “Не было никакой научной революции, и эта книга о ней”. Один из методов, который использует Шапин, чтобы разрешить этот полушутливый парадокс, состоит в том, чтобы обратить наше внимание на то, как ключевые игроки того периода “дружно объясняли нам”, что они были частью революции. “Наше чувство радикального изменения на самом деле в основном сформировано ими”

.

Точно так же большинство из нас сегодня ощущает, что достижения в цифровой области за последние полвека трансформируют, возможно, даже революционизируют наш образ жизни. Помню волнение, которое вызывал каждый новый прорыв. Мои отец и дядя были инженерами-электриками, и, как многие персонажи этой книги, я вырос в квартире, где в подвальной мастерской были свалены монтажные платы, которые нужно было паять, радио, которое нужно починить, электронные лампы, которые должны быть протестированы, и
Страница 2 из 45

коробки транзисторов и резисторов, которые нужно рассортировать и пустить в работу. Как любитель электронных устройств, которому нравилась продукция компании Heath и любительские радиоприемники ((WAJTP), я помню время, когда электронные лампы уступили место транзисторам. В колледже я научился программированию с использованием перфокарт и вспоминаю момент, когда на смену кошмарной процедуре обработки данных в пакетном режиме пришло вызвавшее бурный восторг интерактивное взаимодействие. В 1980-м я приходил в возбуждение от того шума и скрежета, который издавали модемы, открывшие нам странное и волшебное царство онлайн-сервисов и досок объявлений, а в начале 1990-х годов я помогал организовать цифровые отделы в корпорациях Time и Time Warner, в которых был запущен новый Интернет и сервисы широкополосного Интернета. Как сказал поэт Вордсворт об энтузиастах, которые присутствовали при начале Великой французской революции, “блаженством было дожить до рассвета”.

Я начал работу над этой книгой более десяти лет назад. Она выросла из моего увлечения достижениями цифровой эпохи, свидетелем которых я оказался, а также из работы над биографией Бенджамина Франклина – новатора, изобретателя, издателя, организатора первой почтовой службы, собирателя всяческой информации и предпринимателя. Я хотел отойти от биографического жанра, в котором, как правило, описывается роль замечательных людей, и снова написать книгу, похожую на книгу “Мудрецы” (созданную мной в соавторстве с коллегой) о творческой группе из шести друзей, формировавших политику Америки в период холодной войны. Поначалу я собирался сосредоточиться на рассказе о командах, придумавших интернет. Но когда я брал интервью у Билла Гейтса, он убедил меня, что одновременное появление интернета и персонального компьютера сделало историю более многогранной. В начале 2009 года я положил эту рукопись в стол и начал работать над биографией Стива Джобса. Но его история укрепила мой интерес к тому, как переплелось развитие интернета и компьютеров, поэтому, как только я закончил ту книгу, я вернулся к работе над рассказом об инноваторах цифровой эры.

Протоколы интернета были разработаны на основе независимого сотрудничества, и результирующая система встроила в свой генетический код приверженность такому сотрудничеству. Возможность создавать и передавать информацию предоставляется каждому из узлов, и любая попытка ввести контроль или иерархию обречена на неудачу, поскольку контроль может быть обойден. Не впадая в телеологические ошибки, то есть не приписывая технологии намерения и не персонифицируя ее, мы можем утверждать, что система открытых сетей, к которым подключены компьютеры, управляемые пользователями, сделала примерно то же, что сделал печатный станок, отобрав контроль над распространением информации у цензоров, властей и учреждений, которые нанимали писарей и переписчиков. Обычным людям стало легче создавать контент и обмениваться им.

В цифровую эпоху сотрудничество возникало не только среди сверстников, но также между поколениями: идеи были переданы от одной когорты инноваторов к следующей. В процессе исследования я сделал еще один вывод: пользователи все время старались приспособить цифровые новшества для создания коммуникаций и инфраструктуры для социальных сетей. Я также заинтересовался тем, почему попытки создания искусственного интеллекта – машин, которые сами думают, – неизменно оказывались менее плодотворными, чем организация партнерства или симбиоза между людьми и машинами. Другими словами, оказалось, что характерное для цифровой эпохи совместное творчество включает сотрудничество между людьми и машинами.

Наконец, я был поражен тем, что в цифровую эпоху истинную творческую активность часто проявляли люди, в которых соединялась любовь к науке и искусству и которые считали, что красота важна. Когда я приступил к работе над биографией Джобса, он мне сказал: “Я в детстве всегда думал, что я – гуманитарный человек, но мне понравилась электроника. Затем я прочитал, что один из моих героев – Эдвин Лэнд из корпорации Polaroid – говорил о роли людей, которые смогли работать на пересечении гуманитарных и естественных наук, и я решил, что это именно та область, в которой я хотел бы что-то сделать”. Люди, ощущавшие себя свободно на этом перекрестке гуманитарных наук и технологии, сделали возможным создание симбиоза человека и машины, который и лег в основу этой истории.

Как и многие черты цифровой эпохи, мысль о том, что инновации рождаются там, где встречаются искусство и наука, не нова. К примеру, Леонардо да Винчи был творческой личностью, которая расцвела на пересечении гуманитарных и естественных наук. Или Эйнштейн, когда заходил в тупик в работе над общей теорией относительности, вытаскивал свою скрипку и играл Моцарта до тех пор, пока не начинал чувствовать то, что он называл гармонией сфер.

Если речь идет о компьютерах, нужно упомянуть еще одну историческую личность, которая не так хорошо известна, но в которой тоже сочетались любовь к науке и искусству. Как и ее знаменитый отец, она ощущала романтику поэзии. В отличие от него, она еще видела романтику в математике и технике. И именно с нее начинается наша история.

Ада, графиня Лавлейс (1815–1852), портрет написан Сарой Карпентер в 1836 г

Лорд Байрон (1788–1824) – отец Ады – в албанском платье, портрет написан Томасом Филлипсом в 1835 г.

Чарльз Бэббидж (1791–1871), фотография сделана ок. 1837 г.

Глава 1

Ада, графиня Лавлейс

Поэтическая наука

В мае 1833 года, когда Аде Байрон исполнилось семнадцать, ее и других молодых женщин представили британскому королевскому двору. Члены семьи были обеспокоены тем, что, учитывая ее нервозность и независимый характер, она поведет себя неподобающе. В конце концов все прошло благополучно, и, как выразилась ее мать, она вела себя “сносно”. Среди тех, кого Ада встретила в тот вечер, были герцог Веллингтон, чья манера прямолинейно выражаться ее восхитила, и семидесятидевятилетний французский посол Талейран, которого она потом назвала “старой обезьяной”

.

Единственный законный ребенок поэта лорда Байрона, Ада унаследовала романтический дух отца, который мать пыталась приглушить, обучая ее математике. Вследствие этих разнонаправленных влияний в Аде развилась любовь к тому, что она называла “поэтической наукой”, в которой соединилось ее мятежное воображение с увлечением числами. Для многих, в том числе для ее отца, возвышенные чувства, характерные для романтической эпохи, казались несовместимыми с увлечением техникой, характерным для эпохи промышленной революции. Но Ада чувствовала себя комфортно именно на стыке этих двух эпох.

И неудивительно, что ее дебют при дворе, несмотря на торжественность момента, произвел на нее меньшее впечатление, чем участие спустя несколько недель в другом важнейшем событии лондонского сезона, где она встретила Чарльза Бэббиджа. Бэббидж – известный ученый-математик, сорокаоднолетний вдовец – пользовался в лондонском обществе репутацией корифея. Как рассказывала ее мать своей подруге, “Аде больше понравился прием, на котором она побывала в среду, чем любой из великосветских
Страница 3 из 45

раутов. Она встретила там нескольких ученых, и среди них Бэббиджа, от которого она пришла в восхищение”

.

Оживленные еженедельные салоны Бэббиджа собирали до трехсот гостей – там присутствовали не только лорды в смокингах и дамы в парчовых платьях, но и писатели, промышленники, поэты, актеры, государственные чиновники, исследователи, ботаники и другие “ученые” (термин, который недавно придумали друзья Бэббиджа)

. Как отметил один известный геолог, Бэббиджу “удалось поднять статус науки в обществе”

, вводя ученых в общество высокопоставленных особ.

На вечерах устраивались танцы, чтения, игры, лекции, и все это сопровождалось угощениями: подавались блюда из морепродуктов, мяса и птицы, экзотические напитки и холодные десерты. Дамы устраивали живые картинки, для которых они одевались в соответствующие костюмы и изображали персонажей полотен известных художников. Астрономы демонстрировали телескопы, ученые – опыты с электричеством и магнетизмом, а Бэббидж позволял гостям играть со своими механическими куклами. Кульминацией вечеров – и это было одной из причин, по которым Бэббидж устраивал эти вечера, – была демонстрация действующей модели его разностной машины – громадного механического счетного устройства, которое он собрал и держал в несгораемом помещении, прилегающем к его дому. Бэббидж демонстрировал модель, устраивая из этого театральное действие: крутил ручку, и машина при этом проделывала ряд операций с числами. А когда зрители начинали скучать, внезапно менял инструкции, вводимые в машину в закодированном виде, и показывал, как результат может измениться

. Особо заинтересовавшихся приглашали пройти через двор к бывшей конюшне, где строилась настоящая полноценная машина.

Разностная машина Бэббиджа, с помощью которой можно было решать полиномиальные уравнения, производила на людей разное впечатление. Герцог Веллингтон заметил, что она могла помочь генералу, готовящемуся к битве, – прежде чем ввязаться в бой, ему было бы полезно проанализировать разные факторы, с которыми он может столкнуться

. Мать Ады, леди Байрон, восхитилась тем, что это “думающая машина”. Что касается самой Ады (которая позже высказала уверенность, что машины никогда не смогут по-настоящему думать, и это ее высказывание стало знаменитым), то о ее впечатлении от машины друг семьи, присутствовавший с ней на демонстрации, рассказал: “Мисс Байрон, хотя и была очень молода, поняла, как она работает, и усмотрела в изобретении необыкновенную красоту”

.

Любовь Ады одновременно и к поэзии, и к математике позволила ей увидеть красоту в вычислительной машине. Она жила в эпоху романтического отношения к науке, когда изобретения и открытия воспринимались с восхищением. Это был период “необыкновенного творческого подъема и энтузиазма в отношении занятий наукой, – пишет Ричард Холмс в книге «Век чудес», – вызванного общей идеализацией глубокого – можно сказать, даже беззаветного – личного участия в совершении открытий”

.

Короче говоря, это время не очень отличалось от нашего. Успехи промышленной революции, в том числе изобретение парового двигателя, механического ткацкого станка и телеграфа, изменили жизнь в XIX веке во многом подобно тому, как достижения цифровой революции – компьютер, микрочипы и интернет – преобразовали нашу собственную жизнь. В центре обеих революций были инноваторы, в которых сочеталось воображение с восхищением чудесами технологии – комбинация, которая породила и поэтическую науку Ады, и то, что в XX веке поэт Ричард Бротиган назовет “автоматами благодати и любви”.

Лорд Байрон

Свою любовь к поэзии и непокорный характер Ада унаследовала от отца, но ее любовь к технике пришла отнюдь не от него, а вопреки ему. По своей сути Байрон был луддитом. В своей первой речи в палате лордов, которую двадцатичетырехлетний Байрон произнес в феврале 1812 года, он фактически защищал последователей Неда Лудда, приходившего в ярость при виде механических ткацких станков. С саркастической усмешкой Байрон издевался над владельцами мельниц из Ноттингема, которые проталкивали законопроект, предлагающий объявить преступлением, караемым смертной казнью, уничтожение автоматических ткацких станков. Байрон заявил: “Эти машины были для них выгодны, поскольку из-за этого отпадала необходимость в большом числе рабочих, а тем в результате пришлось голодать. Уволенные рабочие в своем слепом невежестве вместо того, чтобы радоваться этим технологическим – таким полезным для человечества – изобретениям, посчитали, что ими, людьми, пожертвовали ради усовершенствования механизмов”.

Две недели спустя Байрон опубликовал две первые песни из эпической поэмы “Паломничество Чайльд-Гарольда” – романтический рассказ о его скитаниях по Португалии, Мальте и Греции – и, как он позже заметил, “однажды утром проснулся и обнаружил, что знаменит”. Красивый, обольстительный, мрачный, приносящий несчастья, ищущий сексуальных приключений, он сам жил жизнью байроновского героя и создавал архетип этого героя в своей поэзии. Он стал всеобщим любимцем литературного Лондона, в его честь устраивали по три приема в день, и самый незабываемый из них – роскошный танцевальный утренник у леди Каролины Лэм.

Леди Каролина, хотя и была замужем за видным политическим деятелем – аристократом, позднее ставшим премьер-министром, – безумно влюбилась в Байрона. Он считал ее “слишком худой”, но в ее внешности была необычная сексуальная двусмысленность (она любила одеваться пажом), и он находил это соблазнительным. У них случился бурный роман, но и после разрыва она продолжала с одержимостью домогаться его. Она публично объявила его “сумасшедшим, ужасным человеком, с которым опасно водить знакомство”, каким он и был в действительности. Но и она была такой тоже.

Однажды на приеме у леди Каролины лорд Байрон заметил замкнутую молодую девушку, которая была, как он потом вспоминал, “проще всех одета”. Этой девушкой оказалась девятнадцатилетняя Анабелла Милбэнк, происходившая из богатой и титулованной семьи. Ночью перед приемом она прочитала Чайльд-Гарольда, и поэма и ее автор вызвали у нее смешанные чувства. “Он слишком вычурен, – пишет она, – но он превосходит большинство поэтов в изображении глубоких чувств”. Когда на приеме она его увидела – он стоял в другом конце комнаты, – то пришла в смятение. “Я не хотела знакомиться с ним, поскольку вокруг него глупейшим образом увивались все женщины, желая заслужить плеть его сатиры, – написала она своей матери. – Я не хочу занять место в его свите. Я не внесла никаких пожертвований на храм Чайльд-Гарольда, но я и не буду отказываться от знакомства, если выпадет случай”

.

Как выяснилось позже, случай выпал, и знакомство состоялось. После того как он был представлен Анабелле формально, Байрон решил, что она может стать для него подходящей женой. В его жизни это было одной из немногих побед разума над романтизмом. Ему показалось, что такая женщина вместо того, чтобы разжигать его страсти, могла бы обуздать их и спасти его от безумств, а кроме того, помочь расплатиться с обременяющими его долгами. Он послал ей письмо, в котором сделал ей предложение,
Страница 4 из 45

правда не совсем искреннее. Она благоразумно ему отказала. Тогда он пустился в куда менее разумные романы, в том числе вступил в связь со своей сводной сестрой, Августой Ли. Но через год Байрон, увязнув еще глубже в долгах, возобновил ухаживания за Анабеллой. Ухватившись за надежду обуздать свои страсти, он увидел в возможных отношениях если и не романтичность, то уж точно разумность. “Ничто кроме брака, причем немедленного, не может спасти меня, – признался он тете Анабеллы. – Если я могу рассчитывать на вашу племянницу, я бы предпочел ее, если нет, то я женюсь на первой же женщине, которая не будет смотреть на меня так, будто ей хочется плюнуть мне в лицо”

. Бывали моменты, когда лорд Байрон переставал быть романтиком. Он и Анабелла поженились в январе 1815 года.

Байрон приступил к исполнению своих брачных обязанностей в собственной – байроновской – манере. О дне своей свадьбы он написал: “Поимел леди Байрон на диване перед ужином”

. Когда через два месяца они навестили его сводную сестру, их отношения с Анабеллой еще не завершились, что следует из того, что примерно тогда она забеременела. Тем не менее, пока они там гостили, она уже заподозрила, что дружба мужа с Августой не ограничивается рамками братских отношений, и ее подозрения подтвердились, когда однажды он, лежа на диване, попросил обеих дам по очереди целовать его

. Брак начал разваливаться.

Анабеллу учили математике, что забавляло лорда Байрона, и во время своих ухаживаний он в шутку выразил свое презрение к арифметике. “Я знаю, что два и два – четыре, и был бы рад доказать это, если бы смог, – писал он, – хотя должен сказать, что если бы нашелся какой-либо довод, с помощью которого я мог бы показать, что два и два – это пять, я бы получил намного большее удовольствие”. Вначале он нежно называл ее “Принцесса параллелограммов”. Но когда брак начал рушиться, он придумал более точный математический образ: “Мы две параллельные линии, идущие рядом в бесконечность, но никогда не встречающиеся”. Позже, в первой песне своей эпической поэмы “Дон Жуан”, он подсмеивается над ней: “…Она имела ум математический… Она была живое поученье…”[1 - Перевод Т. Гнедич. Здесь и далее, если не указано особо, примечания переводчика.]

Брак не спасло и рождение их дочери 10 декабря 1815 года. Она была названа Августой Адой Байрон. Первое ее имя было дано в честь любимой (чересчур) сводной сестры Байрона. Когда леди Байрон убедилась в неверности своего мужа, она стала называть свою дочь ее вторым именем. Через пять недель после родов она собрала свои вещи, уложила их в карету и, подхватив малышку Аду, бежала в Лестершир, к родителям.

Ада больше никогда не увидела своего отца. Лорд Байрон покинул страну в апреле того же года. Его скоропалительный отъезд случился после того, как леди Байрон, чтобы получить официальную опеку над их ребенком, юридически закрепленную в соглашении о разводе, в письмах стала угрожать Байрону, что обнародует его кровосмесительные и гомосексуальные связи, причем так расчетливо, что получила от него прозвище “Математическая Медея”

.

Третья песня “Чайльд-Гарольда”, написанная спустя несколько недель, открывается пронзительными строчками, в которых он обращается к Аде как к своей музе:

Дочь сердца моего, малютка Ада!

Похожа ль ты на мать? В последний раз,

Когда была мне суждена отрада

Улыбку видеть синих детских глаз,

Я отплывал – то был Надежды час[2 - Перевод В. Левика.].

Байрон написал эти строки на вилле, расположенной на берегу Женевского озера, где он в то время жил с поэтом Перси Биши Шелли и его будущей женой Мэри. Постоянно шел дождь. Поскольку они в течение нескольких дней не могли выйти из дома, Байрон предложил всем написать по страшной истории. Он сам тогда написал фрагмент истории о вампире – один из первых литературных рассказов на эту тему. Но стала классикой как раз повесть Мэри о Франкенштейне, или современном Прометее. В ней Мэри обыгрывала древнегреческий миф о герое, который вылепил живого человека из глины и вырвал у богов огонь, чтобы передать его людям. “Франкенштейн” был рассказом об ученом, который превратил собранную им машину в мыслящего человека. Это была поучительная история о технологии и науке. В ней поднимался вопрос, который потом стал интересовать и Аду: “Может ли человек создать машины, которые когда-нибудь смогут по-настоящему мыслить”?

Третья песня “Чайльд-Гарольда” заканчивается опасениями Байрона по поводу того, что Анабелла попытается оградить Аду от общения с отцом. Так оно и случилось. В их доме висел портрет лорда Байрона, но леди Байрон старательно его завесила, и Ада ни разу до того момента, пока ей не исполнилось двадцать лет, так и не увидела его

.

Лорд Байрон, напротив, где бы он ни оказывался, всегда держал на своем столе портрет Ады и в своих письмах часто просил сообщить новости о ней или прислать ее портрет. Когда Аде исполнилось семь лет, он написал Августе: “Я хочу, чтобы ты получила от леди Б. какое-нибудь описание характера Ады… Есть ли у девочки воображение?.. Эмоциональна ли она? Я надеюсь, что боги дали ей все, кроме поэтического дара, – в семье достаточно иметь одного такого дурака”. Леди Байрон сообщила, что у Ады есть воображение, которое проявляется “главным образом в связи с ее способностями в области механики”

.

Примерно в то же время Байрону, который странствовал по Италии, писал стихи и вступал в многочисленные связи, стало скучно, и он решил поучаствовать в борьбе Греции за независимость от Османской империи. Он отплыл в Миссолонги, где принял командование частью повстанческой армии и готовился к атаке на турецкую крепость. Но до того как его часть вступила в бой, он сильно простудился. Его состояние еще больше ухудшилось после решения врача лечить его кровопусканием. 19 апреля 1824 года он скончался. По словам его слуги, одними из последних были его слова: “О, мой бедный дорогой ребенок! Моя дорогая Ада! Боже мой, если бы только я мог ее видеть! Передайте ей мое благословение”

.

Ада

Леди Байрон решительно не хотела, чтобы Ада пошла по стопам своего отца, и она решила, что лучший способ избежать этого – начать серьезно обучать девушку математике. В ее представлении это послужило бы противоядием от поэтического воображения. Когда в пять лет Ада больше полюбила географию, леди Байрон распорядилась, чтобы этот предмет был заменен дополнительными уроками арифметики, и ее гувернантка вскоре с гордостью сообщила: “Она без ошибки складывает по пять-шесть рядов цифр”. Несмотря на все эти усилия, Ада все-таки унаследовала некоторые склонности своего отца. Когда она была подростком, у нее случился роман с одним из ее наставников, а когда их поймали и наставник был изгнан, она попыталась убежать с ним из дома. Кроме того, она была подвержена перепадам настроения – от ощущения своего превосходства до отчаяния и страдала от различных недомоганий – как физических, так и психологических.

Ада разделяла точку зрения своей матери на то, что погружение в математику может помочь приглушить байронические черты ее характера. В восемнадцать лет, после опасного романа с наставником, вдохновленная разностной машиной Бэббиджа, она по собственной
Страница 5 из 45

инициативе решила продолжить уроки математики. “Я должна перестать думать, что цель жизни – получение удовольствия или самоудовлетворение, – написала она новому учителю. – Я вижу, что в настоящее время, кроме каких-то упорных и интенсивных занятий научными дисциплинами, ничто не способно помешать моему воображению разбушеваться… Как мне кажется, в первую очередь мне нужно пройти курс математики”. Он согласился с ее решением: “Вы правы, полагая, что главный источник вашего спасения теперь – в тяжелой интеллектуальной работе. В этом смысле ничто не может сравниться с математикой”

. Он предложил ей заняться сначала евклидовой геометрией, а потом – тригонометрией и алгеброй. Как оба они думали, это вылечит любого от излишне разбушевавшегося воображения или романтических страстей.

Ее интерес к технологии возник, когда мать взяла ее в поездку в центральные графства Англии, где они осматривали производственное оборудование и новые заводы. Особенно Аду впечатлил автоматический ткацкий станок, в котором для управления рисунком ткани использовались перфокарты, и она на месте набросала схему его работы. В своей знаменитой речи в палате лордов ее отец защищал луддитов, которые разбивали подобные станки, страшась того, что технология может принести вред людям. Но Ада восприняла увиденные станки поэтически и разглядела их связь с теми машинами, которые позже будут назваться компьютерами. Она записала: “Этот механизм напоминает мне о Бэббидже и его жемчужине всех машин”

.

Дополнительным импульсом, подогревшим интерес Ады к прикладной науке, была встреча с одной из немногих в Великобритании видных математиков и ученых-женщин – Мэри Сомервиль. Сомервиль только что закончила одно из своих великих произведений “О связи физических наук”, в котором она сопоставила открытия в астрономии, оптике, электричестве, химии, физике, ботанике и геологии[3 - В рецензии именно на эту книгу один из друзей Бэббиджа Вильям Вевелл ввел термин “ученый”, чтобы подчеркнуть связь между дисциплинами. – Прим. автора.]. В книге описывалось, какие усилия направлены на поиски универсальных законов природы, и она была пронизана характерным для того времени ощущением общей цели. Во вступлении к книге Мэри утверждает: “В современной науке, особенно в последние пять лет, наблюдались серьезные успехи в упрощении законов природы и объединении отдельных направлений на основе общих принципов”.

Сомервиль стала другом, учителем, вдохновителем и наставником Ады. Она встречалась с ней регулярно, посылала математические книги, предлагала задачи для решения и терпеливо разъясняла правильное решение. Она также была близким другом Бэббиджа, и осенью 1834 года они с Адой часто посещали его субботние вечерние салоны. Сын Мэри Сомервиль – Воронцов Грейг помог Аде угомониться, рассказав о ней Кингу – одному из своих бывших товарищей по Кембриджу. Он посоветовал Кингу жениться на Аде, заметив, что она будет подходящей или, по крайней мере, интересной женой.

Уильям Кинг занимал высокое положение в обществе, был материально обеспечен, спокоен и интеллигентен и настолько же сдержан, насколько Ада была возбудима. Как и она, он был студентом, изучал науки, но больше интересовался практическими вопросами, чем поэтическими, – больше всего его занимали теория севооборота и всяческие новинки в животноводстве. После нескольких недель знакомства он предложил Аде заключить брак, и она приняла предложение. Ее мать по соображениям, которые мог понять разве только психиатр, решила, что необходимо рассказать Уильяму о попытке Ады убежать с ее учителем. Несмотря на эту неприятную историю, Уильям не отказался от свадьбы, которая и состоялась в июле 1835 года. Леди Байрон написала своей дочери: “Слава богу, который так милостиво дал тебе шанс избежать опасного пути и подарил тебе друга и опекуна”. И добавила, что та должна использовать эту возможность, чтобы “попрощаться” со всеми ее “странностями, капризами и самокопанием”

.

Этот брак был похож на любой брак, заключенный по рациональным причинам. Аде он дал возможность вести более стабильную и приземленную жизнь. Что еще важнее, он позволил ей избежать зависимости от властной матери. Уильям же получил очаровательную и эксцентричную жену из богатой и известной семьи.

Двоюродный брат леди Байрон виконт Мельбурн (который имел несчастье быть женатым на леди Каролине Лэм, к тому времени покойной) был премьер-министром, и он устроил так, что при коронации королевы Виктории Уильяму присвоили титул графа Лавлейса, а его жена стала Адой, графиней Лавлейс. Таким образом, ее правильно называть Адой или леди Лавлейс, хотя в наше время ее обычно называют Адой Лавлейс.

На Рождество 1835 года Ада получила в подарок от матери фамильный портрет своего отца в натуральную величину. На романтическом портрете кисти Томаса Филлипса лорд Байрон был изображен в профиль, в традиционном албанском костюме, который состоял из красной бархатной куртки, церемониального меча и головного убора. В течение многих лет портрет висел над камином Адиных бабушки и дедушки, но в тот день, когда ее родители разошлись, его завесили зеленой тканью. Теперь ей разрешили не только увидеть, но и владеть им, наряду с его чернильницей и пером.

Ее мать совершила еще более удивительный поступок. Когда спустя несколько месяцев родился первый ребенок Ады и Уильяма – сын, она, несмотря на презрение к памяти покойного мужа, согласилась с тем, что Ада назовет мальчика Байроном, что та и сделала. В следующем году Ада родила девочку, которую она, как послушная дочь, назвала Анабеллой в честь матери. После родов Аду на несколько месяцев приковала к постели еще одна загадочная болезнь. После нее она оправилась достаточно, чтобы родить третьего ребенка – сына, названного Ральфом. Но ее здоровье было подорвано – у нее возникали проблемы с пищеварительной системой и дыхательными путями, которые только усугубились от лечения настойкой опия и морфином, к тому же они привели к появлению перепадов в настроении и периодическим галлюцинациям.

Душевное состояние Ады еще больше ухудшилось, когда она узнала о семейной драме, странной даже по меркам семьи Байронов. В ней участвовала Медора Ли – дочь сводной сестры (и временами любовницы) Байрона. По общему мнению, Медора была дочерью Байрона. Она, казалось, решила доказать, что семья одержима темными силами. У нее случился роман с мужем сестры, с которым она потом убежала во Францию и родила двух внебрачных детей. В порыве добродетельности леди Байрон отправилась во Францию спасать Медору и тогда открыла Аде историю инцеста ее отца.

Эта “самая странная и страшная история”, похоже, не поразила Аду. “Я ни в малейшей степени не удивлена, – написала она матери, – ты просто подтвердила то, о чем в течение многих лет я не только подозревала, но в чем вряд ли сомневалась”

. Как ни странно, она была не возмущена, а скорее взволнована новостями. Она заявила, что эту историю можно понять как вызов отца властям. Говоря о его “неправильном гении”, она написала матери: “Если он передал мне какую-либо часть этого гения, я хотела бы использовать ее для открытия великих истин и принципов. Я думаю, что он
Страница 6 из 45

завещал мне выполнить эту задачу. Во мне это чувство сильно, и мне нравится исполнять это завещание”

.

И опять Ада взялась за изучение математики для того, чтобы обрести равновесие, и попыталась упросить Бэббиджа стать ее учителем. Она пишет: “Мой способ обучения необычен, и я думаю, что только исключительному человеку удастся научить меня”. Не то из-за опиатов, не то из-за ее наследственности, не то из-за того и другого вместе, но она сформировала несколько преувеличенное мнение о своих талантах и начала считать себя гением. В своем письме к Бэббиджу она написала: “Не считайте меня тщеславной… но мне кажется, что я способна продвинуться в этом стремлении так далеко, как захочу. И я спрашиваю себя: если есть настолько определенное желание, можно даже сказать – почти страсть, какая есть у меня для достижения этой цели, не всегда ли это свидетельствует в какой-то степени о природной гениальности”

.

Бэббидж отклонил просьбу Ады, что было, вероятно, мудрым решением. Это сохранило их дружбу и, что еще более важно, – их сотрудничество. А она смогла вместо него найти первоклассного учителя математики – Огастеса де Моргана, терпеливого и вежливого человека, который был одним из создателей символической логики. Он выдвинул гипотезу (которую Ада однажды применит и сделает из нее важные выводы), состоявшую в том, что алгебраическое уравнение может применяться не только к числам. Соотношения между символами (например, a + b = b + а) могут быть частью логики, которая оперирует нечисловыми объектами.

Ада никогда не была великим математиком, как утверждают ее поклонники, но она была прилежной ученицей и сумела понять основы математического анализа. Обладая художественным восприятием, она любила визуализировать меняющиеся графики и траектории, описываемые уравнениями. Де Морган рекомендовал ей сосредоточиться на правилах решения уравнении, но она охотнее обсуждала основные понятия. Точно так же было и с геометрией: она часто искала визуальные способы решения задач, например, таких как нахождение фигур, на которые делят сферу нарисованные на ней пересекающиеся окружности.

Способность Ады оценить красоту математики – дар, которым многие люди, в том числе и считающие себя интеллектуалами, не обладают. Она поняла, что математика была великолепным – временами даже поэтическим – языком, описывающим гармонию Вселенной. Несмотря на усилия матери, она оставалась дочерью своего отца, и восприятие у нее было поэтическое. Это позволяло ей видеть в уравнении мазок, который наложен на картину физического великолепия природы, точно так же как она могла представить в своем воображении “винноцветное море” или женщину, которая “идет во всей красе, как ночь”. Но в математике она видела еще более глубокую – духовную привлекательность. Математика “представляет собой единственный язык, с помощью которого мы можем адекватно описать важнейшие черты мира природы, – писала она, – и это позволяет нам создать представление об изменении взаимоотношений”, которые происходят в мире. Это “инструмент, с помощью которого слабый человеческий разум лучше всего может понять работу Творца”.

Эта способность применять воображение в научных изысканиях характерна как для эпохи промышленной революции, так и для эры компьютерной революции, для которой Аде суждено было стать иконой. Как она сказала Бэббиджу, она была в состоянии понять связь между поэзией и анализом и в этом превзошла талантом своего отца. Она писала: “Я не верю, что мой отец был (или когда-либо мог бы быть) таким поэтом, каким я буду аналитиком, ибо во мне оба таланта живут одновременно”

.

Она сказала своей матери, что ее возобновившиеся занятия математикой развили в ней творческое начало и привели к “невероятному развитию воображения, так что у меня нет никаких сомнений в том, что если я буду продолжать занятия, то в свое время стану поэтом”

. Идея использования воображения, а в особенности применительно к технологии, интриговала ее. “Что такое воображение? – спрашивает она в своем эссе 1841 года. – Это объединяющий дар.

Оно помогает представить вещи, факты, идеи, концепции в новых, оригинальных, бесконечных, всегда меняющихся комбинациях… Это оно проникает в невидимые миры вокруг нас, в миры науки”

.

К тому времени Ада поверила, что она обладает особенными, даже сверхъестественными способностями, которые, как она выразилась, позволяют “интуитивно воспринимать скрытые вещи”. Ее преувеличенное представление о своих талантах приводило к тому, что она ставила себе цели, необычные для женщины-аристократки и матери в ту раннюю викторианскую эпоху. “Я считаю себя обладательницей уникальной комбинации качеств, соединенных во мне в нужной пропорции и дающих мне преимущество в поисках скрытых свойств природы, – поясняла она в письме к своей матери в 1841 году. – Я могу свести лучи от разных частей Вселенной в один огромный фокус”

.

Как раз в это время и в таком настроении она решила снова начать сотрудничать с Чарльзом Бэббиджем, на приемах у которого она впервые побывала восемь лет назад.

Чарльз Бэббидж и его машины

С раннего возраста Чарльз Бэббидж интересовался машинами, которые могли бы решать задачи, поставленные человеком. Когда он был ребенком, мать водила его на разные выставки и в музеи, во множестве открывавшиеся в Лондоне в начале 1800-х годов. Когда они пришли в один из музеев[4 - Механический музей изобретателя Джона Мерлина. Мерлин – в британских легендах волшебник и мудрец.] на Ганноверской площади, владелец музея с говорящей фамилией Мерлин пригласил его на чердак в мастерскую, где хранилось множество механических кукол, называемых “автоматами”. Одна из кукол – серебряная танцовщица около фута высотой – плавно двигала руками, в которых держала птицу, и та могла вилять хвостом, махать крыльями и открывать клюв. Способность Серебряной леди демонстрировать чувства и характер покорили воображение мальчика. Он вспоминал: “Ее взгляд был совершенно осмысленным”. Годы спустя он обнаружил Серебряную леди на каком-то аукционе по банкротству и купил ее. Она развлекала гостей на его вечерних салонах, где он демонстрировал чудеса техники.

В Кембридже Бэббидж подружился с несколькими сокурсниками, в том числе с Джоном Гершелем и Джорджем Пикоком, и их объединяло разочарование в том, как их учат математике. Они организовали клуб, назвали его Аналитическим обществом, которое поставило целью убедить университет отказаться от системы обозначений, введенных выпускником Кембриджа Ньютоном, в которой производные обозначались точками над функциями, и заменить их обозначениями, придуманными Лейбницем (в которых используются символы dx и dy, представляющие собой бесконечно малые приращения), получившими название d-обозначений. Бэббидж назвал свой манифест “Принципы чистого D-изма как лекарство от университетского старческого слабоумия”

. Он был человеком язвительным и обладал хорошим чувством юмора.

Однажды Бэббидж сидел в комнате Аналитического общества и работал c таблицами логарифмов, в которых было полно несоответствий. Гершель спросил его, о чем он думает, и Бэббидж ответил: “Я хотел бы попросить Бога, чтобы эти
Страница 7 из 45

расчеты можно было выполнить с помощью пара”. На эту идею (составления таблиц логарифмов с помощью механического метода) Гершель ответил: “Что же, это вполне возможно”

. В 1821 году Бэббидж задумался над созданием такой машины.

На протяжении ряда лет многие изобретатели возились над созданием вычисляющих машин. Еще в 1640-е годы французский математик и философ Блез Паскаль, чтобы облегчить тяжелую работу своего отца – налогового инспектора, сконструировал механический калькулятор. Он состоял из связанных друг с другом металлических колесиков со спицами и цифрами от о до 9, расположенными по окружности. Чтобы сложить или вычесть числа, оператор сначала набирал первое число, поворачивая колесики чем-то вроде стилуса примерно так, как это делалось в дисковом телефоне, затем набиралось следующее число. При повороте большем, чем на цифру 9, 1 переносилась в следующее колесико при сложении, а при вычитании, соответственно, 1 забиралась из соседнего колесика. Этот калькулятор стал первым запатентованным и коммерчески реализованным счетным устройством.

Тридцать лет спустя немецкий математик и философ Готфрид Лейбниц попытался усовершенствовать хитроумное изобретение Паскаля, введя в него ступенчатый вычислитель, с помощью которого можно было умножать и делить. “Калькулятор Лейбница” представлял собой вращающийся с помощью ручки цилиндр с зубчиками, которые сцеплялись с зубчиками счетных колесиков. Но Лейбниц столкнулся с проблемой, которая будет постоянно возникать у изобретателей в цифровую эпоху. В отличие от Паскаля, искусного инженера, которому удавалось сочетать гениальность теоретика с талантами изобретателя-механика, Лейбниц не имел навыков инженерного дела, и в его окружении людей с подобными навыками не было. Таким образом, как и многие великие теоретики, у которых не было среди коллег хороших инженеров, он так и не смог создать надежно работающее устройство. Тем не менее его основная концепция устройства, названного “шагающим цилиндром” или “калькулятором Лейбница”, повлияла на конструкцию калькуляторов, создаваемых и во времена Бэббиджа.

Бэббидж знал про устройства Паскаля и Лейбница, но попытался сделать нечто более сложное. Он хотел построить механическую машину для расчетов логарифмов, синусов, косинусов и тангенсов[5 - В частности, он хотел использовать метод разделенных разностей для максимально точной аппроксимации логарифмических и тригонометрических функций. – Прим. автора.]. Для этого он позаимствовал идею французского математика Гаспара де Прони, которую тот выдвинул в 1790-е годы. Для того чтобы составить логарифмические и тригонометрические таблицы, де Прони разбил операции на очень простые шаги, на каждом из которых выполняется только сложение и вычитание. Потом он написал простые инструкции десяткам людей, которые мало что понимали в математике, но могли выполнять эти простые задания, а затем передавали свои результаты следующей группе расчетчиков. Другими словами, он создал сборочный расчетный конвейер – великую инновацию времен промышленной революции, которая была так незабываемо описана и проанализирована Адамом Смитом в его труде о разделении труда на фабрике по производству булавок. После поездки в Париж, где он услышал про метод де Прони, Бэббидж написал: “Я понял вдруг, как применить тот же метод к огромной работе, которой я был завален, и рассчитывать логарифмы по той же схеме, что и производство булавок”

.

Бэббидж понял, что даже сложные математические задачи могут быть разбиты на шаги, которые бы свелись к расчету “конечных разностей” с помощью простых операций сложения и вычитания. Например, для того чтобы определить значения квадратов последовательных чисел в 1

, 2

, 3

, 4

и так далее, нужно выписать начальные числа в этой последовательности: 1, 4, 9, 16… и сформировать из них столбец А. В соседнем столбце B можно выписать разницу между последовательными числами из столбца А, то есть в данном случае это последовательность чисел 3, 5, 7, 9… В столбец C вносятся разности между последовательными числами столбца B, которые равны 2, 2, 2, 2, После того как процесс был разбит на такие шаги, его можно было развернуть в обратную сторону (то есть по известным постоянным третьим разностям восстанавливать квадраты чисел) и отдать решать задачу не обученным математике расчетчикам. Один из них должен отвечать за добавления двойки к последнему числу из столбца B, а затем передавать этот результат другому, который будет добавлять этот результат к последнему числу из столбца А, получая таким образом следующее значение в последовательности квадратов чисел.

Бэббидж разработал способ автоматизации этого процесса и назвал изобретенное им устройство разностной машиной. Она могла просчитать любую функцию, выраженную в виде многочлена, и давала численный метод аппроксимации решения дифференциальных уравнений.

Как она работала? Разностная машина использовала вертикальные валики с дисками, которые могли поворачиваться на угол, соответствующий любой цифре. Они были связаны с зубчиками шестеренки, которые можно было повернуть рукояткой для того, чтобы сложить это число с числом, набранным на диске соседнего валика (или вычесть его). Машина могла даже “сохранять” промежуточные результаты на еще одном валике. Главная сложность состояла в том, как “перенести” единицу на следующий разряд или “позаимствовать” у него в случае необходимости, как это делаем мы, когда на бумаге с помощью карандаша вычисляем сумму типа 36+19 или разность 42–17. Опираясь на устройства Паскаля, Бэббидж придумал несколько хитроумных приспособлений, которые позволили шестеренкам и валикам выполнять вычисления.

Машина должна была стать настоящим чудом. Бэббидж даже придумал, как заставить ее составить таблицу простых чисел от о до 10 миллионов. На британское правительство это произвело впечатление, по крайней мере вначале. В 1823 году оно предоставило Бэббиджу стартовый капитал в размере 1700 фунтов, но за десятилетие, в течение которого продолжались попытки построить машину, он потратил более 17 тысяч фунтов – в два раза больше стоимости военного корабля. Проект столкнулся с двумя проблемами. Во-первых, Бэббидж и нанятый им инженер не имели достаточной квалификации, чтобы заставить устройство работать. Во-вторых, к этому времени он уже придумал нечто лучшее.

Новой идеей Бэббиджа, возникшей у него в 1834 году, был проект счетной машины общего назначения, которая могла бы выполнять множество различных операций по инструкциям, задаваемых ей программным образом. Она могла бы выполнять одну задачу, а затем переключаться на другую. Бэббидж объяснил, что она могла даже сама задать себе команду поменять задачу или изменить свой “алгоритм действий”, исходя из ее собственных промежуточных расчетов. Бэббидж назвал эту свою концепцию “аналитической машиной”. Он опередил свое время на сто лет.

Вверху: Копия аналитической машины

Слева: Копия разностной машины

Вытканный на станке Жаккарда портрет Жозефа-Мари Жаккарда

Ткацкий станок Жаккарда

Аналитическая машина была порождена тем, что Ада Лавлейс в своем эссе о воображении назвала
Страница 8 из 45

“объединяющим даром”. Бэббидж собрал все инновации, которые к тому времени появились в других областях, – прием, используемый многими великими изобретателями. Первоначально он использовал металлический барабан, который был усеян шипами для контроля за поворотом валика. Но потом он, как и Ада, внимательно изучил конструкцию автоматического ткацкого станка, изобретенного в 1801 году французом по имени Жозеф-Мари Жаккард, совершившим переворот в шелкоткацкой промышленности. На этих станках рисунок на ткани создавался за счет использования крючков, которые поднимали определенные нити основы, а затем стержень заталкивал уточную нить под основную. Для управления этим процессом Жаккард изобрел метод использования карт с пробитыми в них отверстиями. Положение отверстий определяло, какие крючки и стержни должны менять местами нити основы и утка при каждом шаге плетения, таким образом автоматически создавались замысловатые узоры. Для каждого прохождения челнока, протягивающего нить, использовалась новая перфокарта.

30 июня 1836 года Бэббидж сделал запись в блокноте, названном им “Небрежные заметки”, которая знаменует собой важную веху в истории компьютеров: “Предложил ткацкий станок Жаккарда в качестве замены барабанов”

. Использование перфокарт вместо стальных барабанов означало, что в машину может быть введено неограниченное количество инструкций. Кроме того, при таком подходе последовательность задач можно было менять, в результате чего стало легче сконструировать машину общего назначения, которая была бы и универсальной, и перепрограммируемой.

Бэббидж купил тканый портрет Жаккарда и начал демонстрировать его на своих салонах. На портрете был изображен изобретатель, сидящий в кресле на фоне своего ткацкого станка, держащий кронциркуль, приложенный к прямоугольным перфокартам. Бэббидж озадачивал своих гостей, предлагая им догадаться, из чего он сделан. Большинство гостей думало, что это великолепно выполненная гравюра. Тогда он показывал, что в действительности это был тончайший шелковый гобелен с двадцатью четырьмя тысячами рядов нитей, каждый из которых управлялся своей перфокартой. Когда супруг королевы Виктории принц Альберт пришел на один из приемов Бэббиджа и спросил хозяина, чем гобелен интересен, Бэббидж ответил: “Он очень помогает мне объяснить принцип моего вычислительного устройства – аналитической машины”

.

Однако мало кто оценил красоту предлагаемой новой машины Бэббиджа, и британское правительство не проявило никакого желания финансировать ее изготовление. Бэббидж, как ни старался, не смог привлечь к своему изобретению внимания ни в популярной прессе, ни в научных журналах.

Но одного сторонника он нашел. Ада Лавлейс оценила идею универсальной машины в полной мере. Что еще более важно, она смогла представить в своем воображении такое ее свойство, которое могло бы сделать машину истинным чудом: по идее, она могла бы оперировать не только цифрами, но и любыми символами, включая, например, музыкальные ноты и цвета на картине. Ада разглядела поэзию в этой идее и задалась целью убедить в этом других.

Она забросала Бэббиджа письмами, причем некоторые из них были довольно нахальными, ведь он был на двадцать четыре года старше ее. В одном она описала игру для одного участника, в которой используется двадцать шесть шариков, а цель – заставить их так прыгать, чтобы остался только один шарик. Она не только освоила игру, но попыталась вывести “математическую формулу… которая описывает решение и которую можно переложить на язык символов”. И дальше она спросила: “Не слишком ли у меня, на ваш взгляд, разыгралось воображение? Мне кажется, что нет”

.

Она решила начать сотрудничать с Бэббиджем как партнер, помочь ему рекламировать аналитическую машину и попытаться получить поддержку для ее строительства. “Я очень хотела бы поговорить с вами, – писала она в начале 1841 года, – и намекну вам, о чем. Мне кажется, что в какой-то момент в будущем моя голова может быть полезной для некоторых ваших целей и планов. Если это так, если я когда-нибудь смогу быть достойной или полезной вам, моя голова к вашим услугам”

.

Год спустя для этого представилась уникальная возможность.

Примечания леди Лавлейс

Пытаясь найти финансирование для своей аналитической машины, Бэббидж принял приглашение выступить на съезде итальянских ученых в Турине. Молодой военный инженер, капитан Луиджи Менабреа, который позже стал премьер-министром Италии, законспектировал его доклад. С помощью Бэббиджа Менабреа в октябре 1842 года опубликовал подробное описание машины по-французски.

Один из друзей Ады предложил ей перевести текст Менабреа для Scientific Memoirs – периодического издания научных статей. Это дало бы ей возможность помочь Бэббиджу и продемонстрировать свои таланты. Когда она закончила, она сообщила об этом Бэббиджу, тот и обрадовался, и несколько удивился: “Я спросил ее, почему она сама не написала собственную статью на тему, в которой так хорошо разбиралась”

. Она ответила, что эта мысль не пришла ей в голову. В то время женщины обычно не публиковали научные статьи.

Бэббидж предложил ей сделать некоторые примечания к переводу Менабреа, и она с энтузиазмом взялась за работу. Она начала работать и писать раздел, который она назвала “Примечания переводчика”, что в конечном итоге вылилось в написание текста, содержащего 19 136 слов – больше чем вдвое превышающего оригинальную статью Менабреа. Подписала она свои комментарии инициалами AAL – Августа Ада Лавлейс, ее “Примечания” стали более знаменитыми, чем сама статья, и им суждено было сделать ее знаковой фигурой в истории программирования

.

Когда она работала над комментариями в своем загородном поместье в графстве Суррей летом 1843 года, они с Бэббиджем обменивались десятками писем, а осенью, после того как она вернулась в свой лондонский дом, у них состоялось множество встреч. Вокруг вопроса о том, сколько в “Примечаниях” содержалось ее собственных мыслей, а сколько – Бэббиджа, периодически возникают академические споры с сексистским уклоном. В своих мемуарах Бэббидж отзывается о ней весьма лестно: “Мы обсуждали вместе, какие иллюстрации можно было бы использовать: я предложил несколько, но ее выбор был совершенно самостоятельным. Так же было и с алгебраическими проблемами, за исключением, конечно, задачи с числами Бернулли, которую я решил, чтобы леди Лавлейс не тратила зря время. Но она послала мне обратно мое решение для исправления, обнаружив грубую ошибку, которую я сделал в своем решении”

.

В “Примечаниях” Ада предложила четыре концепции, которые будут активно обсуждаться век спустя, когда наконец появится компьютер. Во-первых, это концепция машины общего назначения, которая могла бы решать не только заданную задачу, но может быть запрограммирована и перепрограммирована на выполнение бесконечного числа и неограниченного круга задач. Другими словами, она нарисовала в своем воображении современный компьютер. Эта концепция описана в ее “Примечании А”, где она подчеркивает разницу между первоначальной разностной машиной Бэббиджа и предложенной им новой аналитической машиной. “Разностная
Страница 9 из 45

машина была построена для табулирования интеграла от конкретной функции ?

u

= о[6 - ?

u

= о – седьмая разность. В разностной машине предполагалось табулировать многочлены шестой степени, у которых все шестые разности одинаковы, а седьмые, соответственно, нулевые.], – начинает она, пояснив, что все это делалось для составления навигационных таблиц, – Аналитическая же машина, напротив, предназначается не только для расчета одной конкретной функции и никакой другой, но для табулирования любой функции”.

Она написала, что это стало возможным благодаря тому, что в конструкцию машины были “внедрены принципы, которые Жаккард разработал, чтобы ткать парчовые ткани с самыми сложными узорами, а именно – управление рисунком с помощью перфокарт”. Ада поняла значение этого даже лучше, чем Бэббидж. Это означало, что машина может быть подобна компьютеру, который мы сейчас воспринимаем как данность, то есть может быть машиной, которая не просто выполняет конкретную арифметическую задачу, а является машиной общего назначения. Она объясняет: “Мы вышли за границы арифметики в тот момент, когда возникла идея применения карт. Аналитическая машина выбивается из ряда простых «расчетных машин». Она занимает совершенно отдельную позицию. Сконструировав устройство, оперирующее общими символами, которые могут образовывать неограниченное количество комбинаций, мы установили связь между операциями с материальными объектами и абстрактными мыслительными процессами”

.

Эти предложения звучат несколько экзальтированно, но их стоит прочитать внимательно. Они передают сущность современных компьютеров. И Ада изложила свою мысль поэтическим слогом: “Аналитическая машина плетет алгебраические узоры так же, как ткацкий станок Жаккарда ткет цветы и листья”. Когда Бэббидж прочитал “Примечание А”, он пришел в восхищение, не внес никаких изменений в текст и написал ей: “Умоляю вас ничего не менять в нем.

Второе примечание Ады возникло из описания общего назначения машины. Она поняла, что ее функции не должны ограничиваться математикой и числами. Обратившись к обобщению де Морганом алгебры на формальную логику, она заметила, что такое устройство, как аналитическая машина, может хранить, управлять, обрабатывать и работать с некоторыми нечисловыми объектами, которые могут быть выражены в символах: словами, логическими операторами, музыкальными звуками и любыми другими, которые мы смогли бы описать символами.

Чтобы объяснить эту идею, она точно определила понятие операции: “Желательно пояснить, что под словом «операция» мы понимаем любой процесс, который изменяет взаимное отношение двух или более вещей, каким бы это отношение ни было”. Операция такой машины, отметила она, может изменить отношение не только между числами, но и между любыми символами, которые логически связаны между собой. “Она может манипулировать другими объектами, а не только числами, если найти объекты, фундаментальные соотношения между которыми могут быть выражены с помощью операций, описываемых абстрактной наукой”. Аналитическая машина теоретически может даже выполнять операции с музыкальными звуками: “Допустим, например, что фундаментальные соотношения высоты звуков в науке о гармонии и музыкальной композиции возможно описать с помощью символов, тогда машина может составить искусное музыкальное произведение любой степени сложности”. Это была Адина концепция “поэтической науки” в чистом виде – искусное и научно обоснованное музыкальное произведение, составленное машиной! Ее отец от такой идеи содрогнулся бы.

Эта концепция станет основной для цифровой эпохи: любой фрагмент контента, данных или информации: музыка, текст, изображения, числа, символы, звуки, видеоконтент – все это может быть записано в цифровом виде, и машина может этими символами манипулировать. Даже Бэббидж не смог понять это в полной мере – он ограничился операциями с математическими объектами. Но Ада поняла, что цифры, записанные с помощью шестеренок, могут обозначать и другие объекты, а не только математические величины. По существу она сделала концептуальный рывок, мысленно перейдя от машин, которые были просто калькуляторами, к тем, которые мы теперь называем компьютерами. Дорон Суэйд, занимающийся историей компьютеров и специализирующийся на изучении машин Бэббиджа, считает, что этот концептуальный скачок является одним из главных исторических наследий Ады. Он отметил: “Если мы поищем и внимательно исследуем историю этого концептуального скачка, то увидим, что именно Ада в своей публикации 1843 года совершила его”

.

Третий вклад Ады состоял в том, что в своем заключительном “Примечании G” она подробно, шаг за шагом объяснила, как работает то, что мы сейчас называем компьютерной программой или алгоритмом. Для примера она написала программу вычисления чисел Бернулли[7 - Названы в честь швейцарского математика XVII века Якоба Бернулли, который изучал суммы одинаковых степеней натуральных чисел. Числа Бернулли играют важную роль в теории чисел, математическом анализе и дифференциальной топологии. – Прим. автора.] – чрезвычайно сложно устроенного бесконечного ряда чисел, которые в том или ином виде играют важную роль в теории чисел.

Чтобы показать, как аналитическая машина могла генерировать числа Бернулли, Ада описала последовательность операций, а затем составила диаграмму, показывающую, как каждая из них может быть закодирована в машине. Попутно она помогла разработать концепцию подпрограмм (последовательности инструкций, которые выполняют определенную задачу, например вычисление косинуса или сложных процентов, и которые могут по мере необходимости вставляться в более крупные программы), а также рекурсивных вложенных циклов (последовательности повторяющихся инструкций)[8 - Пример Ады содержал табулирование многочленов с использованием в качестве подпрограммы разностных методов, для которых потребовалась структура вложенных циклов с изменяющимся диапазоном внутреннего цикла. – Прим. автора.]. Это стало возможным сделать благодаря применению перфокарт. Для определения каждого числа Бернулли, как она объяснила, необходимо семьдесят пять карт, затем процесс становится итерационным, поскольку это число отправляется обратно и используется в процессе уже для получения следующего числа. Она пишет: “Очевидно, что те же самые семьдесят пять переменных карт могут быть использованы для вычисления каждого последующего числа”. Она предвидела, что будет создана библиотека часто используемых подпрограмм, и действительно, спустя столетие ее интеллектуальные наследники, в том числе такие женщины, как Грейс Хоппер из Гарварда, а также Кей Макналти и Джин Дженнингс из Пенсильванского университета, создадут такую библиотеку. Кроме того, машина Бэббиджа позволяла переходить туда и обратно внутри последовательности команд на картах в зависимости от полученных промежуточных результатов, и таким образом появилось то, что в будущем станет операцией условного перехода – когда тот или иной тип инструкций выбирается в зависимости от условий.

Бэббидж помогал Аде с расчетами чисел Бернулли, но из ее писем видно, что она сама
Страница 10 из 45

глубоко погрузилась в сущность задачи. “Я упорно ищу и тщательно анализирую все возможные способы вычисления чисел Бернулли, – писала она в июле, всего за несколько недель до того, как ее перевод и примечания были посланы в печать. – Я в таком смятении из-за того, что возникло такое странное затруднение и разочарование с этими числами, что я сегодня не могу ничего делать… Я в оцепенении и растерянности”

.

Когда эта проблема была решена, Ада сделала еще одну вещь, и она была в первую очередь ее собственным достижением, – составила таблицу и диаграмму, показывающую, как именно алгоритм, включающий два рекурсивных цикла, пошагово будет передаваться в компьютер. Это был пронумерованный список команд кодирования, который содержал указание регистров назначения, операции и комментарии – все, что сегодня знакомо любому работающему с языком C++. “Я работала непрерывно и очень успешно в течение всего дня, – написала она Бэббиджу. – Вы будете чрезвычайно довольны таблицей и диаграммой. Они были сделаны с особой тщательностью”. Из всех писем видно, что она сделала таблицу сама – помощь приходила только от ее мужа, не знавшего математики, но готового методично обводить чернилами текст, который она писала карандашом. “Лорд Л. сейчас любезно переписывает чернилами все это для меня, – писала она Бэббиджу. – Мне пришлось делать это карандашом”

.

Главным образом из-за этой диаграммы, на которой был представлен сложный процесс генерации чисел Бернулли, Ада получила от своих почитателей звание “первого в мире компьютерного программиста”. С этим определением довольно трудно согласиться. Бэббидж уже разработал, по крайней мере в теории, более двадцати обоснований процессов, которые машина могла со временем выполнить. Но ни одно из них не было опубликовано, и не существовало ясного описания способа установления последовательности операций. Таким образом, было бы справедливо сказать, что алгоритм и детальное описание программы для генерации чисел Бернулли были первой опубликованной компьютерной программой. И эта публикация была подписана инициалами автора – Ады Лавлейс.

В ее “Примечаниях” содержалась еще одна важная концепция, которая возвращает нас к истории Франкенштейна, сочиненной Мэри Шелли во время выходных, проведенных с лордом Байроном. В ее истории был затронут самый волнующий метафизический вопрос, касающийся компьютеров, актуальный до сих пор, а именно – вопрос об искусственном интеллекте, точнее о том, может ли машина мыслить.

Ада в это не верила. Машины, например машины Бэббиджа, могут выполнять операции в соответствии с инструкциями, считала она, но они не могут самостоятельно выдвигать идеи или иметь намерения. “Аналитическая машина не претендует на создание чего-то своего, – писала она в своих «Примечаниях», – она может выполнить любую команду, которую мы сумеем задать. Она может провести анализ, но от нее никак нельзя ожидать вывода каких-либо аналитических соотношений или установления законов”. Столетие спустя один из создателей первых компьютеров – Алан Тьюринг – назвал это утверждение “Возражением леди Лавлейс” (см. главу 3).

Ада хотела, чтобы ее работа рассматривалась как серьезный научный труд, а не просто как реклама машины, и в предисловии к своим “Примечаниям” она объявила, что не будет “высказывать никакого мнения” по поводу нежелания правительства продолжить финансирование создания машины Бэббиджа. Это не понравилось Бэббиджу, который продолжал атаковать правительство просьбами. Он хотел, чтобы Ада включила в свои “Примечания” рекомендацию доделать машину, не ссылаясь на него. Она отказалась. Она не хотела, чтобы ее работа была скомпрометирована.

Не предупредив ее, Бэббидж послал свои предложения как дополнение к “Примечаниям” прямо в Scientific Memoirs. Но редакторы решили, что оно должно быть напечатано отдельно, и предложили ему “мужественно” подписаться своим именем. Бэббидж умел очаровывать людей, когда хотел, но он мог быть и капризным, упрямым и дерзким, как и большинство изобретателей. Предложение привело его в бешенство, и он написал Аде и попросил отозвать свою работу. Теперь настал ее черед рассердиться. Используя форму обращения, обычно принятую между друзьями мужского пола, она написала: “Дорогой мой Бэббидж, снятие перевода и «Примечаний» было бы бесчестным и не имеющим оправданий поступком”. Закончила она свое письмо словами: “Будьте уверены, что я – ваш лучший друг, но я никогда не смогу и не буду поддерживать вас в действиях, основанных на принципах, которые считаю не только неправильными, но и самоубийственными”

.

Бэббидж отступил и согласился, чтобы его текст был опубликован отдельно и в другом журнале. В тот же день Ада написала письмо матери, жалуясь на него:

“Я подверглась со стороны г-на Бэббиджа оскорблениям и давлению в самой обескураживающей манере… Я с сожалением пришла к выводу, что он является одним из самых непрактичных, эгоистичных и несдержанных людей, с которыми приходится иметь дело.

Я сразу заявила Бэббиджу, что никакая сила не заставит меня втянуться в какую-либо ссору, затеянную им, или стать чем-то вроде его рупора. Он пришел в ярость. Я невозмутима и спокойна”

.

Ада откликнулась странным исступленным шестнадцатистраничным письмом Бэббиджу, демонстрирующим резкие перепады ее настроения, экзальтацию, склонность к галлюцинациям и страстность натуры. Она уговаривала и ругала его, хвалила и бичевала. В частности, она противопоставила свои принципы принципам Бэббиджа. “Мой собственный бескомпромиссный принцип состоит в стремлении к истине и любви к Богу, которые я ставлю выше славы и известности, – утверждала она. – Вы тоже любите истину и Бога, но славу и почести – еще больше”. Она заявила, что видит свое предназначение в прославлении Природы: “Я хочу использовать свои способности для того, чтобы понять и истолковать замыслы Всевышнего и его законы… Я бы не испытывала ни малейшего триумфа, даже если бы могла быть одним из Его самых выдающихся пророков”

.

Покончив с определениями, она предложила ему сделку: они должны организовать совместный бизнес и политическое сотрудничество. Она использует свои связи и дар письменного убеждения для помощи в строительстве его аналитической машины, если – и только если – он отдаст ей контроль над бизнес-решениями. “Я даю вам право выбора и предлагаю свою помощь и свой интеллект, – написала она, – не отвергайте их с ходу”. Письмо отчасти напоминает протокол о намерениях при внесении венчурного капитала или брачный договор, дополненный схемой урегулирования разногласий. Она заявила: “Вы обязуетесь считаться с моими предложениями (или предложениями какого-либо лица, которое вы сейчас можете назвать в качестве третейского судьи в тех случаях, когда наши мнения не будут совпадать) по всем практическим вопросам”. В свою очередь она пообещала, что она “в течение года или двух будет честно представлять все достойные и подробно разработанные предложения по конструированию его машины”

.

Письмо показалось бы удивительным, если бы оно не было похоже на множество других писем, которые она написала. Это было примером того, как ее грандиозные
Страница 11 из 45

амбиции иногда брали верх над ней. Тем не менее она заслуживает уважения как человек, поднявшийся над представлениями ее окружения о том, как должна себя вести женщина, и не поддавшийся семейным проклятьям. Она посвятила себя регулярным занятиям и решению сложных математических проблем, которые большинство из нас не способно решить и не будет даже пытаться. (Одни числа Бернулли многие из нас не осилили бы.) Ее самые впечатляющие математические результаты и основные творческие идеи пришлись на время, когда разыгрывалась драма Медоры Ли, а кроме того, тогда же усилились приступы ее болезни, которые могли вызвать зависимость от опиатов, и это усилило перепады ее настроения. Она объяснила в конце своего письма Бэббиджу: “Мой дорогой друг, если бы вы знали, какие грустные и ужасные события мне пришлось пережить, о которых вы и не подозреваете, вы бы поняли, что некоторая резкость с моей стороны объясняется настроением”. Затем, после небольшого отступления, в котором она поднимает небольшой вопрос об использовании вычисления конечных разностей для расчета чисел Бернулли, она извинилась за то, что “это письмо, к сожалению, получилось грубоватым”, и жалобно спросила: “Интересно, решитесь ли вы оставить леди Фею на вашей службе”

.

Ада была убеждена, что Бэббидж примет ее предложение стать партнерами по бизнесу. “Он очень хорошо понимает, какое преимущество сулит ему мое перо, служащее его целям, поэтому он, вероятно, согласится, хотя за это я требую очень больших уступок, – написала она матери, – если он даст свое согласие на то, что я предлагаю, мне, вероятно, придется оградить его от всяческих волнений и довести его машину до товарного вида”

. Бэббидж, однако, решил, что разумнее отказаться. Он нанес визит Аде и “отказался от всех условий”

. Несмотря на то, что они никогда больше не сотрудничали в научных вопросах, их отношения сохранились. На следующей неделе она написала матери: “Мне кажется, что мы с Бэббиджем теперь больше друзья, чем когда-либо”

. Бэббидж принял ее приглашение навестить ее в загородном доме в следующем месяце и послал ей вежливое письмо, в котором называл ее “заклинательницей чисел” и “моим дорогим и восхитительным переводчиком”.

В том же месяце, в сентябре 1843 года, ее перевод и “Примечания” наконец появились в Scientific Memoirs. Какое-то время она наслаждалась признанием друзей и надеялась, что ее, как и ее наставницу Мэри Сомервиль, будут серьезно воспринимать в научных и литературных кругах. Публикация дала ей, наконец, почувствовать себя “совершенно профессионально состоявшимся человеком”. Она написала своему адвокату: “Я стала профессионалом, таким же, как и вы”

.

Но этим и закончилась ее научная карьера. Бэббидж не получил дополнительное финансирование для создания своих машин, они так никогда и не были построены, и он умер в нищете. Что касается леди Лавлейс, она никогда больше не опубликовала ни одной научной работы. Ее жизнь с этого момента пошла по спирали вниз, и она пристрастилась к азартным играм и опиатам. Она завела роман с партнером по играм, который затем шантажировал ее, и ей пришлось закладывать свои фамильные драгоценности. В последний год своей жизни она боролась с раком матки, сопровождавшимся постоянными кровотечениями и нарастающими болями. Она умерла в 1852 году в возрасте тридцати шести лет и была похоронена в соответствии с одним из последних ее желаний на деревенском кладбище рядом с могилой отца – поэта, которого она никогда не знала и который умер в том же возрасте.

Промышленная революция основывалась на двух глубоких и простых великих концепциях. Изобретатели, во-первых, придумали способы упростить усилия, разбивая их на небольшие простые операции, которые могли быть выполнены на сборочных линиях. Во-вторых, изобретатели нашли способы автоматизировать эти операции с тем, чтобы они могли выполняться с помощью машин, многие из которых работали на паровых двигателях. Бэббидж, опираясь на идеи Паскаля и Лейбница, пытался применить эти две концепции к процессу вычислений, создав прототип механического предшественника современного компьютера. Его наиболее значительный концептуальный прорыв состоял в том, что он придумал машины, которые были предназначены для выполнения не только одной специальной задачи, а могли быть запрограммированы и перепрограммированы посредством использования перфокарт для решения разных задач. Ада увидела красоту и значительность в этой захватывающей идее, но сама выдвинула еще более смелое предположение, вытекающее из идеи Бэббиджа: такие машины могли бы работать не только с цифрами, но и со всеми объектами, поддающимися отображению символами.

Со временем Ада Лавлейс стала иконой для феминисток и получила звание первого программиста. Министерство обороны США даже назвало объектно ориентированный язык программирования высокого уровня Ada. Но ее оппоненты считали ее ветреной, склонной к галлюцинациям и внесшей лишь незначительный вклад в “Примечания”, которые она подписала своими инициалами. По поводу аналитической машины она как-то сказала в “Примечаниях”: “При рассмотрении любого нового предмета мы склонны сначала переоценивать то, что мы находим интересным или примечательным, а потом (и это является своего рода естественной реакцией) недооценивать истинное положение дел”. Эти слова могут быть отнесены и к ее противоречивой репутации.

На самом деле вклад Ады был и важным, и вдохновляющим. Она оказалась проницательнее и Бэббиджа, и всех других людей ее эпохи и сумела заглянуть в будущее, в котором машины станут партнерами человеческого интеллекта, и тогда совместными усилиями они смогут ткать гобелены, такие же красивые, как на ткацком станке Жаккарда. Ее поэтическая наука помогла ей оценить по достоинству идею счетной машины Бэббиджа, чего не смогла сделать научная элита того времени. Она, кроме того, поняла, как вычислительную способность такого устройства можно использовать для работы с разнообразной информацией. Таким образом, Ада, она же графиня Лавлейс, была среди тех, кто посеял семена цифровой эры, взошедшие сто лет спустя.

Вверху: Вэнивар Буш (1890–1974) со своим дифференциальным анализатором в МТИ

Слева: Алан Тьюринг (1912–1954) в школе Шерборна, 1928 г.

Клод Шэннон (1916–2001), 1951 г.

Глава 2

Компьютер

Чаще всего инновации возникают при синхронизации идей и технологий. А это значит, что: глубокие идеи приходят как раз тогда, когда уже появились технологии, с помощью которых эти идеи могут быть реализованы. Например, мысль отправить человека на Луну возникла ровно в тот момент, когда научились делать микрочипы, которые позволили устанавливать компьютерные системы наведения в головную часть ракеты. Есть и противоположные примеры, когда идея возникала несвоевременно. Чарльз Бэббидж опубликовал статью о компьютере, устроенном сложнейшим образом, в 1837 году, но потребовалось еще сто лет, в течение которых появились необходимые для его создания десятки новых технологических усовершенствований, прежде чем первый такой компьютер появился на свет.

Некоторые из этих усовершенствований кажутся почти тривиальными, но прогресс движется не только большими
Страница 12 из 45

скачками, но и сотнями мелких шажков. Взять, например, перфокарты, которые Бэббидж увидел на станках Жаккарда и намеревался использовать в своей аналитической машине. Активное использование перфокарт в компьютерах началось из-за того, что Герман Холлерит – сотрудник Бюро по переписи населения США – пришел в ужас от того, что результаты переписи 1880 года пересчитывались вручную в течение примерно восьми лет. И тогда он принял решение автоматизировать подсчет результатов следующей переписи 1890 года.

Опираясь на опыт проводников в поездах, пробивающих отверстия в различных местах билета, отвечающих за определенные характерные черты каждого пассажира (пол, приблизительный рост, возраст, цвет волос), Холлерит разработал перфокарты с двенадцатью рядами и двадцатью четырьмя столбцами, в которых записывались основные признаки каждого переписываемого человека. Карты укладывались между матрицей из ртутных чашек и набором иголочек на пружинках, и там, где было отверстие, иголочки опускались в чашки, замыкая электрическую цепь. Машина могла высчитывать не только общие итоговые показатели, но и количество людей с определенной комбинацией признаков, например женатых мужчин или женщин, родившихся за границей. Благодаря табуляторам Холлерита, обработка переписи 1890 года была завершена в течение одного года. Это был первый крупный случай использования электросхем для обработки информации, а компания, основанная Холлеритом, после серии слияний и поглощений стала в 1924 году называться корпорацией International Business Machines или IBM.

Иногда инновации рассматривают как накопление сотен маленьких достижений, таких как счетчики и устройства считывания перфокарт. В таких местах, как IBM, которые нацелены на повседневные улучшения, производимые командой инженеров, лучше всего удается понять, как на самом деле возникают инновации. Некоторые из наиболее важных технологий нашей эры, таких как технология для фрекинга[9 - Технология получения сланцевого газа при помощи гидравлического разрыва пласта.], созданная в последние шесть десятилетий для добычи природного газа, возникли и благодаря бесчисленным мелким инновациям, но также и благодаря нескольким прорывным идеям.

В случае с компьютерами тоже было много сделано подобных мелких шагов, с помощью которых безымянные инженеры из таких фирм, как IBM, продвинули вперед технологию. Но этого было недостаточно. Хотя машины, производимые корпорацией IBM в начале ХХ века, могли компилировать данные, они не являлись в полном смысле тем, что мы назвали бы компьютером. Они даже не были особо эффективными калькуляторами. Они все-таки были недоделанными устройствами. Кроме сотен мелких достижений, для рождения компьютерной эры потребовалось и несколько крупных прорывов, совершенных гениями-творцами.

Цифровое побеждает аналоговое

Машины, разработанные Холлеритом и Бэббиджем, были цифровыми, а значит, они были рассчитаны на использование цифр – различных дискретных целых чисел, таких как о, 1, 2, 3. В их машинах сложение и вычитание целых чисел происходило при помощи шестеренок и колесиков, одним поворотом которых вводилась только одна цифра, как в счетчиках. Другой подход к вычислениям состоял в том, чтобы создавать устройства, которые могут имитировать или моделировать физические явления, а потом проводить измерения на аналоговой модели для расчета требуемых результатов. Эти машины стали называться аналоговыми компьютерами, поскольку они работали по аналогии. Для расчетов в аналоговых компьютерах использовались не дискретные числа, а непрерывные функции. В аналоговых вычислительных машинах переменная величина, такая как электрическое напряжение, положение веревки на шкиве, гидравлическое давление или измерение расстояния используется в качестве аналога соответствующих величин в задаче, которую предстоит решить. Логарифмическая линейка является аналоговым устройством, а счеты – цифровым. Часы со стрелками – аналоговые, а те, в которых на циферблатах отображаются цифры, – цифровые.

Примерно в то время, когда Холлерит строил свой цифровой табулятор, лорд Кельвин и его брат Джеймс Томсон – два самых выдающихся английских ученых – создавали аналоговую машину. Она разрабатывалась для того, чтобы справиться с трудоемкими решениями дифференциальных уравнений, нужных для создания графиков приливов и таблиц углов наводки при стрельбах, которые позволили бы просчитывать различные траектории полета артиллерийских снарядов. Начиная с 1870-х годов братья разрабатывали систему, которая была основана на планиметре – инструменте, который может измерять площадь двумерной фигуры неправильной формы, например площадь фигуры, ограниченной замкнутой кривой, нарисованной на листе бумаги. Для расчета площади нужно вести по контуру кривой устройством, включающим в себя диск, цилиндр и сферу: вращение большого диска передается цилиндру посредством маленькой сферы, прижатой одновременно к его поверхности и к цилиндру[10 - Скорость вращения цилиндра при постоянной скорости вращения диска будет пропорциональна расстоянию центра шара от диска. Если сделать это расстояние пропорциональным значению подынтегральной функции y = f(x) в данный момент, а угол поворота диска – пропорциональным значению независимой переменной dx, то угол поворота цилиндра будет пропорционален интегралу от заданной функции.]. Рассчитав площадь под кривой таким образом, можно получить решение уравнения интегрированием, другими словами, выполнить основную задачу исчисления. Кельвин и его брат смогли использовать этот метод, чтобы создать “синтезатор гармоник”, который мог за четыре часа составить годовой график приливов и отливов. Но им не удалось преодолеть механические трудности и соединить несколько таких устройств, чтобы решать уравнения с большим количеством переменных.

Задача по соединению друг с другом нескольких интеграторов не была решена до 1931 года, когда профессор Массачусетского технологического института Вэнивар (имя Vannivar рифмуется со словом beaver – бобер) Буш (запомните это имя, его носитель является ключевым персонажем этой книги) сумел построить первый в мире аналоговый электромеханический компьютер. Он назвал свою машину дифференциальным анализатором. Она состояла из шести колесно-дисковых интеграторов, не слишком сильно отличавшихся от интеграторов лорда Кельвина, которые были связаны между собой посредством набора шестеренок, шкивов, валов, вращавшихся с помощью электродвигателей. Бушу помогло то, что он работал в Массачусетском технологическом институте, где вокруг было много специалистов, которые умели собирать и вытачивать сложные детали с большой точностью. В окончательном виде машина, которая была размером с небольшую спальню, могла решать уравнения с огромным числом (до восемнадцати) независимых переменных. В течение следующего десятилетия модификации дифференциального анализатора Буша были собраны в США: на Абердинском испытательном полигоне ВМС штата Мэриленд, в электротехнической школе Мура, в Университете Пенсильвании, а также в Манчестерском и Кембриджском университетах в Англии. Они оказались особенно полезными при составлении таблиц для
Страница 13 из 45

артиллерийских стрельб, но главное – на них воспитывалось и обучалось новое поколение первооткрывателей компьютеров.

Машине Буша, однако, не суждено было стать важным шагом вперед в истории развития компьютеров, поскольку она была аналоговым устройством. На самом деле она оказалась последним образчиком аналогового компьютера, по крайней мере, в течение многих последующих десятилетий других не было предложено.

Новые подходы, технологии и теории начали появляться в 1937 году, ровно через сто лет после того, как Бэббидж впервые опубликовал свою статью об аналитической машине. Этот год стал “годом чудес” для компьютерной эры, и итогом его стало безоговорочное признание четырех основных свойств, в известном смысле взаимосвязанных, которые определили конструкцию современных компьютеров.

ЦИФРОВОЙ ПОДХОД. Фундаментальной чертой компьютерной революции было то, что в основу были положены цифровые, а не аналоговые компьютеры. Как мы скоро увидим, это произошло по многим причинам, в том числе из-за почти одновременных прорывов в теоретической логике, схемотехнике и технологии электронных двухпозиционных переключателей (работающих в режимах включить/выключить), что сделало более естественным цифровой, а не аналоговый подход. И только в 2010-х годах ученые-компьютерщики, стремясь промоделировать работу человеческого мозга, опять серьезно задумались о возрождении аналогового принципа работы компьютера.

БИНАРНОСТЬ. Мало того, что современные компьютеры стали цифровыми, но цифровая система, которую они используют, это двоичная система, то есть за основание взята двойка, что означает, что используются только цифры 0 и 1, а не все десять цифр нашей обычной десятичной системы. Как и многие математические понятия, двоичная система была впервые разработана Лейбницем в конце XVII века. В 1940-е годы становилось все более очевидным, что для выполнения логических операции с использованием схем, содержащих двухпозиционные переключатели, бинарная система подходила лучше, чем другие цифровые системы, в том числе десятичная.

ЭЛЕКТРОНИКА. В середине 1930-х годов британский инженер Томми Флауэрс разработал метод использования электронных ламп в электронных схемах в качестве двухпозиционных переключателей. До тех пор в схемах использовались механические и электромеханические переключатели, такие как пружинные электромагнитные реле, применявшиеся телефонными компаниями. Ранее электронные лампы в основном использовались для усиления сигналов, а не как двухтактные переключатели. При использовании электронных компонентов, таких как электронные лампы, а позже – транзисторов и микросхем, компьютеры могут работать в тысячи раз быстрее, чем машины, в которых имеются движущиеся электромеханические переключатели.

УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ. Наконец, машины должны иметь возможность быть программируемыми и перепрограммируемыми для решения различных задач; более того, они должны уметь перепрограммировать сами себя. Они должны выполнять не только один вид математических расчетов, например решать дифференциальные уравнения, но и уметь решать разные другие задачи, а также наряду с числами оперировать множеством других символов, включая слова, музыку, фотографии, и тогда реализовались бы те возможности, которые леди Лавлейс вообразила себе при описании аналитической машины Бэббиджа.

Инновации рождаются, когда проросшие семена падают на благодатную почву. Но огромный успех в развитии компьютеров в 1937 году объяснялся не одной причиной, а комбинацией возможностей, идей и потребностей, возникших одновременно во множестве мест. Как это часто бывает в истории изобретений, особенно относящихся к информационным технологиям, просто настало время и ситуация созрела. Развитие электронных ламп в радиоиндустрии подготовило почву для создания электронных цифровых схем. Это сопровождалось открытиями в области теоретической логики, которые сделали применение этих схем более целесообразным. И, кроме того, приход новых компьютеров ускорил барабанный бой приближающейся войны. Когда страны начали вооружаться в преддверии назревающего конфликта, стало ясно, что вычислительная мощность страны была не менее важна, чем ее огневая мощь. Успехи в разных местах подстегивали друг друга и происходили почти одновременно и стихийно в Гарварде и Массачусетском технологическом институте, в Принстоне и в Bell Labs, в берлинских квартирах и даже, что совсем невероятно, но любопытно, в подвальном помещении города Эймса в штате Айова.

В основе всех этих достижений были некоторые красивые (Ада могла бы назвать их поэтическими) открытия в области математики. Одно из этих открытий привело к формальному понятию “универсального компьютера” – машины общего назначения, которую можно было бы запрограммировать для выполнения любой логической задачи и с помощью которой можно было бы промоделировать поведение любого другого логического устройства. Эта идея возникла как мысленный эксперимент блестящего английского математика, история жизни которого одновременно и воодушевляющая, и трагичная.

Алан Тьюринг

Алан Тьюринг родился в семье, принадлежавшей к захудалому британскому аристократическому роду

, и получил суровое воспитание. Его предку в 1638 году был дарован титул баронета, который унаследовал один из его племянников и его потомки. Но младшим сыновьям, которыми были Тьюринг, его отец и дед, не досталось никакой земли и не так много богатства. Большинство представителей этой ветви рода становились либо священниками, как дедушка Алана, либо шли на колониальную гражданскую службу, как его отец, бывший мелким администратором в отдаленных районах Индии. Алан был зачат в Чхатрапуре, в Индии, а родился 23 июня 1912 года в Лондоне, где его родители проводили отпуск. Вскоре родители уехали обратно в Индию на несколько лет и передали его и его старшего брата на воспитание в семью отставного армейского полковника и его жены, живших в приморском городке на южном побережье Англии. “Я не детский психолог, – писал позднее его брат Джон, – но я уверен, что это плохо для грудного ребенка, когда его отрывают от родной семьи и помещают в чужую

.

Когда его мать вернулась в Англию, они с Аланом прожили вместе несколько лет, а затем в тринадцать лет он был отправлен в школу-интернат. Он поехал туда один на велосипеде, и ему потребовалось два дня, чтобы преодолеть более ста километров, отделявшие дом от школы, – его тяга к одиночеству проявилась в любви к длинным пробежкам и езде на велосипеде. Кроме того, в его характере имелась черта, роднившая его со многими другими инноваторами, которая так хорошо была описана его биографом Эндрю Ходжесом: “Алан с трудом учился чувствовать тонкую грань, отделявшую инициативность от неповиновения”

.

В своих воспоминаниях его мать так описала обожаемого ею сына:

Алан был ширококостным, крепкого телосложения и высокого роста, с квадратной, четко очерченной челюстью и непослушными каштановыми волосами. Его наиболее примечательной особенностью были глубоко посаженные, ясные, голубые глаза. Короткий, слегка вздернутый нос и линия рта, указывающая на чувство юмора, придавали ему юный, а иногда даже
Страница 14 из 45

детский вид. Настолько, что, когда ему было сильно за тридцать, его временами по ошибке принимали за студента. Он был достаточно неряшлив, что проявлялось в его одежде и привычках. Он обычно носил слишком длинные волосы, на лоб падала челка, которую он откидывал обратно взмахом головы… Он мог быть отрешенным и мечтательным, погруженным в свои мысли, так что иногда казался нелюдимым. Временами его застенчивость приводила его к крайней бестактности. Он считал, что на самом деле ему очень бы подошла уединенная жизнь в средневековом монастыре

.

В школе-интернате в Шерборне он понял, что является гомосексуалом. Он увлекся белокурым стройным одноклассником – Кристофером Моркомом, с которым они вместе занимались математикой и обсуждали философские проблемы. Но зимой, еще до того, как Морком успел закончить школу, он умер от туберкулеза. Тьюринг написал матери Моркома: “Я просто боготворил землю, по которой он ступал, и, вынужден признать, не очень пытался это скрыть”

. Из письма Тьюринга к его матери видно, что он пытался утешиться в вере: “Я чувствую, что должен буду опять где-то встретиться с Моркомом, и там нас ожидает работа, которую мы там будем делать вместе, как я надеялся, что мы будем ее делать здесь. Теперь, когда я остался один, мне придется трудиться над этим в одиночку, и я не должен подвести его. Если мне это удастся, когда я присоединюсь к нему там, я окажусь достойнее его общества, чем сейчас”. Но эта трагедия подорвала веру Тьюринга в бога. Оказалось также, что он стал еще большим интровертом, и с тех пор он с трудом вступал в близкие отношения. Директор пансиона сообщил его родителям на Пасху 1927 года: “Нет сомнения, что он не «нормальный» мальчик – не в том смысле, что хуже других, но, вероятно, менее счастливый”

.

В последний год обучения в Шерборне Тьюринг получил стипендию для учебы в Королевском колледже Кембриджа, куда он поступил в 1931 году и стал там изучать математику. Одной из трех книг, которые он купил на деньги от какой-то премии, была книга “Математические основы квантовой механики” Джона фон Неймана – великолепного математика венгерского происхождения, который первым разработал архитектуру современного компьютера. Тьюринг особенно заинтересовался аппаратом математической статистики, с помощью которой описываются события в квантовой физике на субатомном уровне и согласно которой они являются вероятностными, а не определяются соответствующими детерминистскими законами. Он считал (по крайней мере, пока был молод), что эта же неопределенность и неоднозначность на субатомном уровне, вероятно, позволяет человеку иметь свободу воли, которая, если это так, отличает его от машин. Другими словами, поскольку события на субатомном уровне не предопределены, не предопределены наши мысли и действия. Он объяснил это в письме к матери Моркома так:

Обычно в науке предполагалось, что, если в любой конкретный момент все о Вселенной известно, мы можем предсказать, что с ней случится в каждый момент в будущем. Это представление возникло из-за очень успешных астрономических предсказаний. Более современная наука, однако, пришла к выводу, что, когда мы имеем дело с атомами и электронами, мы абсолютно не в состоянии знать точное их состояние, поскольку наши инструменты сами делаются из атомов и электронов. Идея о том, что состояние Вселенной возможно в точности узнать, должна действительно нарушаться на малых масштабах. Это означает, что теория, которая утверждает, что, если затмения и подобные им события предопределены, значит, также предопределены и все наши действия, тоже оказывается неправильной. Мы обладаем волей, которая способна определять действие атомов, вероятно, в небольшом участке головного мозга или, возможно, во всем мозгу

.

Всю остальную жизнь Тьюринга мучил вопрос, есть ли принципиальное отличие в работе человеческого разума и детерминированной машины, и постепенно он пришел к выводу, что различие не такое отчетливое, как он думал.

Еще ему интуитивно казалось, что подобно неопределенности, царящей в субатомном мире, существуют также математические задачи, которые не могут быть механически решены, и им суждено оставаться неразрешенными. В то время математики интенсивно работали над вопросами полноты и непротиворечивости логических систем, отчасти под влиянием Давида Гильберта – геттингенского гения, который, помимо многих других своих достижений, одновременно с Эйнштейном сформулировал общую теорию относительности в математической форме.

На конференции 1928 года Гильберт поставил три фундаментальных вопроса, касающихся любой формальной системы математики: (i) Полон ли набор правил в этой системе, в том смысле, что любое утверждение может быть доказано (или опровергнуто) с помощью правил только одной этой системы? (2) Является ли этот набор непротиворечивым (и значит, никакое утверждение не может быть признано одновременно и верным и ложным)? (з) Существует ли какая-то процедура, с помощью которой можно определить, является ли данное конкретное утверждение доказуемым, или остается возможность того, что некоторым утверждениям (к таким, например, относятся математические загадки, такие как последняя теорема Ферма, гипотеза Гольдбаха или гипотеза Коллатца) суждено оставаться неразрешенными? Гильберт думал, что ответы на первые два вопроса должны быть положительными, а третий считал схоластическим. Он сформулировал это просто: “Нет такого понятия, как неразрешимая задача”.

В течение трех лет математик-логик австрийского происхождения Курт Гёдель (тогда ему было двадцать пять лет, и он жил с матерью в Вене) получил на первые два из этих вопросов неожиданные ответы: “нет” и “нет”. В своей “теореме о неполноте” он доказал, что существуют утверждения, которые не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты. Среди них, если немного упростить, оказались те, которые были сродни таким самореферентным утверждениям, как “это утверждение недоказуемо”. Если утверждение верно, то в нем декларируется, что мы не можем доказать, что оно верно; если оно ложно, это также приводит к логическому противоречию. Это отчасти напоминает древнегреческий “парадокс лжеца”, в котором истинность утверждения “данное утверждение ложно” не может быть определена. (Если утверждение истинно, то оно также и ложно, и наоборот.)

Приводя в качестве примера утверждения, которые не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты, Гёдель показал, что любая формальная система, достаточно мощная, чтобы выражать обычную математику, неполна. Он также сформулировал сопутствующую теорему, которая с определенностью дала отрицательный ответ на второй вопрос Гильберта.

Оставался третий вопрос Гильберта – вопрос о разрешимости, или, как Гильберт назвал его, Entscheidungsproblem, “проблема разрешения”. Несмотря на то, что Гёдель привел утверждения, которые не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты, возможно, этот странный класс утверждений можно было бы как-то определить и изолировать, оставив остальную часть системы полной и непротиворечивой. Для этого нам потребовалось бы найти какой-то метод принятия решения о том, является ли доказуемым данное логическое утверждение. Когда великий профессор из
Страница 15 из 45

Кембриджа математик Макс Ньюман читал Тьюрингу лекцию, в которой рассказывал о вопросах Гильберта, он сформулировал проблему Entscheidungsproblem в следующем виде: “Существует ли «механический процесс», который можно было бы использовать для определения доказуемости данного логического утверждения”?

Тьюрингу понравилась концепция “механического процесса”. Однажды летом 1935 года он, как обычно, совершал пробежку вдоль реки Или, но километра через три остановился и прилег среди яблонь в Гранчестер-Медоуз, решив обдумать этот вопрос. Он воспринял понятие “механический процесс” в буквальном смысле и попытался придумать механический процесс – воображаемую машину – и применить его к решению данной проблемы

.

“Логическая вычислительная машина”, которую он придумал (как мысленный эксперимент, а не как настоящую машину, которую нужно создать), была на первый взгляд довольно проста, но теоретически могла выполнять любые математические вычисления. Она состояла из бумажной ленты неограниченной длины, на которой внутри квадратиков содержались символы, в простейшем двоичном примере этими символами могли быть просто единица и пробел. Машина могла бы читать символы на ленте и выполнять определенные действия согласно заданной ей “таблице команд

.

Таблица команд должна указать машине, что делать при любой конфигурации, в которой она оказалась, и в зависимости от того, какой символ, если таковые имеются, она обнаружила в соответствующем квадрате. Например, таблица команд для конкретной задачи может состоять в том, что если машина была в конфигурации 1 и увидела 1 в квадрате таблицы команд, то она должна передвинуться на одну клетку вправо и перейти в конфигурацию 2. Довольно удивительно для нас, но, видимо, не для Тьюринга, что такая машина, если ей задать надлежащую таблицу инструкций, может решать любые математические задачи независимо от того, насколько они сложны.

Как может эта воображаемая машина ответить на третий вопрос Гильберта, то есть на проблему разрешения? Тьюринг подошел к проблеме, уточнив концепцию “вычислимых чисел”. Любое действительное число, которое определено с помощью математического правила, можно найти с помощью логической вычислительной машины. Даже иррациональное число, напримерр, можно вычислять с бесконечной точностью, используя конечную таблицу команд. Таким же образом можно рассчитать логарифм 7, квадратный корень из 2, или последовательность чисел Бернулли (в составленим алгоритма вычисления которых участвовала Ада Лавлейс), или любое другое число или ряд, независимо от того, насколько сложно их вычислять, лишь бы эти вычисления задавались конечным числом правил. Все они были в терминологии Тьюринга “вычислимыми числами”.

Тьюринг продвинулся дальше и показал, что невычислимые числа также существуют. Это было связано с проблемой, которую он назвал “проблемой остановки”. Как он показал, никаким методом заранее нельзя определить, приведет ли любая заданная таблица инструкций в сочетании с любым заданным набором исходных данных к тому, что машина найдет ответ, или же она войдет в вычисление некоторых циклов и будет продолжать пыхтеть бесконечно долго, так и не получив ответа. Неразрешимость проблемы остановки, как он показал, означает, что нет решения и у Entscheidungsproblem – проблемы разрешения Гильберта. Несмотря на надежды Гильберта, оказалось, что никакая механическая процедура не может определить доказуемость каждого математического утверждения. Теория Гёделя о неполноте, неопределенность квантовой механики и ответ Тьюринга на третий вопрос Гильберта – все они наносили удары по механической, детерминистской и предсказуемой Вселенной.

Статья Тьюринга была опубликована в 1937 году под не очень выразительным названием “О вычислимых числах и их приложении к Entscheidungsproblem”. Его ответ на третий вопрос Гильберта оказался полезным для развития теории математики. Но гораздо более важным стал “побочный продукт” доказательства Тьюринга – его концепция логической вычислительной машины, которая вскоре стала известна как “машина Тьюринга”. В статье он утверждал: “Можно изобрести единую машину, которую можно использовать для вычисления любого вычислимого ряда”

. Такая машина была бы способна выполнить команды, данные любой другой машине, и решить любые задачи, которые та машина может решить. В сущности, она была воплощением мечты Чарльза Бэббиджа и Ады Лавлейс об универсальной машине самого общего назначения.

Другое и менее красивое решение для Entscheidungsproblem с более громоздким названием “Бестиповое лямбда-исчисление” раньше в этом же году опубликовал Алонзо Чёрч, математик из Принстона. Руководитель Тьюринга – профессор Макс Ньюман – решил, что Тьюрингу было бы полезно поучиться у Чёрча. В своем рекомендательном письме Ньюман описал огромный потенциал Тьюринга. Он также добавил более личную рекомендацию, основанную на особенностях характера Тьюринга. “Он работал без всякого руководства или обсуждения с кем-либо, – написал Ньюман, – и поэтому важно, чтобы он как можно скорее вступил в контакт с ведущими специалистами в этой области, чтобы не превратился в закоренелого отшельника”

.

Тьюринг действительно предпочитал вести одинокий образ жизни. Временами из-за своей гомосексуальности он чувствовал себя чужим везде; он жил один и избегал серьезных личных отношений. В какой-то момент он предложил брак девушке-коллеге, но потом был вынужден признаться ей, что он гей; она не пришла в ужас и по-прежнему готова была выйти за него замуж, но он полагал, что это будет обманом, и решил дать задний ход. Тем не менее он не стал “законченным отшельником”. Он научился работать с другими сотрудниками в команде, что явилось ключевым обстоятельством, позволившим его абстрактным теориям превратиться в реальные, значимые изобретения.

В сентябре 1936 года, в ожидании опубликования своей статьи, двадцатичетырехлетний докторант плыл в Америку в каюте для пассажиров третьего класса на борту старенького океанского лайнера RMS Berengaria, прихватив с собой ценный латунный секстант. Его кабинет в Принстоне находился в здании математического факультета, который и тогда размещался в Институте перспективных исследований, где царили великие Эйнштейн, Гёдель и фон Нейман. Любящий новые знакомства и очень общительный фон Нейман особенно заинтересовался работой Тьюринга, хотя в человеческом плане они были очень разными.

Поистине тектонические сдвиги и почти одновременные открытия 1937 года не были напрямую связаны с публикацией статьи Тьюринга. На самом деле, вначале она не привлекла к себе внимания. Тьюринг попросил свою мать отправить оттиски его статьи философу и математику Бертрану Расселу и полудюжине других известных ученых, но единственный серьезный отзыв написал Алонзо Чёрч, который мог позволить себе дать лестную рецензию, поскольку он раньше Тьюринга решил проблему Гильберта. Чёрч был не только щедр – именно он ввел термин “машина Тьюринга” для мысленного эксперимента, который Тьюринг назвал “Логической вычислительной машиной”. Таким образом, в двадцать четыре года Тьюринг заработал себе имя за разработку одной из важнейших концепций цифровой
Страница 16 из 45

эры

.

Клод Шеннон и Джордж Роберт Стибиц из Bell Labs

В 1937 году произошел еще один значительный прорыв в теории компьютеров, похожий на изобретение машины Тьюринга тем, что это был чисто мысленный эксперимент. Автором его был аспирант Массачусетского технологического института Клод Шеннон, который в том же году представил самую значительную дипломную работу за все время, которую Scientific American позже назвал “Magna Carta[11 - В прямом смысле – Великая хартия вольностей, в переносном – основополагающие принципы.] эпохи информации”

.

Шеннон вырос в маленьком городке штата Мичиган, где он строил модели самолетов и собирал любительские радиоприемники, а позже отправился в Мичиганский университет учиться электротехнике и математике. На старшем курсе он откликнулся на объявление, висевшее на доске, о том, что в МТИ в группу, возглавляемую Вэниваром Бушем, требуется помощник для работ по запуску дифференциального анализатора. Шеннон получил работу и был заворожен этой машиной – не столько валиками, шкивами и колесами, которые являлись аналоговыми элементами, сколько электромагнитными переключателями – реле, которые были частью цепи управления. Когда электрические сигналы заставляли их щелчком открываться и с треском закрываться, переключатели меняли конфигурацию цепей.

Летом 1937 года Шеннон взял отпуск в МТИ и поступил на работу в Bell Labs – научно-исследовательский центр, находящийся в ведении компании AT&T[12 - Первоначальное название – Американская телеграфная и телефонная компания, в настоящее время – Американская телекоммуникационная корпорация.В момент прихода Шеннона туда на работу эта часть компании называлась Bell Telephone Laboratories, Inc.]. Лаборатории тогда находились на Манхэттене, в той части района Гринич-Виллидж, которая выходит на Гудзон. Это место идеально подходило для превращения идей в изобретения: абстрактные теории сталкивались там с практическими проблемами, а в коридорах и кафе эксцентричные теоретики спорили с инженерами-практиками, грубоватыми механиками и деловитыми менеджерами, и в результате теория и технология взаимно обогащали друг друга. Это сделало Bell Labs примером организации, где были созданы условия, способствующие появлению инноваций цифровой эры, которые гарвардский историк науки Питер Галисон назвал “торговой зоной” или “зоной обмена”. Когда разрозненные практики и теоретики оказывались вместе, они учились находить общий язык, с помощью которого можно было обмениваться идеями и информацией

.

В Bell Labs Шеннон увидел вблизи удивительные возможности схем телефонных систем, где использовались электрические переключатели для маршрутизации вызовов и балансировки нагрузок. Мысленно он начал примерять эти схемные решения к другой привлекавшей его области – к логическим системам, сформулированным за девяносто лет до этого британским математиком Джорджем Булем. Буль революционизировал логику, найдя способы выражения логических выражений в виде символов и уравнений. Он присвоил истинным утверждениям значение i, а ложным – о. Тогда последовательность, составленную из базовых логических операций, таких как “и” (and), “или” (or), “не” (not), “и/или” (either/or), “если/то” (if/then), можно выполнить, используя эти утверждения, так же, как если бы они были математическими уравнениями.

Шеннон понял, что электрические схемы могут выполнять эти логические операции, используя различные комбинации двухпозиционных переключателей (с режимами “включено”/“выключено”). Для выполнения операции “и”, например, нужно два переключателя расположить последовательно, так что для того, чтобы пошел ток, оба должны быть в положении “включено”. Чтобы выполнить операцию “или”, переключатели должны быть расположены параллельно, так, чтобы электрический ток тек, если один из них находится в положении “включено”. Чуть более универсальные переключатели, называемые логическими затворами или вентилями, могли бы ускорить процесс. Другими словами, можно было сконструировать схему, содержащую много реле и логических затворов, которые могли бы выполнять шаг за шагом последовательность логических задач.

(Реле – это просто переключатель, который может открываться и закрываться с помощью электричества, например с помощью электромагнита. Те реле, которые механически – щелчком – открываются, а закрываются с помощью электричества, иногда называются электромеханическими, потому что они имеют подвижные части. Электронные лампы и транзисторы также можно использовать в качестве переключателей в электрической цепи, их называют электронными, потому что они управляют потоком электронов, но никакие физические части в них не движутся. “Логический затвор” – это переключатель, который может иметь один или несколько входов. Например, в случае двух входов логический элемент “и” переключается в положение “включено”, если оба входа находятся в позиции “включено”, а логический элемент “или” переходит в состояние “включено”, если какой-нибудь из входов находится в положении “включено”. Концептуальный прорыв Шеннона состоял в том, что он понял, как они могут быть соединены друг с другом в схемах, чтобы с их помощью можно было решать задачи булевой алгебры.)

Когда осенью Шеннон вернулся в МТИ и рассказал о своих идеях Бушу, тот был восхищен ими и предложил ему включить их в дипломную работу. Шеннон так и поступил, назвал ее “Символический анализ релейных и переключательных схем” и показал, как может быть выполнена каждая из многочисленных операций булевой алгебры. В конце он резюмировал: “Выполнять сложные математические операции с помощью релейных цепей вполне возможно”

. Это стало базовой концепцией, лежащей в основе всех цифровых компьютеров.

Идеи Шеннона заинтересовали Тьюринга, потому что они оказались тесно связаны с его только что опубликованной концепцией универсальной машины, которая могла использовать простые команды, выраженные в двоичном коде, для решения не только математических, но и логических задач. Кроме того, поскольку логика работает по тем же законам, что и человеческий мозг, машина, выполняющая логические задачи, теоретически могла бы имитировать ход мысли людей.

В Bell Labs в то же время работал математик Джордж Роберт Стибиц, в чьи обязанности входило разбираться со все более сложными расчетами, требовавшимися инженерам-телефонистам. Единственными инструментами в его распоряжении были механические настольные арифмометры, и он решил придумать что-то получше, основываясь на шенноновских идеях о возможностях электронных схем решать математические и логические задачи. Однажды поздним ноябрьским вечером он пошел на склад и взял несколько старых электромагнитных реле и электрических ламп. На столе своей кухни с помощью этих деталей, железной коробочки из-под табака и нескольких переключателей он собрал простую логическую схему, которая могла суммировать бинарные числа. Загоревшаяся лампа представляла собой 1, а потухшая – 0. Его жена окрестила схему K-Model – в честь кухонного стола. На следующий день он взял схему в офис и попытался убедить своих коллег, что, будь у него достаточно реле, он мог бы сделать вычислительную машину.

Одной из важных задач Bell
Страница 17 из 45

Labs было найти способ усиливать передаваемые на большие расстояния телефонные сигналы и при этом отфильтровывать постоянный фон. У инженеров были формулы, в которые входили амплитуды и фазы сигнала, и в решения этих уравнений иногда входили комплексные числа (включающие мнимую часть, пропорциональную квадратному корню из -1). Руководитель Стибица спросил его, сможет ли машина оперировать комплексными числами. Когда он ответил, что это возможно, руководитель одобрил идею и дал ему в помощь группу для строительства такой машины. Машину назвали калькулятором комплексных чисел, и ее создание было завершено в 1939 году. В ней было более четырехсот реле, каждое из которых могло включаться и выключаться двадцать раз в секунду. Это сделало ее потрясающе быстродействующей по сравнению с механическими калькуляторами и мучительно медлительной по сравнению со схемами, собранными полностью из электронных ламп, которые как раз в то время изобрели. Компьютер Стибица не был программируемым, но он показал, что схемы на реле могут обращаться с бинарной математикой, обрабатывать информацию и выполнять логические операции

.

Говард Айкен

А в это же время в 1937-м аспирант из Гарварда по имени Говард Айкен пытался сделать утомительные расчеты для своей диссертации по физике, используя арифмометр. Когда он стал уговаривать университет построить более сложный компьютер для ускорения работы, декан его факультета вспомнил, что на чердаке научного центра Гарвардского университета валялись какие-то медные колесики, оставшиеся от устройства вековой давности, похожие на то, о чем говорил Айкен. Когда Айкен обследовал чердак, он нашел одну из шести демонстрационных моделей разностной машины Чарльза Бэббиджа, которую в нескольких экземплярах изготовил сын Бэббиджа Генри. Айкен пришел в восторг от идей Бэббиджа и перенес набор медных колесиков в свой кабинет. “У нас было два колесика Бэббиджа, – вспоминал он, – это были колеса, которые я позже вмонтировал в корпус своего компьютера”

.

Той осенью, как раз когда Стибиц готовил свою демонстрационную кухонную модель, Айкен написал двадцатидвухстраничную служебную записку своим гарвардским руководителям и специалистам из IBM, пытаясь их уговорить профинансировать современную версию цифровой машины Бэббиджа. Его записка начиналась словами: “Желание сэкономить время и умственные усилия при арифметических вычислениях, а также устранить ошибки, к которым склонен человек, вероятно, так же старо, как сама наука арифметика”

.

Айкен вырос в штате Индиана, и детство у него было трудное. Как-то раз, когда ему было двенадцать лет, ему пришлось кочергой защищать мать от пьяного отца, который потом бросил семью. Поэтому юный Говард был вынужден уйти из школы в девятом классе – нужно было зарабатывать. Сначала он устроился телефонным мастером, затем нашел ночную работу в местной энергетической компании, а днем посещал технический колледж. Он своими руками добился успеха, но у него испортился характер. С подчиненными он вел себя как надсмотрщик, позволяющий себе не сдерживаться. Про него говорили, что он похож на надвигающуюся грозу

.

В Гарварде мнения по поводу создания предлагаемой Айкеном вычислительной машины разошлись. В вопросе о предоставлении ему постоянной должности профессора также не было единства, поскольку его деятельность, казалось, больше относилась к области технологии, чем науки. (У некоторой части преподавательского сообщества Гарварда считалось оскорбительным называть кого-то практиком, а не ученым.) Но Айкена поддержал президент университета – Джеймс Брайант Конант, которому, как председателю Национального исследовательского комитета обороны США, хотелось продемонстрировать, что Гарвард участвует и в научных, и в промышленных, и в военных разработках. Сотрудники физического факультета, однако, были большими пуристами, чем президент. Декан факультета в декабре 1939 года написал Конанту, что машину “можно создать, если найдутся деньги, но это не более важная задача, чем многие другие”, а факультетский комитет заявил относительно Айкена: “Ему нужно дать понять, что подобная деятельность не увеличит его шансы на соискание профессорского звания”. В конце концов Конант одержал верх и дал указание Айкену заниматься машиной

.

В апреле 1941 года, когда по чертежам Айкена в лаборатории IBM в Эндикотте (штат Нью-Йорк) был создан компьютер Mark I, Айкен покинул Гарвард и отправился служить в ВМС США. Два года он преподавал в Военно-морской военной минной школе в штате Вирджиния в звании капитан-лейтенанта. Один коллега описал его как “вооруженного до зубов формулами длиной с комнату и теориями” гарвардского ученого, который напоролся “на ораву южан-тупиц”, ни один из которых “не имел понятия об исчислении”

. Большую часть времени он проводил в раздумьях о машине Mark I и иногда надевал парадную военную форму и отправлялся в Эндикотт

.

Служба дала ему одно важное преимущество: в начале 1944 года, когда IBM собиралась отправить готовый Mark I в Гарвард, Айкен смог убедить командование ВМС принять машину на свой баланс и назначить его ответственным за нее. Это помогло ему обойти академическую бюрократию Гарварда, которая все еще упрямо не хотела предоставлять ему постоянную ставку профессора. Гарвардская расчетная лаборатория стала на время военным объектом, и все сотрудники Айкена были военнослужащими ВМС, носившими на работе форму. Он называл их своим “экипажем”, они называли его “командиром”.

В конструкции Mark I позаимствовано много идей у машины Бэббиджа. Он тоже был цифровым, хотя и не двоичным, его колесики имели десять позиций. Вдоль его пятнадцатиметрового вала располагалось семьдесят два счетчика, которые могли запоминать числа длиной до двадцати трех разрядов, в окончательном виде он весил пять тонн, имел примерно двадцать пять метров в длину и семнадцать в ширину. Вал и другие движущиеся части поворачивались с помощью электрических двигателей. Но он был медлительным. Вместо электромагнитных реле в нем использовались механические, которые открывались и закрывались с помощью электрических моторчиков, и это означало, что требовалось около шести секунд, чтобы проделать операцию умножения. Для сравнения, в машине Стибица для этого требовалась одна секунда. Mark I, однако, обладал одной замечательной особенностью, которая станет одной из основных черт современных компьютеров: он был полностью автоматическим. Программы и данные вводились с помощью бумажной ленты, и она могла работать в течение нескольких дней без какого-либо участия человека. Это дало Айкену право провозгласить, что “мечта Бэббиджа сбылась”

.

Конрад Цузе

Тем временем в 1937 году немецкий инженер дома собирал свою машину, и он опередил всех остальных изобретателей, хотя они и не подозревали об этом. Конрад Цузе заканчивал конструировать прототип двоичного калькулятора, который мог читать инструкции с перфоленты. Однако по крайней мере первая версия машины, названной им Zi, была не электрической и не электронной, а механической.

Как и многие инноваторы цифровой эры, Цузе с детства обожал и искусство, и технику. После окончания технического колледжа
Страница 18 из 45

он получил работу инженера-прочниста в самолетостроительной компании в Берлине, и ему пришлось решать линейные уравнения, которые включали все виды нагрузки, силы и коэффициенты упругости. Даже при использовании механических калькуляторов одновременно решить больше шести линейных уравнений с шестью неизвестными менее чем за день человеку было почти невозможно. А если бы в уравнениях было двадцать пять переменных, это могло занять год. И потому Цузе, как и многие другие, загорелся идеей механизировать утомительный процесс решения математических уравнений. Он превратил гостиную своих родителей в квартире, расположенной вблизи берлинского аэропорта Темпельхоф, в мастерскую

.

В первой версии машины Цузе двоичные числа запоминались с помощью тонких металлических пластин с штырьками и прорезями, которые он и его друзья делали ножовкой. Сначала данные и программы вводились с помощью перфолент, но вскоре он перешел на использованную 35-миллиметровую кинопленку, которая оказалась не только прочнее, но и дешевле. Его компьютер Zi был завершен в 1938 году, и он смог справляться с несколькими проблемами, хотя и работал не очень надежно, поскольку все его компоненты были сделаны вручную и часто давали сбои. К сожалению, Цузе работал в условиях, непохожих на условия в Bell Labs, он не мог работать рука об руку с инженерами.

Однако Zi показал, что теоретически логическая концепция Цузе работоспособна. Его друг по колледжу Гельмут Шрайер предложил сделать следующую версию машины, использовав электронные лампы вместо механических переключателей. Если бы они занялись этим сразу, то вошли бы в историю как первые изобретатели работающего современного компьютера: бинарного, электронного и программируемого. Но Цузе, а также эксперты, с которыми он консультировался в техническом колледже, отказались от создания устройства с почти двумя тысячами электронных ламп из-за его дороговизны

.

И друзья решили для Zi вместо электронных ламп использовать подержанные электромеханические реле, которые приобрели в телефонной компании: они были крепче и дешевле, хотя намного медленнее. В результате появился компьютер, в котором для арифметической ячейки использовалось реле. Тем не менее блок памяти был механическим, использующим подвижные штырьки в металлической пластине.

В 1939 году Цузе начал работу над третьей моделью – Z3, в которой использовались электромеханические реле как для арифметического устройства, так и для блоков памяти и управления. В 1941 году она была завершена и стала первым полностью работающим универсальным программируемым цифровым компьютером. И даже хотя в нем не был заложен способ напрямую совершать условные переходы и ветвление в программах, он теоретически мог работать как универсальная машина Тьюринга. Его главное отличие от более поздних компьютеров состояло в том, что в нем использовались неповоротливые электромагнитные реле, а не электронные компоненты, такие как электронные лампы или транзисторы.

Друг Цузе Шрейер продолжал писать докторскую диссертацию под названием “Реле на лампах и методы их переключения”, в которой описывался способ создания мощного и быстрого компьютера на электронных лампах. Но когда они с Цузе в 1941 году предложили его немецкой армии, командование заявило, что для создания машины потребуется около двух лет, а они уверены, что они выиграют войну раньше

. Военных больше интересовало производство оружия, а не компьютеров. В результате Цузе оторвался от своей работы по конструированию компьютеров и отправился обратно на завод по сборке самолетов. В 1943 году, когда начались бомбардировки Берлина союзниками, его компьютеры и чертежи были уничтожены.

Цузе и Стибиц, работая независимо друг от друга, пришли к использованию реле в схемах, которые могли делать двоичные вычисления. Как они могли в одно и то же время прийти к этой идее, когда контакты между этими двумя группами из-за войны были невозможны? Частично ответ состоит в том, что технологический и научный прогресс привели к тому, что момент настал.

Как и многие другие инноваторы, Цузе и Стибиц были знакомы с использованием реле в телефонных схемах, и было логично применять их для бинарных операций в математике и логике. Кроме того, Шеннон, который также был хорошо знаком с телефонными схемами, теоретически доказал, что с помощью электронных схем можно выполнять логические задачи булевой алгебры. Идея использования цифровых схем в качестве ключевых элементов вычислительной техники вскоре была воспринята исследователями практически везде, даже в таких богом забытых местах, как штат Айова.

Джон Винсент Атанасов

В 1937 году другой изобретатель, находившийся далеко и от Цузе, и от Стибица – в Айове, также экспериментировал с цифровыми схемами. Имя изобретателя – Атанасов, он напряженно работал в своем подвале, где и произошел очередной исторический прорыв: он создал вычислительное устройство, в котором использовались электронные лампы, по крайней мере в части схем. В каком-то смысле его машина была менее продвинутой, чем другие, – она не была ни программируемой, ни универсальной. Она не была и полностью электронной, поскольку в ней использовались некоторые медленно движущиеся механические элементы. И хотя он построил модель, которая теоретически могла производить расчеты, он так и не смог заставить ее надежно работать. Тем не менее Джон Винсент Атанасов, которого жена и друзья называли Винсентом, заслуживает чести называться первопроходцем, поскольку он придумал первый частично электронный цифровой компьютер. Однажды декабрьским вечером в 1937 году, когда он долго мчался непонятно куда на машине с бешеной скоростью, он вдруг понял, как создать такой компьютер

.

Атанасов родился в 1903 году. Его отец был эмигрантом из Болгарии, а мать принадлежала к одной из старейших семей Новой Англии. Винсент был старшим из семи детей. Отец работал инженером на электростанции, находящейся в ведении Томаса Эдисона в Нью-Джерси, а затем переехал с семьей во Флориду – в городок, расположенный к югу от Тампы. В девять лет Винсент помог отцу провести в их флоридский дом электричество, и отец подарил ему логарифмическую линейку производства компании Дицгена. Он позже вспоминал: “Эта логарифмическая линейка была моей любимой игрушкой”

. В раннем возрасте он погрузился в изучение логарифмов с энтузиазмом, который кажется немного дурацким, хотя он рассказывал об этом с серьезным видом: “Можете ли вы себе представить, как мальчик в девять лет, у которого на уме бейсбол, может измениться от [знакомства с логарифмами]? Бейсбол был почти забыт, когда я приступил к серьезному исследованию логарифмов”. За лето он посчитал, чему равен логарифм 5 по основанию е, потом, еще в средней школе, с помощью своей матери (когда-то она была учительницей математики) освоил дифференциальное исчисление. Отец взял его на фосфатный завод, где работал инженером-электриком, и показал, как работают генераторы. Винсент закончил старшие классы средней школы за два года, выдерживая двойную нагрузку, и получил по всем предметам высшие оценки.

В Университете Флориды он изучал электротехнику и проявил склонность к практическим
Страница 19 из 45

занятиям, проводя много времени в механических и литейных мастерских университета, но не только. Он по-прежнему был влюблен в математику, и уже на первом курсе ему пришлось столкнуться с доказательством, использующим двоичную систему счисления. Он закончил институт с самым высоким средним баллом среди выпускников того года. Он получил стипендию для обучения в магистратуре по математике и физике от штата Айова, и хотя позже был принят в Гарвард, не изменил своего решения и остался в городе Эймсе, в “кукурузном поясе”.

Атанасов продолжил обучение и получил докторскую степень по физике в Университете штата Висконсин, где проделал такой же путь, как и другие первопроходцы компьютерных технологий, начиная с Бэббиджа. Его работа про гелий, поляризующийся в электрическом поле, предполагала утомительные расчеты. Когда он продирался через математические дебри, имея под рукой лишь настольный арифмометр, он стал мечтать о калькуляторе, который мог бы делать больше операций. После возвращения в университет Айовы в 1930 году на должность доцента он решил, что его степеней по электротехнике, математике и физике достаточно для создания такого калькулятора.

Это явилось следствием его решения не оставаться в Висконсине и не поступать в Гарвард или другие крупные университеты, где велись исследования. В Айове, где никто, кроме него, не работал над созданием новых вычислительных машин, Атанасов был предоставлен сам себе. Здесь он мог обдумывать новые идеи, но рядом не было людей, с которыми он мог бы обсудить их, или коллег, которые могли бы помочь ему преодолеть теоретические или технические проблемы. В отличие от большинства инноваторов цифровой эры, он был одиноким изобретателем, черпающим свое вдохновение во время одиноких поездок на автомобиле и в дискуссиях с единственным помощником-аспирантом. Как оказалось, это была неправильная стратегия.

Атанасов собирался построить аналоговое устройство; его любовь к логарифмическим линейкам привела его к попыткам сконструировать огромные устройства, подобные ей и использующие длинные полоски пленки. Но он понял: чтобы решать линейные алгебраические уравнения с достаточной точностью, длина пленки должна составлять сотни метров. Он также построил хитроумное устройство, которое могло находить решение дифференциального уравнения в частных производных путем придания соответствующей формы блоку из парафина. Ограничения, присущие этим аналоговым устройствам, привели его к решению сосредоточиться на создании цифровой версии.

Первая задача, которую он решал, состояла в том, как сохранить числа в машине. Для описания этой функции машины он использовал термин “память”: “В то время я имел только поверхностные представления о работе Бэббиджа и поэтому не знал, что он назвал то же самое понятие «запоминающим устройством»… Мне нравится его название, и если бы я знал о нем, я, возможно, использовал бы его. Мне нравится и термин «память» за его аналогию с функцией мозга”

.

Атанасов перебрал разные виды возможных устройств памяти: механические штырьки, электромагнитные реле, небольшой кусочек магнитного материала, который мог быть намагничен электрическим зарядом, электронные лампы и электрическим конденсатор. Самыми быстрыми были электронные лампы, но они были дороги. Тогда он решил вместо них использовать конденсаторы – небольшие и недорого стоящие компоненты, которые могут сохранять, по крайней мере на короткое время, электрический заряд. Это решение было понятно, но оно означало, что машина будет медлительной и громоздкой. Даже если сложение и вычитание могло происходить с электронными скоростями, процесс переноса числа в блок памяти и из него замедлял скорость счета, поскольку она определялась скоростью вращающегося барабана.

Вверху слева: Джордж Стибиц (1904–1995), ок. 1945 г.

Вверху справа: Конрад Цузе (1910–1995) со своим компьютером Z4, 1944 г.

Слева: Джон Атанасов (1903–1995) в Университете штата Айова, 1940 г.

Реконструкция компьютера Атанасова

Определившись с блоком памяти, Атанасов сосредоточился на том, как построить арифметический и логический блок, который он назвал “вычислительным механизмом”. Он решил, что он должен быть полностью электронным, что означало применение электронных ламп, хотя они и были дорогими. Лампы должны были выполнять функцию двухпозиционных переключателей с функциями “включить/выключить”, то есть служить логическими вентилями в схемах, которые могут складывать, вычитать, а также выполнять любые команды булевой алгебры.

В связи с этим возник теоретический вопрос из тех, что он любил с детства в математике: должна ли его цифровая машина использовать десятичную, двоичную или какую-либо другую систему счисления? Истинный любитель повозиться с разными системами счисления, Атанасов изучил много вариантов. “На короткое время система счисления с основанием сто показалась мне многообещающей, – писал он в неопубликованной работе. – Этот же расчет показал, что основание, которое теоретически дает высокую скорость расчета, это число е”

. Но поиски компромисса между теорией и практикой привели его в конце концов к выбору двойки в качестве основания, то есть к двоичной системе счисления. В конце 1937 года эти и другие идеи крутились в его голове, это была “сборная солянка” из мыслей, которые никак друг с другом не “склеивались”.

Атанасов любил автомобили; он старался по возможности покупать каждый год по новому и в декабре 1937 года купил новый “форд” с мощным двигателем V8. Чтобы проветриться, он отправился на прогулку, и эта поездка стала важной вехой в истории вычислительной техники. Вот его воспоминания об этом вечере:

“Однажды зимним вечером 1937 года я почувствовал, что совершенно измучен невозможностью найти решение проблем, связанных с конструкцией машины. Я сел в автомобиль, разогнался и ехал так долгое время, пока не стал контролировать свои эмоции. Это было моей привычкой – у меня получалось восстанавливать контроль над собой после того, как проедусь по дороге, сосредоточившись на управлении автомобилем. Но в ту ночь я был слишком измучен и продолжал мчаться, пока не пересек реку Миссисипи и не оказался в штате Иллинойс в 300 километрах от того места, где я сел в машину”

.

Он съехал со скоростного шоссе и завернул в придорожную забегаловку. В штате Иллинойс, в отличие от Айовы, можно было по крайней мере купить спиртного, и он заказал себе порцию бурбона с содовой, потом еще одну. “Я почувствовал, что уже не так нервничаю, и мои мысли снова обратились к вычислительным машинам, – вспоминал он. – Я не знаю, почему моя голова тогда заработала и почему она не работала раньше, но там было симпатично, прохладно и тихо”. Официантка не обращала на него внимания, и Атанасов смог спокойно обдумать свою проблему

.

Он набросал свои идеи на бумажной салфетке, а затем начал перебирать какие-то практические вопросы. Главное – было непонятно, как пополнить заряд в конденсаторах, которые разряжались через пару минут. Он придумал поместить их на вращающиеся цилиндрические барабаны, сделанные из банок сока V8 (емкостью примерно 1,5 литра), чтобы они каждую секунду вступали в контакт с щетками,
Страница 20 из 45

сделанными из кабелей, и их заряды восстанавливались. “В тот вечер я представил в голове возможную конструкцию регенеративной памяти, – вспоминал он. – В тот момент я называл ее «дискретной»”. С каждым поворотом вращающегося цилиндра щетки должны “встряхивать” память, состоящую из конденсаторов, а также при необходимости снимать старые данные с конденсаторов и вводить новые. Он также придумал схему, которая позволяла считывать числа с двух разных цилиндров с конденсаторами, а затем использовать схему на электронных лампах, чтобы их складывать и вычитать, после чего результат отправлять в блок памяти. Как он вспоминал, после нескольких часов обдумывания всех этих проблем он “сел в машину и поехал домой, уже не так быстро”

.

К маю 1939 года Атанасов был готов начать создание прототипа. Ему нужен был помощник, предпочтительно аспирант с инженерными навыками. Однажды друг, работавший на том же факультете, сказал ему: “У меня есть как раз такой человек, который тебе нужен”. Так у него началось сотрудничество с Клиффордом Берри – тоже сыном электрика-самоучки

.

Прототип был разработан и собран, его единственной целью было решение системы линейных уравнений. Машина Атанасова могла работать с системами, содержащими до двадцати девяти переменных. На каждом шагу она обрабатывала два уравнения и убирала одну из переменных, а затем распечатывала получившиеся уравнения на двоичных перфокартах размером 8 х 11, после чего набор карт с более простой системой уравнений подавался обратно в машину, и процесс начинался заново, а затем убиралась еще одна переменная. Это требовало много времени. Чтобы найти решение системы из двадцати девяти уравнений, машине потребовалось бы (если бы они могли заставить ее работать как нужно) считать почти неделю. Но если те же самые расчеты выполняли бы люди с помощью настольных калькуляторов, они потратили бы на это по крайней мере десять недель.

Атанасов продемонстрировал прототип в конце 1939 года и, надеясь получить финансирование на строительство полноценной машины, напечатал на машинке тридцатипятистраничное ее описание и сделал с него несколько копий через копирку. Начинался текст следующими словами: “Главная цель этого предложения – представить описание устройства и работы вычислительной машины, которая была разработана в основном для решения больших систем линейных алгебраических уравнений”. Как будто для того, чтобы ответить критикам, считавшим недостатком, что назначение большой машины было ограничено только решением систем уравнений со многими неизвестными, Атанасов перечислил длинный список проблем, для которых требуется решение таких систем: “аппроксимация кривой… колебательные задачи… анализ электрических схем. упругие материалы”. В заключение он представил подробный перечень предполагаемых расходов, которые в сумме давали грандиозную цифру – 5330 долларов, и эти деньги он в конечном итоге получил от частного фонда

. Затем он послал одну из печатных копий своего предложения в Чикаго патентному адвокату, нанятому Университетом Айовы, который в нарушение служебного долга не удосужился подать заявку на патент, и из-за его просчета правовой спор затянулся на десять лет.

К сентябрю 1942 года полноценная модель машины Атанасова была почти закончена. Она была размером с письменный стол, и в ней использовалось до трехсот электронных ламп. Была, однако, проблема: механизм для прожигания отверстий в перфокартах с помощью искры никогда не работал должным образом, и не было никакой команды механиков и инженеров в Университете Айовы, к которым можно было обратиться за помощью.

В этот момент работа остановилась. Атанасов был призван на службу во флот и послан в исследовательскую артиллерийскую лабораторию ВМС в Вашингтоне, где он работал над проблемами акустических мин, а затем принял участие в испытаниях атомной бомбы на атолле Бикини. В этот период он переключил внимание с компьютеров на инженерные проблемы, связанные с боеприпасами, но он остался изобретателем, подготовил тридцать патентов, в том числе на устройство для траления мин. Но его адвокат из Чикаго так никогда и не подал патентную заявку на его компьютер.

Компьютер Атанасова мог бы стать важной вехой в развитии вычислительной техники, но он был и в прямом, и в переносном смысле отправлен на свалку истории. Почти работающая машина была оставлена на хранении в подвале физического факультета Университета Айовы, и несколько лет спустя никто, казалось, не помнил, что она существовала. Когда в 1948 году занимаемое ею место понадобилось для других целей, некий аспирант разобрал ее, не поняв, что это было, и выбросил большую часть деталей

. Во многих тогдашних историях, рассказывавших о начале компьютерной революции, Атанасов даже не упоминается.

Даже если бы компьютер Атанасова заработал должным образом, у него были бы ограниченные возможности. Схемы с электронными лампами производили молниеносные расчеты, но механически поворачивающиеся ячейки памяти многократно замедляли процесс. И система прожигания отверстий в перфокартах, даже когда она работала, тормозила работу. Для того чтобы стать по-настоящему быстродействующими, современные компьютеры должны были стать полностью, а не частично электронными. Кроме того, модель Атанасова не была программируемой. Она была спроектирована только для того, чтобы решать линейные уравнения.

Из-за романтической тяги к изобретательству Атанасов был одиноким энтузиастом, работавшим много лет в подвале с единственным помощником – молодым напарником Клиффордом Берри. Но история его жизни свидетельствует о том, что на самом деле не следует романтизировать таких одиночек. Как и Бэббидж, который также трудился в своей маленькой мастерской и которому помогал только один ассистент, Атанасов так и не довел свою машину до полностью рабочего состояния. Если бы он работал в Bell Labs в содружестве с командами техников, инженеров и механиков или в большом университете, имеющем исследовательские лаборатории, скорее всего, нашлось бы решение для крепления и устройства считывания перфокарт и для других массивных частей его хитроумной машины. Кроме того, когда в 1942 году Атанасов был призван служить в ВМФ США, в лаборатории остались бы другие члены команды, способные доделать машину или по крайней мере вспомнить, что она создавалась.

Спасла Атанасова от забвения довольно нелепая история. В июне 1941 года его посетил один из тех людей, которые вместо того, чтобы трудиться в одиночестве, любили ездить по разным местам, подхватывать идеи и работать в команде. Поездка Джона Мокли в Айову позже станет предметом дорогостоящих судебных процессов, горьких обвинений и противоположных интерпретаций. Но она и спасла Атанасова от безвестности и подтолкнула ход развития компьютерной техники вперед.

Джон Мокли

В начале ХХ века в Соединенных Штатах образовался, как ранее в Британии, класс ученых-джентльменов, которые собирались в специальных клубах ученых, отделанных деревянными панелями, и в других изысканных помещениях, где они обменивались идеями, слушали лекции, а также сотрудничали в различных проектах. Джон Мокли вырос в этой атмосфере.
Страница 21 из 45

Его отец, физик, был начальником Отдела геомагнетизма в вашингтонском Институте науки Карнеги, самом главном учреждении страны по содействию продвижению и обмену результатами научных исследований. В этом отделе отслеживали электрические процессы в атмосфере. Отец Мокли координировал работу исследователей по всему миру – от Гренландии до Перу

.

На Джона, выросшего в пригороде Вашингтона Чеви-Чейзе, научное сообщество оказало сильное влияние. “В Чеви-Чейзе, казалось, жили практически все ученые Вашингтона, – говорил он с гордостью, – директор Отдела мер и весов Национального бюро стандартов жил рядом с нами. Поблизости жил и директор Отдела радио”. Глава Смитсоновского института также был их соседом. Джон провел много выходных, делая расчеты для отца с помощью настольного арифмометра, и в результате у него развилась страсть к метеорологии, базирующейся на вводе данных. Он также любил электрические схемы. Они с друзьями проложили в своем районе телефонные провода, соединили свои дома внутренней телефонной сетью и соорудили устройства дистанционного управления для запуска фейерверков на вечеринках. Он вспоминал: “Когда я нажимал на кнопку, фейерверк улетал на 16 метров”. В четырнадцать лет он зарабатывал деньги, помогая жителям своего района устранить неисправность проводки в их домах

.

Будучи студентом университета Джона Хопкинса, Мокли попал в программу для исключительных студентов, которым сразу разрешалось защищать диссертацию в области физики. Он сделал свою работу по линейным спектрам, потому что в них была красота, для них требовались экспериментальные и теоретические навыки. “Нужно было знать определенную теорию, чтобы понять, к чему относились эти спектры, но понять это было нельзя без экспериментальных фотографий этих спектров. Только вот делать их нужно было самим, – говорил он. – Так что мне пришлось долго учиться стеклодувному мастерству, вакуумной технике, методикам нахождения течей в системе и т. д.”

Мокли был обаятельным человеком, он обладал удивительной способностью (и желанием) разъяснять вопросы, поэтому вполне естественно, что он стал профессором. Такое место в Великую депрессию было трудно получить, но он сумел сделать это и устроился в колледже Урсинус, в часе езды к северо-западу от Филадельфии. “Я был там единственным человеком, обучавшим студентов физике”

.

Мокли всегда был готов делиться идеями, он обладал талантом рассказчика и, когда говорил, широко улыбался – все это сделало его очень популярным преподавателем. “Он любил рассказывать, и, кажется, многие из его идей возникли в результате активного обмена мнениями, – вспоминал его коллега, – Джон любил светские мероприятия, любил вкусно поесть и выпить. Он любил женщин, интересных молодых людей – интеллектуальных и необычных”

. Задавать ему вопрос было опасно, поскольку он мог долго, серьезно и страстно витийствовать почти на любую тему – от театра и литературы до физики.

Перед аудиторией он устраивал представления не хуже шоумена. Для того чтобы объяснить сохранение количества движения, он мог закрутиться, вытянув руки в стороны, а потом прижать их к туловищу, а чтобы описать понятие действия и противодействия, он становился на самодельный скейтборд и наклонялся назад и вперед (однажды, выполняя этот трюк, он упал и сломал руку). Люди иногда приезжали издалека, чтобы услышать его предрождественскую лекцию в конце семестра, которую колледж устраивал в самой большой аудитории, чтобы поместились все желающие. В ней он объяснял, как спектроскопия и другие физические методы могут помочь определить, что находится в пакете, не разворачивая его. По словам его жены, чего только он не делал: “Он измерял его. Он взвешивал его. Он погружал его в воду. Он протыкал его длинной иглой”

.

Вспоминая о своем детском увлечении метеорологией, Мокли в начале 1930-х годов выбрал предметом своих исследований вопрос о том, связаны ли крупномасштабные изменения погодных условий с солнечными вспышками, пятнами и вращением Солнца. Ученые из Института Карнеги и Бюро погоды США передали ему записи ежедневных данных от двухсот станций за двадцать лет, и он приступил к вычислению корреляций. Он сумел по дешевке купить подержанные настольные калькуляторы (все это происходило в годы Великой депрессии) у испытывающих трудности банков и нанять через Национальное управление по делам молодежи группу молодых людей для вычислений, платя им по пятьдесят центов за час

.

Как и другие исследователи, чьи работы требовали утомительных вычислений, Мокли стремился изобрести машину для ускорения расчетов. Со свойственной ему общительностью он приступил к сбору данных о том, что делают другие, и, следуя традициям великих инноваторов, постарался собрать воедино множество идей. В павильоне IBM на Нью-Йоркской всемирной выставке 1939 года он увидел электрический калькулятор, в котором использовались перфокарты, но понял, что их применение было бы слишком медленным, учитывая количество данных, которые нужно обрабатывать. Он также увидел шифровальную машину, которая использовала электронные лампы для кодирования сообщений. Можно ли использовать эти лампы для других логических схем? Он взял своих учеников на экскурсию в Суортмор-колледж, чтобы посмотреть на счетчики, использовавшие схемы, собранные на электронных лампах, для счета вспышек, происходящих при ионизации космическими лучами

. Он также прослушал курс вечерних лекций по электронике и начал экспериментировать со схемами на лампах, спаянными собственноручно, чтобы увидеть, как еще их можно использовать.

В сентябре 1940 года на конференции в Дартмутском колледже Мокли увидел калькулятор комплексных чисел Джорджа Роберта Стибица, разработанный в Bell Labs. Демонстрировали его необычным образом: компьютер Стибица находился в здании Bell Labs, расположенном в Нижнем Манхэттене, а результаты передавались в колледж по телетайпной линии. Это был первый компьютер, предназначенный для удаленного использования. В течение трех часов он решал задачи, поставленные аудиторией, тратя около минуты на каждую. Среди присутствовавших на демонстрации был Норберт Винер – основатель кибернетики, который попытался поставить в тупик машину Стибица, попросив ее поделить число на ноль. Машина не попалась в ловушку. Там также присутствовал Джон фон Нейман – венгерский эрудит, который вскоре вместе с Мокли станет играть одну из главных ролей в дальнейшем развитии компьютеров

.

Когда Мокли решил построить собственной компьютер на лампах, он сделал правильный шаг, с которого должны были бы начинать все хорошие инноваторы: собрал воедино всю информацию, почерпнутую во время своих путешествий. Поскольку колледж Урсинус не получал денег на научно-исследовательскую деятельность и Мокли платил за лампы из своего кармана, он попытался выклянчить их у производителей. Он написал в Supreme Instruments Corp. и попросил передать ему некоторые компоненты, заявив: “Я собираюсь собрать электрическую счетную машину”

. Во время визита в Американскую корпорацию радио он обнаружил, что неоновые лампы также можно использовать как переключатели. Они были медленнее, но дешевле электронных
Страница 22 из 45

ламп, и он купил их про запас по восемь центов за штуку. “До ноября 1940 года, – позже сказала его жена, – Мокли протестировал некоторые компоненты своего будущего компьютера и убедился, что построить дешевое и надежное цифровое устройство с использованием только электронных элементов реально”. Она утверждала, что это произошло прежде, чем он даже услышал об Атанасове

.

В конце 1940 года он признался друзьям, что надеется собрать воедино всю имеющуюся информацию, чтобы сделать цифровую электронную вычислительную машину. “Мы сейчас рассматриваем конструкцию электрической вычислительной машины, – написал он в том ноябре метеорологу, с которым работал. – Машина, в которой будут использоваться ламповые реле, будет выполнять операции примерно в течение 1/200 секунды”

. Несмотря на то, что он был общительным и получал информацию от многих людей, ему очень хотелось прослыть первым человеком, сконструировавшим новый тип компьютера. В декабре он написал своему бывшему студенту: “Сообщаю вам конфиденциально, что через год или около того, как только смогу получить компоненты и собрать их вместе, я, вероятно, смогу закончить строительство электронной вычислительной машины… Держите это в тайне, так как в этом году для осуществления этого плана у меня нет оборудования, а я хотел бы быть первым”

.

В том же декабре 1940 года Мокли довелось познакомиться с Атанасовым, что положило начало серии событий, за которыми последовали годы споров по поводу склонности Мокли собирать информацию из различных источников и его желания “быть первым”. Однажды Атанасов, посетив семинар в университете Пенсильвании, заскочил на заседание, на котором Мокли рассказывал о своих планах по созданию машины для анализа данных о погоде. После окончания доклада Атанасов подошел к нему и рассказал, что конструирует электронный калькулятор в университете Айовы. Мокли записал на своей программке конференции, что Атанасов утверждал, что изобрел машину, которая могла обрабатывать и хранить данные при стоимости только 2 доллара за разряд. (Машина Атанасова могла бы обрабатывать и хранить три тысячи двоичных разрядов одновременно и стоила около 6 тысяч долларов.) Мокли был поражен. Он подсчитал, что стоимость компьютера на электронных лампах должна составлять почти 13 долларов на разряд, и сказал, что хотел бы увидеть, откуда берется такая цена. И Атанасов пригласил его приехать в Айову.

На протяжении первой половины 1941 года Мокли переписывался с Атанасовым и продолжал восхищаться низкой заявленной стоимостью его машины. “Стоимость менее чем 2 доллара за разряд звучит почти нереально, и все же, как я понял, вы на этом настаиваете, – написал он. – Ваше предложение посетить Айову показалось сначала довольно фантастическим, но идея начинает казаться мне заманчивой”. Атанасов убеждал его принять приглашение: “В качестве вознаграждения я расскажу, как удалось собрать машину стоимостью 2 доллара за разряд”

.

Визит Мокли к Атанасову

Судьбоносный визит состоялся в июне 1941 года и длился четыре дня

. Мокли прибыл поздно вечером в пятницу 13 июня из Вашингтона и привез с собой шестилетнего сына – Джимми, что очень удивило жену Атанасова Луру, которая еще не успела приготовить комнату для гостей. Позже она вспоминала: “Мне пришлось побегать, залезть на чердак, искать дополнительные подушки и все остальное”

. Она также приготовила им ужин, так как Мокли приехали голодными. У Атанасовых было трое собственных детей, но Мокли, похоже, считал, что во время его визита Лура будет заботиться о Джимми, что она и делала, хотя и неохотно. Она невзлюбила Мокли. По какому-то поводу она сказала мужу: “Мне он не кажется честным человеком”

.

Атанасов был готов показать свою частично собранную машину даже несмотря на предупреждение жены, что он слишком доверчив: “Ты должен проявлять осторожность, ведь машина еще не запатентована”. Тем не менее на следующее утро Атанасов повел Мокли, а заодно и Луру с детьми в подвал физического факультета, гордо откинул покрывало и показал то, что они с Берри сооружали.

Мокли был впечатлен несколькими вещами. Идея использования конденсаторов в блоке памяти была гениальной и экономичной, так же как и метод Атанасова пополнять их заряд примерно раз в секунду, поместив их на вращающийся цилиндр. У Мокли возникала идея использовать конденсаторы вместо более дорогих электронных ламп, и он оценил, насколько метод Атанасова “встряхивания их памяти” сделал машину работоспособной. Это объясняло, почему стоимость машины могла быть понижена до 2 долларов за разряд. Прочитав описание деталей машины Атанасова, Мокли сделал ряд заметок и спросил, может ли он взять один экземпляр домой. Атанасов отказал ему и потому, что у него не было больше экземпляров (ксероксы еще не были изобретены), и потому, что его беспокоило то, что Мокли и так получил слишком много информации

.

Но в целом Мокли не особенно проникся тем, что увидел в городе Эймсе, или, по крайней мере, он настаивал на этом, рассказывая позже об этой поездке. Самым большим недостатком машины Атанасова было то, что она не была полностью электронной, в ней имелись механические барабаны конденсаторов, служащие блоками памяти. Это делало ее недорогой, но очень медленной. “Я думал, что его машина гораздо хитроумнее, но так как она оказалась частично механической, в том числе в ней использовались вращающиеся коммутирующие переключатели, она никоим образом не была похожа на то, что я имел в виду, – вспоминал Мокли. – Я больше не интересовался подробностями”. Позже в своих показаниях на суде по поводу правомочности его патентов Мокли сказал, что полумеханический характер машины Атанасова вызвал у него “довольно сильное разочарование” и он перестал им интересоваться как “механическим устройством, которое в своей работе использует некоторое количество электронных ламп.

Вверху слева: Говард Айкен (1900–1973) в Гарварде, 1945 г.

Вверу справа: Джон Мокли (1907–1980), 1945 г.

Слева: Дж. Преспер Эккерт (1919–1995), ок. 1945 г.

Внизу: Эккерт (касается машины), Мокли (прислонился к колонне), Джин Дженнингс (на заднем плане) и Герман Голдстайн (рядом с Дженнингс) около машины ENIAC, 1946 г

Вторым его разочарованием, как утверждал Мокли, было то, что машина Атанасова была предназначена для решения одной-единственной задачи и не могла быть перепрограммирована или модифицирована для выполнения других задач: “У него не было в планах ничего, что могло бы сделать машину более универсальной и позволило бы ей решать какие-либо другие задачи, кроме решения системы линейных уравнений”

.

Так Мокли покинул Айову, не найдя там важных идей для конструирования своего компьютера, но привез горстку мыслей, которые добавил в ту корзину идей, которые он сознательно и полусознательно собирал во время поездок по конференциям, колледжам и выставкам. “Я приехал в Айову почти с той же целью, что и на Всемирную выставку и в другие места, – говорил он в своих свидетельских показаниях, – [посмотреть], было ли там то, что могло бы облегчить вычисления”

.

Как и большинство людей, Мокли черпал информацию и идеи из опыта других людей, бесед с ними и наблюдений – в его
Страница 23 из 45

случае в Суортморе, Дартмуте, в Bell Labs, RCA, на Всемирной выставке, в Университете Айовы и в других местах. И присоединял их к идеям, которые считал своими собственными. “Новая идея приходит внезапно и скорее интуитивным путем, – однажды сказал Эйнштейн, – но интуиция есть не что иное, как результат накопленного интеллектуального опыта”. Когда люди извлекают ценную информацию и идеи из различных источников и собирают все это вместе, для них естественно думать, что результирующие идеи придуманы ими самостоятельно, и в действительности это так и есть. Все идеи рождаются именно так. Мокли считал, что его интуиция и мысли о том, как построить компьютер, были его собственными, а не украденными у других. И несмотря на более поздние юридические вердикты, он был в основном прав, насколько каждый может быть прав, утверждая, что его идеи являются его собственными. Именно так развивается творческий процесс, хотя, возможно, патентное законодательство говорит об ином.

В отличие от Атанасова Мокли мог и любил работать в команде, состоящей из разных талантливых людей. В результате Мокли и его команда вошли в историю как изобретатели первого электронного компьютера общего назначения.

Когда Мокли готовился покинуть Айову, он получил хорошие новости. Он был приглашен в Университет Пенсильвании пройти курс электроники – множество таких курсов, финансируемых в приоритетном порядке военным министерством США, было организовано по всей стране. Это был шанс узнать больше об использовании электронных ламп в электронных схемах, которые, как он теперь был убежден, лучше всего подходили для создания компьютеров. Это иллюстрирует важную роль военного ведомства в эпоху цифровых технологий, всячески стимулировавшего инновации.

Во время этого десятинедельного курса летом 1941 года Мокли получил возможность работать с одной из версий дифференциального анализатора, принадлежащего МТИ, – аналоговым компьютером, разработанным Вэниваром Бушем. Это не только усилило его желание создать свой собственный компьютер, он понял, что ресурсов для его изготовления в таком месте, как Университет Пенсильвании, было намного больше, чем в Урсинус-колледже. Так что когда в конце лета ему было предложено место преподавателя этого университета, он с благодарностью согласился.

Мокли написал о новостях Атанасову. В письме содержались намеки на план действий, который расстроил профессора из Айовы. “Мне недавно пришло в голову несколько разных идей относительно компьютерных схем – некоторые из них являются более или менее гибридными, сочетающими ваши методы с другими, а некоторые из них не имеют ничего общего с вашей машиной, – написал Мокли вполне правдиво. – Вопрос, на мой взгляд, заключается в следующем: есть ли возражения с вашей стороны против строительства мной некоего компьютера, который включает в себя некоторые идеи вашей машины?”

По этому письму, последовавшим разъяснениям и показаниям в будущем судебном процессе трудно понять, был ли невинный тон Мокли искренним или притворным.

В любом случае письмо расстроило Атанасова, которому до тех пор не удалось заставить университетского юриста подать какую-либо патентную заявку. Через несколько дней он ответил Мокли довольно резко: “Наш юрист подчеркнул необходимость быть осторожным в распространении информации о нашем устройстве, пока заявка на патент не подана. Это не потребует слишком много времени, и, конечно же, у меня нет сожалений по поводу того, что я рассказал вам о нашем устройстве, но нужно, чтобы на данный момент мы воздержались от обнародования каких-либо подробностей”

. Поразительно, но этот обмен письмами еще не заставил ни Атанасова, ни патентного адвоката поспешить с подачей патентной заявки.

В течение той осени 1941 года Мокли доделывал свою версию компьютера, в котором, как он правильно считал, содержались идеи, почерпнутые во множестве разных источников, и который очень отличался от того, что построил Атанасов. Летом, когда он проходил курс по электронике, Мокли встретил замечательного партнера, который подключился к его работе. Это был аспирант, перфекционист, страстно любивший точные технологии, который знал так много об электронике, что был консультантом Мокли на лабораторных занятиях, хотя и был на двенадцать лет его младше (тогда ему было двадцать два) и еще не имел докторской степени.

Дж. Преспер Эккерт

Джон Адам Преспер Эккерт-младший, который в формальной обстановке назывался Дж. Преспером Эккертом, а в неформальной – Пресом, был единственным ребенком в семье миллионера, занимавшегося недвижимостью в Филадельфии

. Один из его прапрадедов Томас Миллс изобрел машину, которая изготавливала знаменитые ириски salt water taffy в Атлантик-Сити, и, что важно, создал фирму, которая производила и продавала их. Эккерт ходил в частную школу имени Уильяма Пенна, основанную в 1689 году. Его школьные успехи объяснялись не положением его семьи, а его собственными талантами. В двенадцать лет он стал победителем общегородской научной выставки-ярмарки, собрав систему наведения для моделей лодок, состоящую из магнитов и реостатов, а в четырнадцать лет разработал оригинальный способ замены капризных аккумуляторов, которые применялись в системе внутренней телефонной связи в одном из зданий отца, на устройства, работающие от обычной электрической сети

.

В старших классах школы Эккерт поражал одноклассников своими изобретениями и даже зарабатывал, собирая радиоприемники, усилители и аудиосистемы. Филадельфия, город Бенджамина Франклина, была тогда крупным центром электроники, и Эккерт проводил время в исследовательской лаборатории Фило Фарнсуорта – одного из изобретателей телевидения. Хотя он был принят в Массачусетский технологический институт и собирался там учиться, родители не захотели его отпустить. Они сделали вид, что понесли финансовые убытки из-за депрессии, надавили на него и уговорили учиться в Пенсильвании и жить дома. Они хотели, чтобы он изучал бизнес, однако он взбунтовался и поступил в университетскую электротехническую школу Мура, поскольку электротехника его интересовала больше.

Публичный триумф Эккерта в Пенсильвании состоялся, когда он сделал устройство, названное им Osculometer – измеритель страстности поцелуя (от латинского слова osculum – поцелуй), который должен был показывать уровень страсти и романтичной заряженности поцелуя. Пара бралась за ручки устройства и начинала целоваться, их губы входили в контакт и замыкали электрическую цепь, в результате чего зажигалось несколько ламп. Нужно было поцеловаться достаточно страстно, чтобы засветились все десять ламп, и тогда начинала выть сирена. Смышленые участники догадались, что влажные губы и потные ладони уменьшают сопротивление в цепи

. Эккерт также изобрел устройство, которое использовало метод световой модуляции для записи звука на кинопленку, и это устройство он успешно запатентовал, когда ему исполнился двадцать один год, а он был все еще студентом старшего курса

.

У Преса Эккерта были свои причуды. В нем бурлила энергия, когда он думал, то расхаживал туда-сюда, кружился по комнате, грыз ногти, а иногда даже влезал на стол. Он носил цепочку от часов, на
Страница 24 из 45

которой не было часов и которую он вертел в руках, как четки. У него был вспыльчивый характер, но вспышки гнева растворялись в море его обаяния. Перфекционизм он унаследовал от отца, который ходил по строительным площадкам, нося с собой большой набор цветных мелков, и набрасывал ими закорючки-инструкции, причем каждый цвет обозначал определенного работника, ответственного за данное дело. “Он был своего рода перфекционистом и проверял, все ли сделано правильно, – рассказывал его сын. – Но на самом деле он был страшно обаятельным. Чаще всего его задания выполняли люди, которым хотелось их выполнять”. Инженер до мозга костей, Эккерт чувствовал, что такие люди, как он сам, были необходимы таким физикам, как Мокли. “Физик – это тот, кто занят поиском истины, – сказал он позднее, – а инженер – это тот, кто озабочен тем, чтобы было сделано дело”

.

ENIAC

Война стимулирует развитие науки. На протяжении веков, и когда древние греки построили катапульту, и когда Леонардо да Винчи служил военным инженером у Чезаре Борджиа, военные задачи способствовали развитию технологий, и это особенно ярко проявилось в середине ХХ века. Многие из главных технологических прорывов этого периода – компьютеры, высвобожденная атомная энергия, радиолокация и интернет – возникли вследствие решения военных задач.

США вступили во Вторую мировую войну в декабре 1941 года, что послужило толчком для принятия решения о финансировании машины, сконструированной Мокли и Эккертом. Университету Пенсильвании и Абердинскому военному испытательному полигону было поручено составить справочник по выставлению углов при стрельбах из артиллерийских пушек, поставляемых в Европу. Для того чтобы прицельно стрелять из пушки, требовались баллистические таблицы, в которых были бы учтены сотни условий, в том числе температура, влажность, скорость ветра, высота и сорт пороха.

Создание таблицы только для одного вида артиллерийских зарядов, выпускаемых из одной пушки, потребовало бы вычисления трех тысяч траекторий с помощью системы дифференциальных уравнений. Эти вычисления часто проводились с помощью одного из дифференциальных анализаторов, сконструированных в Массачусетском технологическом институте Вэниваром Бушем. Расчеты на анализаторе требовали дополнительных расчетов вручную, чем и занимались более 170 человек, большинство из которых были женщинами. Их называли “расчетчиками”, и они сражались с уравнениями, стуча по клавишам и крутя ручки настольных арифмометров. Лучших женщин-математиков собирали по всей стране. Но несмотря на все эти усилия, потребовалось более месяца, чтобы составить только одну таблицу траекторий стрельб. К лету 1942 года стало ясно, что с каждой неделей составление таблиц все больше отстает и это обесценивает некоторые виды поставляемой США артиллерийской техники.

В августе Мокли предложил способ помочь армии решить эту проблему, увеличив скорость расчетов. В своей докладной записке, названной “Использование высокоскоростных ламповых устройств для расчетов”, он просил профинансировать создание машины, которую они с Эккертом спроектировали: цифровой электронной вычислительной машины, использующей схемы на электронных лампах, которая могла бы решать дифференциальные уравнения и выполнять другие математические задачи. Он писал: “Если использовать устройства, в которых применяются электронные компоненты, можно получить огромный выигрыш в скорости расчета”. Он даже подсчитал, что траектория снаряда могла бы быть рассчитана за “100 секунд”

.

Докладная записка Мокли была проигнорирована деканами Пенна, но ее довели до сведения офицера, прикомандированного к университету, – лейтенанта (вскоре ставшего капитаном) Германа Голдстайна, двадцатидевятилетнего профессора математики из Университета Мичигана. Его задача состояла в том, чтобы ускорить составление баллистических таблиц, и в какой-то момент он отправил свою жену Адель, также математика, в поездку через всю страну, чтобы набрать больше женщин в батальоны “расчетчиков” Пенна. Записка Мокли убедила его, что для этого есть лучший способ.

Решение военного министерства США профинансировать строительство электронного компьютера состоялось 9 апреля 1943 года. Накануне Мокли и Эккерт не спали всю ночь, работая над своим предложением, но так и не закончили его к тому моменту, когда нужно было садиться в автомобиль, который должен был за два часа доставить их из Пенна на полигон в Абердине (штат Мэриленд), где собрались чиновники отдела вооружений. Поскольку за рулем был лейтенант Голдстайн, они сидели на заднем сиденье и писали недописанные разделы, и они продолжили работать в маленькой комнате, даже когда прибыли в Абердин, а Голдстайн в это время пошел на совещание. Оно прошло под председательством Освальда Веблена, президента Института перспективных исследований в Принстоне, который консультировал военных по математическим проектам. Там присутствовал и полковник Лесли Саймон, директор баллистической научно-исследовательской лаборатории. Голдстайн вспоминал, как это происходило: “Веблен, послушав некоторое время мое выступление и качаясь на задних ножках своего стула, с грохотом опустил его, встал и сказал: «Саймон, дай Голдстайну деньги». С этими словами он вышел из комнаты, и встреча закончилась на этой радостной ноте”

.

Мокли и Эккерт включили свою докладную записку в статью, которую они озаглавили “Отчет об электронном дифф. анализаторе”. Использование сокращения “дифф.” (diff.) имело двойной смысл – оно обозначало и разности (differences), которые отражали цифровой характер предлагаемой машины, и дифференциальные (differential) уравнения, которые предполагалось решать. Вскоре ей было дано более запоминающееся имя: ENIAC, что в переводе означает “электронный цифровой интегратор и компьютер”. Несмотря на то, что ENIAC был разработан в первую очередь для решения дифференциальных уравнений, которые являются ключевыми в расчетах траекторий снарядов, Мокли написал в статье, что он может быть дополнен “программатором” и это позволит ему решать другие задачи, что сделает его компьютером более общего назначения

.

Строительство ENIAC началось в июне 1943 года. Мокли, который продолжал вести преподавательскую работу, работал в качестве консультанта и стратега. Голдстайн, как представитель военных, руководил производственным процессом и бюджетом. А Эккерт, с его страстью к деталям и перфекционизму, был главным инженером. Эккерт настолько погрузился в проект, что иногда оставался спать рядом с машиной. Однажды два инженера в шутку осторожно перенесли его раскладушку в такую же комнату этажом выше, и когда он проснулся, то на какое-то мгновение испугался, что машину украли

.

Зная, что и величайшие идеи мало чего стоят без точного воплощения (урок, который усвоил Атанасов), Эккерт взял на себя каждодневное управление процессом сборки. Он носился между инженерами и указывал им, где припаять соединение или закрутить проволоку. Сам он рассказывал: “Я контролировал работу каждого инженера и проверял расчет каждого резистора в машине, чтобы убедиться, что все сделано правильно”. Он презирал тех, кто отмахивался от скучных дел.
Страница 25 из 45

“Жизнь состоит из целого набора мелочей, – сказал он однажды. – Безусловно, компьютер есть не что иное, как огромный набор тривиальных вещей”

.

Эккерт и Мокли дополняли друг друга, и подобные дуэты, которые обеспечивали два центра управления, были характерны для цифровой эры. Эккерт допекал исполнителей своим педантизмом, Мокли же, как правило, успокаивал их, давал им почувствовать свою ценность. “Он всегда шутил с людьми, – вспоминал Эккерт, – он умел обаять”. Эккерт, чьи технические таланты сочетались с нервозностью и неожиданными приступами рассеянности, очень нуждался в интеллектуальном собеседнике, и Мокли нравилась эта роль. Хотя Мокли и не был инженером, он умел так увязать научные теории с инженерными практическими вопросами, что это вдохновляло Эккерта. Позже он признался: “Мы сделали это вместе, и я не думаю, что кто-то из нас сделал бы это в одиночку”

.

ENIAC был цифровой машиной, но вместо двоичной системы, которая использовала только 0 и 1, ее счетчики были рассчитаны на десятичную систему. В этом смысле она была не похожа на современный компьютер. Но в остальном она была более продвинутой, чем машины, построенные Атанасовым, Цузе, Айкеном и Стибицем. В ней была заложена возможность так называемого условного ветвления (описанного Адой Лавлейс веком ранее), то есть возможности переходов в программе, зависящих от промежуточных результатов, и она могла повторять блоки команд (подпрограммы), что позволяло выполнять общие задачи. Эккерт объяснял: “У нас была возможность включать в программы подпрограммы и подпрограммы подпрограмм”. Он вспоминал, что, когда Мокли предложил заложить эту функцию в машину, он “сразу понял, что это идея, которая станет ключевой для всей конструкции”

.

Через год после начала строительства, примерно во время операции D-Day[13 - День высадки союзнической армии в Нормандии 6 июня 1944 года.] – в июне 1944 года, Мокли и Эккерт уже смогли проверить первые два компонента, составляющие примерно одну шестую часть всего запланированного в машине. Они начали с простой задачи умножения, и когда машина выдала правильный ответ, они восторженно закричали. Но для того чтобы привести ENIAC полностью в рабочее состояние, потребовалось больше года – они закончили в ноябре 1945 года. К этому моменту машина была в состоянии выполнять пять тысяч сложений и вычитаний в секунду, то есть в сто с лишним раз быстрее, чем любая предыдущая машина. Машина была примерно 30 метров в длину и около 2,5 метра в высоту, она весила около тридцати тонн и включала в себя 17 468 электронных ламп. Для сравнения: компьютер Атанасова – Берри, в то время томившийся в подвале Университета Айовы, был размером с письменный стол, в нем было только триста ламп, и он мог выполнять только тридцать сложений или вычитаний в секунду.

Блетчли-Парк

В конце 1943 года другой электронный компьютер, использующий электронные лампы, собирали в условиях строгой секретности в подвале викторианской усадьбы из красного кирпича, расположенной в городе Блетчли. Но в то время немногие посторонние знали об этом и не будут знать еще в течение более трех десятилетий. Блетчли – городок примерно в девяноста километрах к северо-западу от Лондона, и там англичане собрали команду гениальных теоретиков и инженеров для того, чтобы взломать немецкие коды, используемые теми во время войны. Компьютер, названный Colossus, был первым полностью электронным, частично программируемым компьютером. Поскольку машина была предназначена для решения определенной задачи, она не была машиной общего назначения, но в его конструкции проявилось влияние Алана Тьюринга.

Тьюринг начал интересоваться кодами и криптологией осенью 1936 года, когда сразу после написания статьи “О вычислимых числах” прибыл в Принстон. Он объяснил свой интерес к криптологии в письме к матери в октябре того же года:

Я только что обнаружил возможное применение тех идей, над которыми я работаю в настоящее время. Они отвечают на вопрос: “Каков наиболее общий возможный вид кода или шифра” и в то же время (что довольно естественно) позволяют мне построить много специфических и интересных кодов. Один из них почти невозможно раскодировать без ключа, и им очень быстро кодировать. Я думаю, я мог бы продать их правительству его величества за довольно внушительную сумму, но сомневаюсь, что это этично. Что ты думаешь по этому поводу?

В следующем году, поскольку Тьюринга тревожила угроза войны с Германией, он стал больше интересоваться криптографией и меньше – попытками заработать на ней деньги. В конце 1937 года, работая в механической мастерской физического факультета Принстонского университета, он сконструировал первые элементы кодирующей машины, в которой буквы превращались в двоичные числа, а затем это закодированное числовое сообщение умножалось с помощью электромеханических реле в качестве переключателей на огромное секретное число. В результате сообщение было практически невозможно расшифровать.

Одним из наставников Тьюринга в Принстоне был Джон фон Нейман – блестящий физик и математик, бежавший из родной Венгрии и работавший в Институте перспективных исследований, в то время располагавшемся в здании математического факультета Принстонского университета. Весной 1938 года, когда Тьюринг закончил докторскую диссертацию, фон Нейман предложил ему место своего ассистента. Над Европой в это время сгущались тучи приближающейся войны, так что предложение было заманчивым, но Тьюринг чувствовал, что остаться было бы непатриотично. Он решил вернуться к своей работе в качестве стипендиата в Кембридже, а вскоре после приезда присоединился к группе британских инженеров и ученых, работавших над взломом немецких военных кодов.

Школа кодирования и шифрования была в то время расположена в Лондоне, и там работали в основном гуманитарии, такие как Дилливан Нокс – “Дилли”, профессор классической литературы из Кембриджа, и Оливер Стрэчи – дилетант, светский лев, периодически музицировавший на фортепиано и писавший об Индии. До осени 1938 года, когда Тьюринг присоединился к команде, среди восьмидесяти сотрудников не было математиков. Но следующим летом, когда Великобритания начала готовиться к войне, в отдел стали активно набирать математиков. В какой-то момент для отбора претендентов даже проводился конкурс, включавший решение кроссворда из Daily Telegraph. Отдел тогда переехал в унылый городок Блетчли, главным преимуществом которого было то, что он находился на пересечении железной дороги, связывающей Оксфорд с Кембриджем, и дороги из Лондона в Бирмингем. Команда из Британской службы внешней разведки (МИ-6), выдавая себя за “Стрелковый клуб капитана Ридли[14 - На самом деле никакого клуба не было, как не было и капитана Ридли. Под этим прикрытием начинала работать Станция Х – правительственный Центр шифров и кодов. В 1939 г. в штате Центра было 120 человек, к началу 1944 года их стало 7 тысяч.]”, посетила усадьбу Блетчли-Парк – чудище, построенное в стиле викторианской готики, которое его владелец давно хотел снести, и незаметно купила его. Взломщики кодов помещались в коттеджах, конюшнях и нескольких сборных домиках-хижинах, возведенных в прилегающем к дому парке

.

Тьюринг
Страница 26 из 45

был приписан к команде, работающей в хижине № 8 и пытавшейся разгадать немецкий код Enigma (“Загадка”), который генерировался с помощью одноименной портативной машины, включавшей механические роторы и электрические цепи[15 - “Энигма” была совершенной машиной. Немецкий инженер-электрик Артур Шербиус изобрел ее в 1918 г. для обеспечения банковской безопасности. Но выше всех ее оценили военные, и с 1925 г. ее берет на вооружение германская разведка. Количество возможных комбинаций кодов “Энигмы” достигало невиданных ранее величин: 150 миллионов триллионов (10

)!]. Она кодировала секретные сообщения с помощью шифра, который после каждого удара по клавише изменял правило для замены буквы. Процесс дешифровки был таким сложным, что англичане в какой-то момент отчаялись когда-либо сделать это. Прорыв произошел, когда польские офицеры разведки создали машину на основе трофейной немецкой шифровальной машины, с помощью которой удалось взломать некоторые коды “Энигмы”[16 - Польша начала искать подходы к “Энигме” еще в 1932 г. В 1933 году математикам Марьяну Реевскому, Ежи Ружицкому и Генриху Зыгальскому удалось подобрать коды и обеспечить свое правительство информацией. Так что польские шифровальщики к 1939 году cоветско-германскую переписку “читали” уже несколько лет и знали о грядущем нападении на их страну, что побудило их передать все коды и дешифратор Британии и Франции.]. Однако к тому времени, когда поляки показали британцам свою машину, она была уже более-менее бесполезной, поскольку к своей машине немцы добавили еще два ротора и подсоединили еще две коммутационные панели.

Тьюринг и его команда начали работать над созданием более сложной машины, получившей название “Бомба”, которая могла бы расшифровать сообщения с обновленной “Энигмы”, в частности приказы по военно-морскому флоту, позволяющие следить за перегруппировкой подводных лодок, истреблявших британские конвои. “Бомба” использовала разнообразные слабые места в кодировании, в том числе то, что никакие буквы не могли быть зашифрованы по отдельности, и то, что некоторые фразы немцы в своих сообщениях неоднократно повторяли. К августу 1940 года команда Тьюринга имела две работающие “Бомбы”, которые смогли расшифровать 178 закодированных сообщений; к концу войны их было построено около двухсот машин.

“Бомба”, сконструированная Тьюрингом, не стала крупным шагом вперед в развитии компьютерной технологии. Это было электромеханическое устройство с реле в качестве переключателей и роторами, а не электронное устройство на лампах и электронных схемах. Но следующая машина, сконструированная в Блетчли-Парке, – Colossus стала такой важной вехой.

Необходимость в Colossus возникла тогда, когда немцы начали кодировать важные сообщения, например приказы Гитлера и его верховного командования, с помощью электронной цифровой машины, которая использовала двоичную систему и двенадцать кодирующих дисков (роторов) неодинакового размера. Электромеханические “Бомбы”, разработанные Тьюрингом, были бессильны расшифровать такие сообщения. Для них требовались устройства, использующие молниеносно работающие электронные схемы.

Ответственная за эту проблему команда расположилась в хижине ii, она называлась “Ньюманри” в честь ее руководителя – Макса Ньюмана, преподавателя математики, который почти за десять лет до того познакомил Тьюринга с проблемами Гильберта. Техническим руководителем работ был назначен партнер Ньюмана, ас в электронике и специалист по электронным лампам Томми Флауэрс, который до того работал на исследовательской станции почтамта в Доллис-Хилл, пригороде Лондона.

Тьюринг не был частью команды Ньюмана, но придумал статистический подход, получивший название “Тьюрингери”, с помощью которого обнаруживались любые отклонения от равномерного распределения символов в потоке зашифрованного текста. В результате была построена машина, которая с помощью фотоэлектрических головок могла сканировать два рулона перфорированной бумажной ленты и сравнивать все возможные изменения в двух последовательностях. Машина получила название “Хит Робинсон” в честь британского художника-карикатуриста, который, как и Руби Голдберг в Америке, любил изображать сложные, но бессмысленные механические устройства.

В течение почти десятилетия Флауэрс был увлечен конструированием электронных схем на лампах, которые он и другие британцы называли valves (“вентили”). В 1934 году, когда он работал инженером телефонного подразделения почтамта, Флауэрс создал экспериментальную систему, в которой использовалось больше трех тысяч ламп для контроля соединений тысячи телефонных линий. Он первым предложил использовать электронные лампы для хранения данных. Тьюринг предложил пригласить Флауэрса для помощи в изготовлении “Бомб”, а затем представил его Ньюману.

Флауэрс понял, что единственный способ достаточно быстро дешифровать закодированные сообщения немцев – попытаться сохранить по крайней мере одно из них во внутренней электронной памяти машины, а не сравнивать два рулона перфорированной бумажной ленты. Такая память потребовала бы использования 1500 электронных ламп. Сначала руководители из Блетчли-парка были настроены скептически, но Флауэрс настоял на своем, и в декабре 1943 года, всего через одиннадцать месяцев, он закончил первый вариант Colossus. А к 1 июня 1944 года была готова еще более громоздкая версия, использующая 2400 электронных ламп. В первом декодированном перехваченном сообщении говорилось, что Гитлер не посылает дополнительные войска в Нормандию, и оно подтвердило информацию из других источников, уже поступившую к генералу Дуайту Эйзенхауэру, готовому вот-вот начать вторжение в Нормандию. В течение года было произведено еще восемь Colossus.

Это означало, что задолго до ENIAC, который так и не заработал до ноября 1945 года, британские взломщики кодов построили полностью электронный и цифровой (в действительности двоичный) компьютер. Вторая версия, построенная в июне 1944 года, была способна даже производить некоторое условное ветвление. Но в отличие от ENIAC, который включал в себя в десять раз больше ламп, Colossus был специализированной машиной, предназначенной для взлома кодов, а не компьютером общего назначения. Из-за ограниченной программируемости он не мог решать все вычислительные задачи, которые мог (в теории) ENIAC.

Так кто же изобрел компьютер?

В вопросе о том, кому отдать пальму первенства в создании компьютера, полезно начать с определения сущности компьютера. В самом общем виде под определение компьютера могут попасть всевозможные устройства – от арифмометра до айфона. Но при составлении хроники цифровой революции имеет смысл следовать принятым современным определениям компьютера. Вот некоторые из них:

“Программируемое, обычно электронное устройство, которое может хранить, извлекать и обрабатывать данные” (словарь Merriam-Webster).

“Электронное устройство, которое может получать информацию (данные) в определенной форме и выполнять последовательность операций в соответствии с предварительно заданным, но изменяемым набором процедурных инструкций (программой) для получения результата” (Оксфордский английский
Страница 27 из 45

словарь).

“Устройство общего назначения, которое может быть запрограммировано для автоматического выполнения набора арифметических или логических операций” (“Википедия”, 2014).

Таким образом, идеальный компьютер – это машина, которая является электронным и программируемым устройством общего назначения. Какой же компьютер правильнее считать первым?

Модель K Джорджа Роберта Стибица, которую тот начал строить на своем кухонном столе в ноябре 1937 года, в январе 1940 года в Bell Labs трансформировалась в полнофункциональную модель и стала двоичным компьютером и первым устройством с удаленным доступом. Но в ней использовались электромеханические реле, и, таким образом, она не была полностью электронной. Она не была также ни программируемой, ни универсальной, а предназначалась для решения определенной задачи.

Строительство машины Z3 Германа Цузе было завершено в мае 1941 года, и она стала первым автоматически контролируемым, программируемым электрическим двоичным устройством. Она была разработана для решения инженерных проблем, а не для решения общих задач. Тем не менее позже было показано, что теоретически ее можно было бы использовать в качестве тьюринг-полной машины. Ее главное отличие от современных компьютеров состояло в том, что она была электромеханической, а не электронной. Скорость ее работы определялась медленно срабатывающими переключателями – щелкающими реле. Другим недостатком являлось то, что она никогда не пошла в серию, поскольку была разрушена в результате бомбардировок союзниками Берлина в 1943 году.

Создание компьютера, сконструированного Джоном Винсентом Атанасовым, было остановлено в тот момент, когда Атанасов перестал им заниматься, уйдя служить в ВМФ в сентябре 1942 года, и его компьютер так и не стал полноценно работающим. Он был первым электронным цифровым компьютером в мире, но все-таки не полностью электронным. В его устройствах сложения и вычитания действительно использовались электронные лампы, но блоки памяти и извлечения данных содержали механические вращающиеся барабаны. Другим его основным недостатком, не позволяющим считать его первым современным компьютером, было то, что он не был ни программируемым, ни универсальным, а, напротив, был жестко ориентирован на специальную задачу решения линейных уравнений. Кроме того, Атанасов никогда не смог заставить его работать полноценно, и он был похоронен в подвале Университета Айовы.

Colossus I, завершенный в декабре 1943 года Максом Ньюманом и Томми Флауэрсом (с участием Алана Тьюринга) в Блетчли-Парке, был первым цифровым полностью электронным компьютером, который был и программируемым, и работающим. Он не был, однако, компьютером общего назначения или тьюринг-полной машиной, поскольку предназначался для решения определенной задачи – взлома военных кодов Германии.

Компьютер Mark I Говарда Айкена, построенный с участием IBM и введенный в эксплуатацию в мае 1944 года, был, как мы увидим в следующей главе, программируемым, но это было электромеханическое, а не электронное устройство.

ENIAC, построенный Преспером Эккертом и Джоном Мокли в ноябре 1945 года, был первой машиной, включающей в себя полный набор черт современного компьютера. Он был полностью электронным, сверхбыстрым, и его можно было программировать с помощью подключения и отключения соответствующих кабелей, соединяющих различные его блоки. Он мог менять ветвь программы в зависимости от промежуточных результатов и считался компьютером общего назначения, тьюринг-полной машиной, то есть теоретически мог решать любую задачу. Самое главное его достоинство – в том, что он работал. “Важная черта изобретения, – позже сказал Эккерт, сравнивая их машину с машиной Атанасова, – когда вся ваша система работает как целое”

. Мокли и Эккерт сами проделали на своей машине некоторые очень сложные вычисления, и в течение последующих десяти лет она постоянно использовалась. Она стала прототипом для большинства последующих компьютеров.

Этот последний фактор имеет важное значение при определении того, кто должен стать наиболее известным в истории. Когда мы отдаем пальму первенства, мы смотрим в том числе на то, чей вклад оказал наибольшее влияние. Изобретение предполагает какое-то влияние и на ход истории в целом, и на развитие инноваций. Если использовать в качестве критерия роль в истории, то следует считать Эккерта и Мокли наиболее выдающимися инноваторами. Почти во всех компьютерах 1950-х годов прослеживается влияние ENIAC. Влияние Флауэрса, Ньюмана и Тьюринга сложнее оценить. Их работа была строжайшим образом засекречена, но все трое и после войны участвовали в создании британских компьютеров. Цузе, который работал в Берлине под обстрелом в одиночестве, оказал еще меньше влияния на повсеместное развитие компьютерной технологии. Что касается Атанасова, его основное влияние, а возможно и единственное, состояло в том, что во время визита к нему Мокли он вдохновил того несколькими своими идеями.

Вопрос о том, какие идеи Мокли присвоил в ходе своего четырехдневного визита к Атанасову в Айову в июне 1941 года, перешел в затяжной правовой спор. В связи с этим при оценке первенства на изобретение возникает еще один критерий – скорее юридический, чем исторический: кто в конечном итоге получил патент, если кто-то получил вообще? В случае с первыми компьютерами не получил патента никто. Но это произошло в результате одиозной судебной баталии, которая привела к тому, что патенты Эккерта и Мокли были аннулированы

.

Эпопея началась в 1947 году, когда Эккерт и Мокли после ухода из Пенна подали заявку на патент на их работы по ENIAC, и в конце концов патент был получен в 1964 году (патентная система работает довольно медленно). К этому времени компания Эккерта – Мокли вместе с ее правами на патенты была продана компании Remington Rand, которая стала называться Sperry Rand, и она и потребовала от других компаний платить ей лицензионные отчисления. IBM и Bell Labs решили платить, но Honeywell отказалась и начала искать пути оспорить патенты. Наняли молодого адвоката – Чарльза Колла, который имел степень по инженерии и работал в Bell Labs. Его цель состояла в том, чтобы аннулировать патент Эккерта – Мокли, доказав, что патентуемые положения не были оригинальными.

Получив рекомендации от адвоката Honeywell, который съездил в Университет Айовы и почитал про сконструированный Атанасовым компьютер, Колл посетил Атанасова в его доме в штате Мэриленд. Атанасов был польщен осведомленностью Колла о деталях его компьютера и обижен тем, что так и не получил должного признания, поэтому он передал Коллу сотни писем и документов, доказывавших, что Мокли присвоил некоторые идеи во время своего визита в Айову. Тем же вечером Колл поехал в Вашингтон и прослушал лекцию Мокли, сидя в заднем ряду. В ответе на вопрос о машине Атанасова Мокли сказал, что он едва взглянул на нее. Колл понял, что если бы он мог вынудить Мокли сказать это же под присягой, то сумел бы дискредитировать его в суде с помощью документов, полученных от Атанасова.

Когда спустя несколько месяцев Мокли понял, что с помощью Атанасова Honeywell может оспорить его патенты, он сам приехал к Атанасову домой в Мэриленд, взяв с собой адвоката Sperry Rand. Это была неловкая
Страница 28 из 45

встреча. Мокли утверждал, что во время его визита в Айову он не разбирался в подробностях докладной записки Атанасова и не рассматривал детали его компьютера, но Атанасов холодно возразил, что это не так. Мокли остался на ужин и попытался обаять Атанасова, но безрезультатно.

В июне 1971 года вопрос уже рассматривался в Миннеапо-лисском суде, председательствовал федеральный судья Эрл Ларсон. Мокли представил неубедительные свидетельства. Ссылаясь на плохую память, он сбивчиво рассказал о том, что увидел во время своего визита в Айову, неоднократно отказывался от утверждений, сделанных ранее, говорил, что он видел компьютер Атанасова только частично приоткрытым и в тусклом свете. Атанасов, напротив, был очень убедительным. Он описал построенную им машину, продемонстрировал модель и перечислил, какие идеи Мокли взял у него. Семьдесят семь свидетелей были вызваны для дачи показании, еще восемьдесят дали письменные показания под присягой, кроме того, было описано 32 600 вещдоков. Судебное разбирательство длилось более девяти месяцев, и таким образом оно стало самым длинным разбирательством федерального суда по подобным вопросам.

Судье Ларсону потребовалось еще девятнадцать месяцев, чтобы подготовить окончательное решение, которое и было оглашено в октябре 1973 года. В нем он постановил, что патент Эккерта – Мокли на ENIAC недействителен: “Эккерт и Мокли не первыми изобрели автоматический электронный цифровой компьютер, а позаимствовали этот объект изобретения у доктора Джона Винсента Атанасова”

. Вместо того чтобы подать апелляцию, Sperry договорился с Honeywell[17 - К этому времени Атанасов отошел от дел. Его карьера после Второй мировой войны была связана с военными снарядами и артиллерией, а не с компьютерами. Он умер в 1995 г. Джон Мокли продолжал работать в компьютерной науке в качестве консультанта Sperry и в качестве основателя и президента Ассоциации вычислительной техники. Он умер в 1980 г. Эккерт также проработал большую часть жизни в Sperry. Он умер в 1995 г.].

Мнение судьи, изложенное на 248 страницах, было тщательно выверенным, но в нем не были рассмотрены некоторые существенные различия между машинами. Мокли взял не так много из машины Атанасова, как, кажется, думал судья. Например, в электронной схеме Атанасова использовалась двоичная логика, в то время как у Мокли был десятичный счетчик. Если бы патентные претензии Эккерта – Мокли были менее амбициозными, патент бы, наверное, выжил.

Случай был неоднозначным даже с юридической точки зрения, поскольку суд должен был определить, в какой пропорции распределяются заслуги по изобретению современного компьютера. Но этот судебный процесс имел два важных последствия: он вывел Атанасова из забвения, и он очень ясно продемонстрировал (хотя это и не входило в намерения судьи или любой из сторон), что великие инновации, как правило, появляются в результате суммирования идей, зародившихся в большом количестве источников. Изобретение, особенно такое сложное, как компьютер, как правило, появляется не в результате отдельного мозгового штурма, а в процессе совместного творчества. Мокли посетил множество мест и разговаривал со многими людьми. Это, возможно, затруднило патентование изобретения, но не уменьшило влияния, которое оно оказало.

Мокли и Эккерт должны быть в верхней части списка людей, которым принадлежит заслуга изобретения компьютера, и не потому, что все их идеи были собственными, а потому, что они смогли выловить ценные идеи в разных местах, добавить свои разработки, воплотить в жизнь свое видение машины с помощью собранной ими компетентной команды и оказать сильнейшее влияние на ход последующих событий. Машина, которую они построили, была первой электронно-вычислительной машиной общего назначения. Эккерт позже сказал: “Атанасов хоть и выиграл процесс в суде, но он вернулся к преподаванию, а мы продолжили строительство первых реальных электронных программируемых компьютеров”

.

Следует также признать большие заслуги Тьюринга и в разработке концепции универсального компьютера, и в последующем участии в работе команды в Блетчли-Парке. Как оценить исторический вклад других инноваторов – в какой-то степени зависит от критериев оценки. Если вам импонирует романтика творчества одиноких изобретателей и при этом вы меньше озабочены тем, кто в историческом плане больше повлиял на развитие компьютерной техники, вы можете поставить Атанасова и Цузе на первые места. Но главный урок, который можно извлечь из истории рождения компьютеров, состоит в том, что инновации, как правило, возникают, когда объединяются усилия “провидцев” и инженеров, и что творчество питается из различных источников. Только в сказках изобретение возникает подобно грому среди ясного неба или лампочке, загорающейся в голове одиночки, творящего в подвале, на чердаке или в гараже.

Говард Айкен и Грейс Хоппер (1906–1992) с фрагментом разностной машины Бэббиджа в Гарварде, 1946 г

Справа: Джин Дженнингс (1924–2011), 1945 г. и Бетти Снайдер (1917–2001), 1944 г

Внизу: Джин Дженнингс и Фрэнсис Байлас с машиной ENIAC

Глава 3

Программирование

До появления современного компьютера оставался еще один важный шаг. Все машины, построенные во время войны, проектировались, по крайней мере на начальном этапе, для выполнения конкретной задачи, например для решения уравнений или расшифровки кодов. Настоящий компьютер, как он виделся Аде Лавлейс, а затем Алану Тьюрингу, должен был уметь легко и быстро выполнять любую логическую операцию. Это потребовало создания машин, работа которых определялась бы не только их hardware (аппаратным устройством), но и software, то есть программным обеспечением – набором команд, по которым эти машины могли работать. Тьюринг изложил эту концепцию совершенно ясно. “Нам не нужно бесконечного количества различных машин, решающих различные задачи, – писал он в 1948 году. – Достаточно одной. Инженерная задача конструирования различных машин для выполнения различных задач заменяется интеллектуальной работой по «программированию» универсальной машины для выполнения всех этих задач”

.

Теоретически такие машины, как ENIAC, могут быть запрограммированы на разные задачи и даже сойти за машины общего назначения. Но на практике загрузка новой программы была трудоемким процессом и часто требовала переключения вручную кабелей, связывающих различные блоки компьютера. Машины военного времени не могли мгновенно переключаться с программы на программу, как это делают современные компьютеры. И для создания современного компьютера потребовался следующий гигантский шаг: выяснить, как сохранять программы внутри электронной памяти машины.

Грейс Хоппер

Начиная с Чарльза Бэббиджа, мужчины, конструировавшие компьютеры, сосредотачивались в первую очередь на аппаратном устройстве. Но во время Второй мировой войны в процесс развития вычислительных машин были вовлечены женщины, которые уже на начальной стадии поняли важность программирования, так же как раньше это поняла Ада Лавлейс. Они разработали способы кодирования инструкций, которые давали указания аппаратуре, какие операции выполнять. Именно в программном обеспечении заложены магические
Страница 29 из 45

формулы, способные чудодейственным образом преобразить машины.

Самой колоритной из первых женщин-программисток была смелая и энергичная, но в то же время очаровательная и интеллигентная Грейс Хоппер, служившая офицером в ВМС США. Позже она работала с Говардом Айкеном в Гарварде, а затем с Преспером Эккертом и Джоном Мокли. Родилась Грейс Брюстер Мюррей в 1906 году в зажиточной семье, проживавшей в Верхнем Вест-Сайде на Манхэттене. Ее дед был инженером и брал ее с собой в поездки на топографические съемки в окрестностях Нью-Йорка, мать была математиком, а отец – страховым агентом. Она окончила Вассар, защитив диплом в области математики и физики, а затем поступила в Йельский университет, где в 1934 году получила докторскую степень по математике

.

Полученное ею образование было не так уж необычно, как можно было бы подумать. Она была одиннадцатой женщиной, получившей докторскую степень по математике в Йельском университете, первая получила степень в 1895 году

. Для женщины, особенно из процветающего семейства, в 1930 году получение докторской степени по математике не было такой уж редкостью. На самом деле, тогда это было более распространено, чем в следующем поколении. В 1930-х годах 113 американских женщин получили докторскую степень по математике, то есть на них пришлось 15 процентов от общего числа всех американских докторских степеней по математике, полученных за эти годы. В 1950-х годах их было только 106 за десять лет, то есть 4 % от общего числа. (За первое десятилетие 2000-х годов ситуация стала более чем нормальной, и 1600 женщин, то есть 30 % от общего числа, получили докторские степени по математике.)

Выйдя замуж за профессора сравнительной литературы Винсента Хоппера, Грейс поступила на работу в Вассар и стала преподавать математику. В отличие от большинства преподавателей этого предмета она требовала, чтобы ее ученики умели письменно излагать мысли. Свой курс по теории вероятности она начинала с лекции об одной из своих любимых математических формул[18 - Формула Стирлинга для вычисления приближенного значения факториала n!. – Прим. автора.] и просила учеников написать эссе о ней. Этим она добивалась ясности в изложении и стиле. “Я могла испещрить их тексты [эссе] замечаниями, и поднимался бунт, они могли возмущаться, что это курс математики, а не английского, – вспоминала она. – Тогда я объясняла им, что нет смысла пытаться изучать математику, если они не могут общаться с другими людьми”

. На протяжении всей своей жизни она лучше всех справлялась с переводом научных задач (таких как нахождение траекторий, движение потока жидкости, динамика взрывов и погодных условий) в математические уравнения и с описанием их на обычном языке. Этот талант помог ей стать хорошим программистом.

К 1940 году Грейс Хоппер стало скучно. У нее не было детей, брак уже превратился в рутину, преподавание математики не настолько увлекало ее, как она надеялась. Она взяла на время отпуск в Вассаре и решила поучиться у известного математика Рихарда Куранта в Нью-Йоркском университете, сфокусировавшись на методах решения частных дифференциальных уравнений. Когда японцы напали на Перл-Харбор в декабре 1941 года, она все еще училась у Куранта. Вступление Америки во Вторую мировую войну предоставило ей шанс изменить свою жизнь, и она воспользовалась им: в течение следующих восемнадцати месяцев она бросила Вассар, развелась с мужем и в возрасте тридцати шести лет вступила в ВМС США. Ее послали в Школу мичманского резерва в колледже Смита в штате Массачусетс, и в июне 1944 года она окончила ее лучшей в своем классе, став лейтенантом Грейс Хоппер.

Она предполагала, что будет назначена в группу криптографии и кодирования, но, к ее удивлению, ей было приказано явиться в Гарвардский университет для работы на машине Mark I – исполинском цифровом компьютере с неуклюжими электромеханическими реле и поворотным валом, приводимым в движение моторчиком. Эта машина, описанная выше, была сконструирована Говардом Айкеном в 1937 году. К тому времени, когда Хоппер была прикомандирована к машине, машиной распоряжались ВМС; Айкен по-прежнему работал с ней, но уже как офицер ВМС, а не как профессор Гарварда.

Когда в июле 1944 года Хоппер приступила к исполнению своих обязанностей, Айкен дал ей копию мемуаров Чарльза Бэббиджа, повел показать Mark I и сказал: “Это вычислительная машина”. Некоторое время Хоппер просто молча на нее смотрела. “Все это выглядело как груда механизмов, издающих страшный грохот, – вспоминала она, – все было оголено, открыто и очень шумно”

. Понимая, что ей придется полностью в этом разобраться и научиться справляться с машиной, Хоппер ночи напролет изучала чертежи. Ее сильной стороной было умение понять, как перевести реальные задачи на язык математических уравнений (чем она занималась в Вассаре), а затем – в команды, которые машина сможет понять. “Я изучала терминологию, принятую в океанографии, во всех этих делах, связанных с разминированием, детонаторами, взрывателями дистанционного действия, в биомедицине, – рассказывала она. – Мы должны были выучить все их термины для того, чтобы иметь возможность решать их задачи. Я могла говорить о чем-то на сугубо техническом языке, а спустя несколько часов переключиться на совершенно другую лексику, говоря о том же с руководством”. Инновациям необходимы словесные формулировки.

Оценив умение Хоппер точно излагать мысли, Айкен поручил ей написать инструкцию, которая должна была стать первым в мире руководством по компьютерному программированию. Однажды он сказал, стоя рядом с ее столом:

– Ты должна написать книгу.

– Я не могу написать книгу, – ответила она. – Я еще ни одной не написала.

– Ну, ты сейчас в армии, – сказал он. – И ты сможешь ее написать

.

В результате появилась пятисотстраничная книга, которая и рассказывала об истории создания компьютера Mark I, и была руководством по программированию на нем

. В первой главе описывались счетные машины, построенные до него, в основном те, которые сконструировали Паскаль, Лейбниц и Бэббидж. На фронтисписе была картинка, изображающая часть разностной машины Бэббиджа, которую Айкен установил в своем кабинете, а в качестве эпиграфа Хоппер взяла фразу из книги Бэббиджа. Она поняла, как в свое время и Ада Лавлейс, что аналитическая машина Бэббиджа обладала особым свойством. И она, и Айкен надеялись, что этим же свойством будет обладать компьютер Mark I /Harvard (и это должно было отличать его от других современных ему компьютеров): как и непостроенная машина Бэббиджа, Mark I Айкена должен был уметь перепрограммироваться на новые инструкции, поскольку получал их с помощью перфокарт.

Каждый вечер Хоппер читала Айкену страницы, написанные за день, и он научил ее простому трюку, используемому хорошими писателями. Она рассказывала: “Он подсказал, что, если ты запинаешься, пытаясь прочитать какое-то место вслух, фразу лучше исправить. Каждый день я должна была прочитать ему пять страниц, которые я за этот день написала”

. Ее тексты стали простыми, емкими и понятными. Тесное сотрудничество Хоппер и Айкена напоминает нам сотрудничество Ады Лавлейс и Бэббиджа. Чем больше Хоппер узнавала об Аде Лавлейс, тем больше отождествляла себя с
Страница 30 из 45

ней. “Она впервые написала цикл в программе, – говорила Хоппер. – И я никогда этого не забуду. Никто из нас никогда не забудет”

.

В исторических главах своего руководства Хоппер сосредоточилась на вкладе разных людей в развитие компьютерной техники, и в результате ее книга подчеркивала роль отдельных персонажей.

Но вскоре после того, как книга Хоппер была закончена, ведущие сотрудники IBM написали собственную историю создания компьютера Mark I, в которой доказывалось, что главный вклад в строительство данной машины принадлежал команде IBM, работавшей в городе Эндикотте, штат Нью-Йорк. “Интересам корпорации IBM больше всего отвечала не история индивидуальных открытий, а история успешной работы организации, – писал историк Курт Байер в своей книге о Грейс Хоппер. – Местом, где зарождались технологические инновации, по мнению IBM, была именно корпорация. Миф о гениальном изобретателе-одиночке, работающем в лаборатории или подвале, был заменен на реальную историю работы команды безликих инженеров корпорации, постепенно усовершенствовавших машину”

. В версии истории от IBM в компьютер Mark I было внесено множество мелких новаторских решений, например счетчик, использующий храповый механизм, а также двухплатформенное устройство подачи карт. Как утверждают авторы книги IBM, эти новшества были внесены в компьютер командой малоизвестных инженеров, работавших совместно в Эндикотте[19 - До 2014 г. в экспозиции и поясняющих надписях, касающихся компьютера Mark I, представленных в научном центре Гарварда, не было никаких упоминаний о Грейс Хоппер. Там вообще не было ни одной фотографии женщин. Но в 2014 г. экспозицию изменили, чтобы отметить и роль Хоппер, и роль других женщин-программисток. – Прим. автора.].

Различие между версиями Хоппер и IBM на самом деле глубже, чем вопрос о том, кому принадлежат главные заслуги. Оно демонстрирует противоположные взгляды на историю возникновения инноваций. В некоторых исследованиях по истории науки и техники подчеркивается, как это сделала Хоппер, роль изобретателей, совершающих инновационные прорывы. В других исследованиях подчеркивается роль команд и организаций, таких как Bell Labs и IBM, сумевших организовать коллективную работу на своих предприятиях. При втором подходе авторы пытаются показать: то, что может показаться творческим прорывом, моментом озарения, на самом деле является результатом эволюционного процесса, который возникает в тот момент, когда идеи, концепции, технологии и инженерные методы созревают одновременно. Ни одна из точек зрения на технологическим прогресс не является единственно правильной. Большинство великих инноваций цифровой эпохи возникали при взаимодействии творческих личностей (Мокли, Тьюринга, фон Неймана, Айкена) с командами, которые сумели реализовать их идеи.

Партнером Хоппер в работе с компьютером Mark I был Ричард Блох, математик из Гарварда, в студенческие годы игравший на флейте в любительской университетской музыкальной группе, а потом служивший в ВМС США. Прапорщик Блох начал работать с Айкеном за три месяца до Хоппер, и когда она появилась, взял ее под свою опеку. Он вспоминал: “Я помню, как мы сидели до глубокой ночи, разбираясь, как работает эта штуковина и как ее программировать”. Они с Хоппер сменяли друг друга каждые двенадцать часов, подстраиваясь к требованиям машины и ее неуравновешенного командира – Айкена. “Иногда он появлялся в четыре утра, – рассказывал Блох, – и спрашивал: «Мы считаем?» Он очень нервничал, когда машина останавливалась”

.

Подход Хоппер к программированию был систематическим. Она разбивала все физические проблемы или математические уравнения на мелкие арифметические шаги. “Вы просто говорите компьютеру, что делать, шаг за шагом, – поясняла она. – Нужно взять это число, и добавить его к тому числу, и положить результат туда-то. Теперь взять это число, и умножить его на то число, и положить его туда-то”

. Когда программа уже была набита на ленту и наставал момент ее проверять, команда, обслуживающая Mark I, сначала в шутку, ставшую потом ритуалом, вытаскивала молитвенный коврик, становилась на него лицом на восток и молилась, чтобы их работа оказалась успешной.

Иногда по ночам Блох слегка переделывал что-то в аппаратуре компьютера, что создавало проблемы для компьютерных программ, которые писала Хоппер. Она была человеком несдержанным, бывало, использовала крепкие словечки, и отборная брань, которой она поливала остолбеневшего долговязого Блоха, стала предвестником той смеси вражды и товарищества, которая возникнет между разработчиками аппаратных средств и программного обеспечения. “Каждый раз, когда я запускаю программу, он приходит ночью и меняет схемы в компьютере, а на следующее утро программа перестает работать, – сетовала она. – К тому же утром он уже дома, и спит, и не может рассказать мне, что переделал”. Как в таких случаях говорил Блох: “Разверзались ворота ада. Айкен не умел воспринимать это с юмором”

.

Из-за таких случаев Хоппер заработала репутацию грубиянки. Такой она и была. Но она также могла сочетать грубоватость с умением работать в команде – способность, присущая программистам экстра-класса. Это ощущение командного “пиратского” братства – то, что роднит Хоппер с программистами последующих поколений, – не ограничивало ее, а скорее делало более свободной. Как писал Бейер, “именно способности Хоппер к работе в команде, а не ее дерзкий характер, способствовали самостоятельности ее мышления и действий”

.

На самом деле не у импульсивной Грейс Хоппер, а у спокойного Блоха были более сложные отношения с командиром Айкеном. “У Дика всегда возникали неприятности, – вспоминала Хоппер. – Я пробовала объяснить ему, что Айкен похож на компьютер. Он сконструирован определенным образом, и если собираешься работать с ним, ты должен понимать, как он собран”

. Айкен, который сначала был недоволен присутствием женщины в его подразделении, вскоре сделал Хоппер не только главным программистом, но и своим первым заместителем. Много лет спустя он вспоминал с благодарностью ее вклад в рождение компьютерного программирования. Как он говорил, “Грейс была хорошим парнем”

.

Среди методов программирования, которые Хоппер в Гарварде довела до совершенства, было создание подпрограмм – частей программы, предназначенных для выполнения конкретных задач. Подпрограммы загружаются один раз, но их можно вызывать всякий раз, когда это необходимо, – в любой момент выполнения основной программы. “Подпрограмма – это четко определенная, удобно закодированная, часто повторяемая программа, – писала она. – В компьютере Mark I / Harvard имелись подпрограммы для вычисления sin х, log

х, и 10x, каждая из которых могла вызываться одним операционным кодом”

. Это была та самая концепция, которую Ада Лавлейс впервые описала в своих “Примечаниях” к статье об аналитической машине. Хоппер собирала библиотеку этих подпрограмм, которая все время пополнялась. В процессе работы над программированием компьютера Mark I она разработала концепцию компилятора – устройства для перевода исходного кода на машинный язык, используемый различными компьютерными процессорами, что в конечном итоге
Страница 31 из 45

облегчило написание одной и той же программы для множества машин.

Кроме того, ее команда внедрила общепринятые в настоящее время термины bug (в переводе – насекомое), означающий ошибку в программе, и debugging (устранение насекомых), означающий отладку программы. Вторая версия машины – компьютер Mark II /Harvard был установлен в здании, где на окнах не было противомоскитных сеток. Однажды ночью машина вышла из строя, и команда стала искать причину проблемы. Внутри они нашли разбившуюся и застрявшую в одном из электромеханических реле ночную бабочку с размахом крыльев в десять сантиметров. Она была извлечена и приклеена в журнал записей скотчем. Запись гласила: “Панель F (бабочка) в реле. Первая конкретная причина программной ошибки найдена”

. С тех пор поиски глюков, то есть отладку программы, называли “поиском багов в машине”.

К 1945 году, во многом благодаря Хоппер, компьютер Mark I / Harvard стал самым легко программируемым в мире большим компьютером. Он мог переключаться с одной задачи на другую, просто получив новые инструкции с бумажной перфоленты, и не требовал аппаратной переделки или перепайки кабелей. Тем не менее эта замечательная особенность в значительной степени осталась незамеченной и тогда, и в истории компьютеров, поскольку в компьютере Mark I (и даже в его преемнике, Mark II, построенном в 1947 году) использовались медленные электромеханические реле, а не электронные компоненты, в первую очередь электронные лампы. “К тому времени, когда кто-то что-то узнал о нем, – рассказывала Хоппер о компьютере Mark II, – он уже был малоэффективен, и все переходили на электронику”

.

Инноваторы в области компьютерных технологий, как и другие первопроходцы, могут оказаться в отстающих, если зациклятся на своих решениях. Те же черты характера, которые делают их изобретательными, например упрямство и умение сконцентрироваться, могут сделать их невосприимчивыми к новым идеям. Стив Джобс был известен своим упрямством и целеустремленностью, но он же поражал и сбивал с толку своих коллег, когда внезапно менял подход, поняв, что теперь необходимо направить мысли в другом направлении. Айкену не хватало гибкости. Он не был достаточно гибким, чтобы в нужный момент исполнить пируэт. Он инстинктивно вел себя как капитан корабля, наделенный единоличной властью, поэтому у его экипажа не было привычки свободно выдвигать новые идеи, как это было в команде Мокли и Эккерта в Пенне (Пенсильванском университете). Кроме того, Айкен ставил на первое место надежность, а не скорость. Поэтому он держался за использование проверенных временем и надежных электромеханических реле даже после того, как инженеры из Пенна и Блетчли-Парка поняли, что будущее за электронными лампами. Его Mark I мог выполнять только около трех операций в секунду, в то время как ENIAC, строившийся в Пенне, мог выполнять за то же время пять тысяч операций.

Когда Айкен поехал в Пенн посмотреть на ENIAC и прослушать лекции, был написан отчет, где об этой встрече сказано: “Айкен был зациклен на своем собственном подходе и, кажется, не понял значения новых электронных машин”

. То же самое можно отнести и к Хоппер, посетившей ENIAC в 1945 году. Ей казалось, что Mark I лучше, поскольку его было легче программировать. В ENIAC, сказала она, “вы вставляете разные блоки и по сути конструируете новый компьютер для каждой задачи, а мы привыкли к концепции программирования и управления компьютером с помощью нашей программы”

. Для того чтобы перепрограммировать ENIAC, может потребоваться целый день, и это убивало его преимущество в скорости обработки, если только не нужно было все время решать одну и ту же задачу.

Но в отличие от Айкена у Хоппер был достаточно гибкий ум, и она вскоре изменила свой подход. В том году были придуманы способы более быстрого перепрограммирования ENIAC. И к радости Хоппер, эту революцию в программировании совершили в первую очередь женщины.

Женщины и ENIAC

Все инженеры, конструировавшие ENIAC, были мужчинами. Менее запомнившейся в истории оказалась группа женщин, особенно шесть из них, сыгравшие, пожалуй, не менее важную роль в развитии современной компьютерной техники. Поскольку ENIAC строился в Пенне в 1945 году, считалось, что он все время будет выполнять одни и те же определенные расчеты, например расчеты траекторий ракеты при разных условиях. Но война закончилась, и машина могла понадобиться для различных других расчетов – акустических волн, погодных условий, мощности взрывов новых типов атомных бомб, а это означало, что ее придется часто перепрограммировать.

Для этого требовалось вручную переключить кабели ENIAC и сбросить переключатели в начальное положение. Сначала программирование казалось рутинным занятием, возможно, даже черновой работой, и может быть, поэтому она была поручена женщинам, которым в то время не очень просто было стать инженерами. Но женщины, программировавшие ENIAC, вскоре доказали (и мужчины это позже поняли), что программирование компьютера могло быть не менее важным, чем его конструирование.

История Джин Дженнингс является типичной для женщин-программисток, работавших с первыми компьютерами

. Она родилась на ферме, расположенной на окраине поселка Алантус-Гроув в штате Миссури (население 104 человека), в семье, в которой практически не было денег, но очень ценилось образование. Ее отец преподавал в школе, помещавшейся в одной комнате, и Джин считалась лучшей в школе подающей в бейсболе и единственной девчонкой в футбольной команде. Ее мать, хотя и бросила школу в восьмом классе, помогала обучать детей алгебре и геометрии. Джин была шестым ребенком из семи детей, и все они пошли учиться в колледж. В то время это было реально, поскольку государственные власти ценили образование и понимали экономическую и социальную ценность его доступности. Она училась в Северо-Западном Миссурийском государственном педагогическом колледже в Мэривилле, где обучение стоило 76 долларов в год.

(В 2013 году оно стоило около уже 14 тысяч долларов в год даже для жителей штата, то есть увеличилось в двенадцать раз с учетом инфляции.) Она сначала решила учиться журналистике, но вскоре возненавидела своего преподавателя и переключилась на математику, которую любила с детства.

Когда она окончила колледж в январе 1945 года, ее преподаватель по математическому анализу показал ей объявление: в Пенсильванском университете требовались женщины-математики. Женщины там выполняли функции “компьютеров”, то есть считали рутинные математические задачи – в основном рассчитывали артиллерийские траектории и составляли баллистические таблицы для армии. В одном объявлении было написано:

Требуются женщины с высшим математическим образованием… Женщинам предлагается работа в научной и инженерной областях, на которую раньше предпочитали брать мужчин. Сейчас пришло время для вас подумать о работе в области науки и техники. Вы увидите, что здесь, как сейчас везде, актуален лозунг “Требуются женщины!”

Дженнингс, которая никогда не выезжала за пределы штата Миссури, послала заявление. Когда она получила телеграмму о том, что ее приняли, то села в полночь на поезд железнодорожной компании Wabash, идущий на восток, и прибыла в Пенн сорок часов спустя. Она вспоминала:
Страница 32 из 45

“Не стоит и говорить, что они были поражены тем, что я оказалась там так быстро”

.

Когда двадцатилетняя Дженнингс появилась в Пенне в марте 1945 года, там уже работало около семидесяти женщин, пользующихся настольными счетными машинками и испещрявших цифрами огромные листы бумаги. Жена капитана Германа Голдстайна Адель была ответственной за вербовку и подготовку кадров. “Никогда не забуду, как я впервые пришла на лекцию Адели, – рассказывала Дженнингс. – Она вошла в класс с сигаретой в углу рта, подошла к столу, забросила одну ногу на него и заговорила с отчетливым бруклинским акцентом”. Для Дженнингс, которая в детстве была сорванцом и вскипала каждый раз, когда сталкивалась с бесчисленными случаями сексизма, это был опыт, перевернувший ее представления о жизни. “Я поняла, что уехала далеко от Мэривилля, где женщинам приходилось прятаться в сараях, чтобы тайком покурить”

.

Через несколько месяцев после того, как Дженнингс приехала в Пенн, среди женщин была распространена служебная записка об открытии шести вакансий для работы на таинственном устройстве, скрывавшемся за закрытыми дверями на первом этаже электротехнической школы Мура при Пенне. “Я понятия не имела, что это была за работа и что такое ENIAC, – вспоминала Дженнингс. – Все, что я понимала, – это то, что я могла бы там узнать что-нибудь новое, и я верила, что смогу научиться делать что-либо не хуже всех остальных”. Еще ей хотелось заняться чем-то более интересным, чем расчет траекторий.

Когда она пришла на интервью, Голдстайн спросил ее, что она знает об электричестве. Она вспомнила закон Ома, который определяет, как электрический ток связан с напряжением и сопротивлением, и сказала, что “прослушала курс физики и знает, что U равно IR”. “Нет-нет, – сказал Голдстайн, – меня не это заботит, я спрашиваю, не боитесь ли вы электричества?”

Работа состояла в том числе в переключении проводов и управлении переключателями, пояснил он. Она сказала, что не боится. Во время интервью пришла Адель Голдстайн, взглянула на нее и кивнула. Дженнингс была принята.

Кроме Джин Дженнингс (позже Бартик), были взяты на работу Мэрлин Весков (позже Мельцер), Рут Лихтерман (позже Тейтель-баум), Бетти Снайдер (позже Холбертон), Фрэнсис Байлас (позже Спенс) и Кей Макналти (которая впоследствии вышла замуж за Джона Мокли). Они были типичной командой, оказавшейся вместе благодаря войне: Весков и Лихтерман были еврейками, Снайдер – из квакеров, Макналти – католичкой ирландского происхождения, а Дженнингс принадлежала к церкви, отколовшейся от протестантской. “Мы замечательно проводили время вместе, в основном потому, что никто из нас никогда раньше не имел близких контактов с кем-либо принадлежащим к другой религии, – вспоминала Дженнингс. – У нас было несколько важных споров о религиозных догмах и верованиях. Несмотря на наши различия или, возможно, благодаря им, мы очень полюбили друг друга”

.

Летом 1945 года шесть женщин были направлены на Абердинский испытательный полигон, где их учили работать с перфокартами IBM и подключать коммутационные панели. “Там у нас происходили длинные споры о религии, наших семьях, политике и нашей работе, – вспоминала Макналти. – Нам всегда было что сказать друг другу”

. Дженнингс стала лидером в группе. Она вспоминала: “Мы работали вместе, жили вместе, ели вместе и засиживались часами, обсуждая все на свете”

. Поскольку все они были свободными, а вокруг было много одиноких солдат, в кабинках клуба офицеров, где распивались коктейли “Том Коллинз”, вспыхнуло несколько ярких романов. Весков нашла себе морпеха, “высокого и довольно красивого”. Дженнингс встретила сержанта по имени Пит, который был “привлекательным, но не очень красивым”. Он был родом из Миссисипи, а Дженнингс откровенно выражала свое неприятие расовой сегрегации: “Пит сказал мне однажды, что никогда не повезет меня в Билокси, потому что я так откровенно высказываюсь по вопросам дискриминации, что меня там убьют”

.

После шестинедельных тренировок шесть девушек-программисток, отправив своих приятелей в архивы памяти, вернулись в Пенн, где им дали диаграммы размером с плакат и схемы ENIAC. Макналти рассказывала: “Некто вручил нам целую пачку чертежей (это были электрические схемы всех блоков) и сказал: «Нужно выяснить, как работает машина, а затем научиться ее программировать»”

. Для этого потребовалось проанализировать дифференциальные уравнения, а затем понять, как перекинуть кабели к нужным электронным схемам. “Самое большое преимущество изучения компьютера ENIAC по диаграммам состояло в том, что мы начали понимать, что можно на нем сделать, а что нельзя, – говорила Дженнингс. – В результате мы могли локализовать проблему, почти наверняка знали, какая именно электронная лампа барахлит”. Они со Снайдер разработали систему, позволяющую обнаружить, какая из восемнадцати тысяч электронных ламп сгорела. “Так как мы знали, как система работает, мы научились диагностировать проблемы так же, если не лучше, чем инженеры. Должна сказать вам, что инженерам это нравилось. Они могли переложить отладку на нас”

.

Снайдер рассказала, как тщательно они составляли диаграммы и графики для каждой новой конфигурации кабелей и переключателей. Она сказала, что фактически они “делали тогда то, что было началом составления программы”, хотя они еще не знали слова для этого. Они писали каждую новую последовательность на бумаге, чтобы обезопасить себя. Дженнингс вспоминала: “Мы все чувствовали, что с нас скальп снимут, если мы испортим машину”

.

Однажды Дженнингс и Снайдер сидели в реквизированном ими двухэтажном учебном помещении и рассматривали листы, содержащие диаграммы множества блоков ENIAC, когда в класс вошел человек, инспектирующий некоторые конструкции. “Привет, меня зовут Джон Мокли, – сказал он, – я просто проверял, не провалился ли потолок”. Ни одна из женщин не встречалась до этого с изобретателем ENIAC, но они ни в малейшей степени не смутились и не испугались. “Рады вас видеть, – заявила Дженнингс, – расскажите, как этот проклятый сумматор работает”. Мокли подробно ответил на этот, а потом и на другие вопросы. Когда они закончили, он сказал им: “Ну вот, мой кабинет находится по соседству. Так что в любое время, когда я там, вы можете прийти и задать мне вопрос”.

Они и заходили почти каждый день. Если верить Дженнингс, “он был чудесным учителем”. Он помог женщинам понять, как много других задач (кроме расчета артиллерийских траекторий) ENIAC сможет со временем решать. Он знал, что для того, чтобы сделать его настоящим компьютером общего назначения, он должен вдохновить программистов, которые могли заставить аппаратное устройство выполнять различные задачи. “Он всегда старался заставить нас думать о других проблемах, – рассказывала Дженнингс. – Он всегда просил нас найти обратную матрицу или что-то в таком же духе”

.

Женщины-программистки придумали, как сделать подпрограммы для ENIAC, примерно в то же время, что и Хоппер в Гарварде. Они боялись, что логические схемы не настолько мощны, чтобы просчитать некоторые траектории. Придумала решение Макналти. “О, я знаю, я знаю, я знаю, – возбужденно воскликнула она однажды. – Мы
Страница 33 из 45

можем использовать главную программу для повторения части программы”. Они попытались, и это сработало.

“Мы начали обдумывать, как нам написать подпрограммы, вложенные подпрограммы и все такое, – вспоминала Дженнингс. – Это было очень полезно для задач по расчету траекторий, потому что идея состояла в том, чтобы повторять не всю программу, а только ее куски. Для этого нужно было так составить основную программу, чтобы она реализовала это. После того как вы научились делать это, вы понимаете, как составить свою программу в модульном виде. Разработка подпрограмм и модульной организации основной программы были самыми важными этапами в освоении программирования”

.

Джин Дженнингс Бартик скончалась в 2011 году, а незадолго до смерти с гордостью рассказывала, что все программисты, участвовавшие в создании первого компьютера общего назначения, были женщинами: “Несмотря на то, что мы достигли совершеннолетия в то время, когда карьерные возможности женщин были, как правило, довольно ограниченными, мы приняли участие в становлении компьютерной эры”. Это произошло потому, что все-таки многие женщины тогда учились математике и их навыки были востребованы. Была также и забавная причина: парни, с детства помешанные на игрушечных машинках, считали, что именно сборка оборудования была самой важной задачей и, следовательно, мужской работой. “Американская наука и техника была еще более сексистской, чем сегодня, – говорила Дженнингс. – Если бы руководители ENIAC знали, насколько важным окажется программирование для функционирования ЭВМ и насколько сложным оно окажется, они, возможно, трижды подумали бы, прежде чем отдать такую важную роль женщинам”

.

Сохранение программ

С самого начала Мокли и Эккерт понимали, что существуют более легкие способы перепрограммировать ENIAC. Но они не пытались этого сделать, потому что потребовалось бы усложнить аппаратное устройство, и к тому же в этом не было необходимости, поскольку для решения первоначально поставленных задач этого не требовалось. “Не было сделано ни одной попытки обеспечить автоматический выбор настроек под определенную задачу, – написали они в своем годовом отчете за 1943 год по усовершенствованию ENIAC. – Это было сделано из-за желания упростить конструкцию и потому, что предполагалось, что ENIAC будет использоваться в основном для задач определенного типа, в которых одна настройка будет использоваться много раз, прежде чем машину заставят решать другую задачу”

.

Но больше чем за год до окончания создания ENIAC, уже в начале 1944 года, Мокли и Эккерт поняли, что существует хороший способ сделать компьютеры легко перепрограммируемыми: хранить программы в памяти компьютера, а не загружать их каждый раз заново. Они чувствовали, что это было бы следующим большим шагом вперед в развитии компьютеров. Структура машины с “сохраняемой программой” предполагает, что постановки задач для компьютера могут быть изменены практически мгновенно, без изменения вручную конфигурации кабелей и переключателей

.

Для сохранения программы внутри машины нужно иметь большой объем памяти. Эккерт перебрал много способов для этого. В докладной записке, составленной в январе 1944 года, он написал: “Программы можно сохранять временно, используя запись на дисках из сплавов или постоянно – на протравленных дисках”

. Поскольку такие диски еще не были сделаны, в следующей версии ENIAC он предложил использовать вместо этого более дешевый метод хранения, названный памятью на акустической линии задержки. Она была впервые сконструирована в Bell Labs инженером Уильямом Шокли (о котором ниже будет рассказано гораздо подробнее) и усовершенствована в Массачусетском технологическом институте. Принцип работы акустической линии задержки состоял в сохранении данных в виде импульсов в длинной трубке, заполненной тяжелой, вязкой жидкостью, такой как ртуть. На одном конце трубки электрический сигнал, несущий информацию, в кварцевом преобразователе превращался в волны, какое-то время распространяющиеся в трубке вперед и назад. Поскольку импульсы затухают, их с помощью усилителей восстанавливают. Когда приходит время извлечь данные, импульсы в кварцевом преобразователе опять превращаются в электрические сигналы, и цикл повторяется. В каждой такой трубке могло храниться примерно тысяча бит данных при стоимости, равной одной сотой от стоимости схемы, собранной на электронных лампах. В докладной записке, составленной летом 1944 года Эккертом и Мокли, они предложили следующее поколение компьютеров – преемников ENIAC – снабдить стеллажами с этими линиями задержки на ртутных трубках и хранить в них как исходные данные, так и основную информацию по программам в цифровом виде.

Джон фон Нейман

В этот момент в истории компьютеров снова появляется один из самых интересных персонажей. Джон фон Нейман – математик, родившийся в Венгрии, – был руководителем Тьюринга в Принстоне и предлагал ему остаться там работать в качестве ассистента. Восторженный эрудит и изысканный интеллектуал, он внес значительный вклад и в математическую статистику, и в теорию множеств, и в геометрию, и в квантовую механику, и в конструкцию ядерной бомбы, и в динамику жидкостей, и в теорию игр, и, конечно, в компьютерную архитектуру. В конечном итоге он значительно усовершенствует архитектуру компьютера, обеспечивающую сохранение программ, которую начали разрабатывать Эккерт и Мокли и их коллеги, и она станет называться его именем, и большая часть заслуг достанется именно ему

.

Фон Нейман родился в зажиточной еврейской семье в Будапеште в 1903 году в благополучное время, когда в Австро-Венгерской империи были отменены законы, ограничивающие права евреев. Император Франц Иосиф в 1913 году наградил банкира Макса Неймана наследуемым дворянским титулом за “заслуги в финансовой сфере”, таким образом семья стала назваться маргиттаи Нейманами, а по-немецки – фон Нейманами. Янош (в детстве его называли Янчи, а затем – в Америке – Джоном или Джонни) был старшим из трех братьев, и они все после смерти отца перешли в католичество (как один из них признался – “для удобства”)

.

Фон Нейман был еще одним первооткрывателем, чьи интересы лежали на пересечении гуманитарных и естественных наук.

“Наш отец писал любительские стихи и считал, что поэзия может передать не только эмоции, но и выразить философские идеи, – вспоминал брат Джона Николас. – Он считал поэзию языком в языке, и в этом, возможно, берут начало будущие рассуждения Джона о языках компьютера и мозге”. О матери он написал: “Она считала, что музыка, искусство и прочие эстетические удовольствия должны занимать важное место в нашей жизни и что утонченность – весьма уважаемое качество”

.

Существует огромное количество историй о многочисленных талантах молодого фон Неймана, и некоторые из них, вероятно, правдивы. В возрасте шести лет, как позже рассказывали, он перебрасывался с отцом шутками на древнегреческом и мог в уме разделить два восьмизначных числа. На вечеринках он проделывал фокус – запоминал страницу из телефонной книги и называл в обратном порядке имена и номера. Он мог воспроизвести дословно прочитанные страницы из
Страница 34 из 45

романов или статей на любом из пяти языков. “Если раса людей со сверхчеловеческими мыслительными способностями когда-либо возникнет, – сказал как-то разработчик водородной бомбы Эдвард Теллер, – принадлежащие ей особи будут напоминать Джонни фон Неймана”

.

Кроме школы, он занимался с репетиторами математикой и языками и в пятнадцать лет полностью овладел высшей математикой. Когда Коммунистическая партия во главе с Белой Куном в 1919 году на короткое время взяла власть в Венгрии, занятия фон Неймана были перенесены в Вену и на курорт на Адриатическом море, а в нем выработалось стойкое отвращение к коммунизму. Он изучал химию в Швейцарском федеральном технологическом институте (Политехникуме) в Цюрихе (откуда уже ушел Эйнштейн), а математику – и в Берлине, и в Будапеште, и в 1926 году получил докторскую степень. В 1930 году он отправился в Принстонский университет изучать квантовую физику и остался там после того, как был назначен (наряду с Эйнштейном и Гёделем) одним из первых шести профессоров только что образованного Института перспективных исследований

.

Фон Нейман и Тьюринг, которые встретились в Принстоне, считаются парой великих теоретиков, разработавших концепцию компьютера общего назначения, но в личном плане и по темпераменту они были полными противоположностями. Тьюринг вел спартанский образ жизни, жил в пансионах и дешевых гостиницах и был погружен в себя. Фон Нейман же был элегантным бонвиваном, и они с женой один-два раза в неделю устраивали блестящие приемы в своем огромном доме в Принстоне. Тьюринг любил бегать на длинные дистанции, а про фон Неймана шутили, что на свете очень мало мыслей, никогда не приходивших ему в голову, но идея бега на длинные расстояния (впрочем, и на короткие тоже) была среди них. Мать Тьюринга как-то сказала о своем сыне: “В одежде и привычках он обычно был неряшлив”. Фон Нейман, наоборот, почти всегда носил костюм-тройку, в том числе в поездке на осле на дно Большого каньона. Даже будучи студентом, он так хорошо одевался, что, как рассказывали, при первой встрече с ним математик Давид Гильберт задал только один вопрос: “Кто его портной?”

Фон Нейман любил на своих приемах рассказывать анекдоты и читать шуточные стихи на разных языках, а ел так много, что его жена однажды сказала, что он может сосчитать все, кроме съеденных калорий. Он безрассудно водил машину, иногда попадал в аварии и любил покупать шикарные новые “кадиллаки”. Историк науки Джордж Дайсон писал: “По крайней мере раз в год он приобретал новый автомобиль, независимо от того, пострадал ли в аварии предыдущий”

.

В конце 1930-х годов, работая в Институте, фон Нейман заинтересовался способами математического моделирования взрывных ударных волн. Это привело к тому, что в 1943 году он стал участником Манхэттенского проекта, и ему пришлось совершать частые поездки на секретные объекты Лос-Аламоса и Нью-Мексико, где разрабатывалось атомное оружие. Поскольку количества урана-235 было недостаточно, чтобы построить больше одной бомбы, ученые в Лос-Аламосе попытались создать бомбу, в которой бы использовался плутоний-239. Фон Нейман сосредоточился на способах построения взрывных линз, которые бы сжимали плутониевое ядро бомбы для достижения критической массы[20 - Фон Нейман достиг успеха в решении этой проблемы. Идея взрыва плутония привела к детонации атомной бомбы, испытанной в рамках программы Trinity в июле 1945 г. вблизи Аламогордо, Нью-Мексико, и она будет использована в бомбе, сброшенной на Нагасаки 9 августа 1945 г. – через три дня после того, как на Хиросиму будет сброшена урановая бомба. Из-за его ненависти и к нацистам, и к правящим Россией коммунистам фон Нейман стал активным сторонником разработки атомного оружия. Он принял участие в испытаниях в рамках программы Trinity, а также в более поздних испытаниях на атолле Бикини в Тихом океане. Он утверждал, что смерть тысяч людей от радиации – приемлемая цена за достижение Соединенными Штатами ядерного превосходства. Он умер спустя двенадцать лет, в возрасте пятидесяти трех лет, от рака костей и поджелудочной железы, который мог быть вызван облучением в ходе этих испытаний. – Прим. автора.].

Для расчета параметров этого взрыва требуется решение множества уравнений для вычисления скорости волны сжатия воздуха или других веществ, образовавшейся после взрыва. Поэтому фон Нейману захотелось изучить возможности высокоскоростных компьютеров.

Летом 1944 года эта проблема привела его в Bell Labs, и он стал изучать обновленную версию калькулятора комплексных чисел Джорджа Стибица. В последней версии имелось нововведение, которое произвело на него особенное впечатление его: на той же перфорированной ленте, где были набиты закодированные инструкции для каждой задачи, рядом с ними помещались и исходные данные. Фон Нейман провел какое-то время и в Гарварде, пытаясь выяснить, можно ли использовать компьютер Mark I Говарда Айкена для расчетов бомбы. Все лето и осень того года он перемещался на поезде между Гарвардом, Принстоном, Bell Labs и Абердином, исполняя роль пчелки, прямо и перекрестно опыляющей различные команды идеями, которые возникали в его голове. Так же как Джон Мокли ездил повсюду, подбирая идеи, которые в результате привели к созданию первого работающего электронного компьютера, фон Нейман курсировал между лабораториями, собирая воедино элементы и понятия, которые стали потом частью архитектуры компьютера с сохраняемыми программами.

В Гарварде, в конференц-зале, расположенном рядом с компьютером Mark I, Грейс Хоппер и ее партнер, программист Ричард Блох, обустроили рабочее место для фон Неймана. Он и Блох должны были писать уравнения на доске и вводить их в машину, а Хоппер должна была считывать готовые промежуточные результаты. Пока машина “переваривала числа”, рассказывала Хоппер, фон Нейман часто выбегал из конференц-зала и подбегал к ней, чтобы предсказать, какими будут результаты. “Я просто никогда не забуду, как они прибегали из задней комнаты, а затем снова убегали обратно и исписывали этим [числами] всю доску, и фон Нейман предсказывал, какие результаты должны были получиться, и в девяносто девяти процентах случаев он угадывал результат с фантастической точностью, – восклицала Хоппер в восторге. – Казалось, он просто знал или чувствовал, как происходят вычисления»

.

Для команды Гарварда стиль работы фон Неймана в коллективе был непривычным. Он впитывал их идеи, выдвижение некоторых из них считал своей заслугой, но в то же время ясно давал понять, что никто не должен считать какую-либо концепцию своей. Когда пришло время писать отчет о том, что они делают, фон Нейман настаивал, чтобы имя Блоха стояло первым. Блох рассказывал: “На самом деле я не считал, что заслуживал этого, но так вышло, и я дорожу этим”

. Айкен тоже считал, что нужно открыто обмениваться идеями. “Не бойтесь, что кто-то украдет у вас идею, – сказал он однажды студенту. – Если она оригинальная, им придется ее принять”. Тем не менее даже он был поражен и немного смущен достаточно бесцеремонной позицией фон Неймана в отношении того, кому принадлежит заслуга выдвижения данной идеи. “Он говорил о концепциях, не ссылаясь на их авторов”

.

Проблема, с которой
Страница 35 из 45

фон Нейман столкнулся в Гарварде, состояла в том, что Mark I с его электромеханическими переключателями считал мучительно медленно. Расчеты атомной бомбы заняли бы несколько месяцев. Хотя ввод с помощью бумажной ленты делал процесс перепрограммирования компьютера более удобным, каждый раз, когда возникала команда перехода к подпрограмме, необходимо было вручную менять ленту. Фон Нейман пришел к убеждению, что единственное решение – создать компьютер, который работал бы на электронных скоростях и мог хранить и изменять программы с помощью внутренней памяти.

Таким образом, он созрел для того, чтобы стать участником следующего большого прорыва – разработки архитектуры компьютера с программами, сохраняемыми в памяти. Поэтому становится понятным, какой удачей было то, что в конце августа 1944 года он оказался на платформе железнодорожной станции полигона Абердин.

Фон Нейман в Пенне

Капитан Герман Голдстайн, военный связист, который работал с Мокли и Эккертом на ENIAC, в это же время случайно оказался в Абердине на той же платформе, что и фон Нейман, в ожидании поезда на север. Они никогда раньше не встречались, но Голдстайн узнал его мгновенно. Встретив фон Неймана – знаменитость в мире математики – он пришел в возбуждение, поскольку всегда преклонялся перед выдающимися личностями. “Было большим нахальством с моей стороны подойти к этому всемирно известному человеку, представиться и начать разговор, – вспоминал он. – К счастью для меня, фон Нейман оказался милым и дружелюбным, он всегда всячески старался сделать так, чтобы люди чувствовали себя спокойно”. Беседа стала еще оживленней, когда фон Нейман узнал, чем занимается Голдстайн. “Когда фон Нейман понял, что я был связан с разработкой электронного компьютера, способного проделывать 333 умножения в секунду, тональность нашего разговора изменилась, из легкой и шутливой она превратилась в ту, что бывает на устном экзамене при соискании докторской степени по математике”

.

По приглашению Голдстайна несколько дней спустя фон Нейман посетил Пенн, чтобы взглянуть на ENIAC в процессе его строительства. Пресперу Эккерту было любопытно познакомиться со знаменитым математиком, и он подумал, что если его первым вопросом будет вопрос о логической структуре машины, то он “действительно гений”. Как раз таким на самом деле и оказался первый вопрос, заданный фон Нейманом, и он таким образом заработал уважение Эккерта

.

ENIAC мог решить менее чем за час дифференциальное уравнение в частных производных, которое Mark I /Harvard решал бы около восьмидесяти часов. Это впечатлило фон Неймана. Тем не менее перепрограммирование ENIAC на другие задачи могло занять несколько часов, и фон Нейман понял, насколько это серьезный недостаток, поскольку в этот момент нужно было решать кучу разнородных проблем. Весь 1944 год Мокли и Эккерт пытались найти способ хранения программ внутри машины. Прибытие фон Неймана, набитого идеями Гарварда, Bell Labs и других мест, подняло на более высокий уровень обсуждение конструкции компьютера с сохраненными программами.

Фон Нейман, который стал консультантом команды ENIAC, выдвинул идею о том, что компьютерная программа должна быть сохранена в той же памяти, что и исходные данные, и тогда программу можно будет легко модифицировать во время работы. Его деятельность в команде Пенна началась с первой недели сентября 1944 года, когда Мокли и Эккерт в деталях объяснили ему устройство машины и поделились своими мыслями о конструкции следующей версии, в которой будет “одно устройство хранения с адресуемыми ячейками”, которое будет служить в качестве устройства для хранения и исходных данных, и команд программы. На той же неделе Голдстайн изложил эту идею в письме к своему армейскому командиру: “Мы предлагаем централизованное программируемое устройство, в котором стандартные программы хранятся в закодированном виде в тех же типах устройств хранения информации, которые были предложены ранее”

.

Серия встреч фон Неймана с командой ENIAC, и в особенности четыре официальных совещания, которые он провел с ними весной 1945 года, оказались настолько важными, что протоколы этих встреч были сброшюрованы в отдельную книжицу под названием “Встречи с фон Нейманом”. На совещаниях он вышагивал перед доской и руководил обсуждением в духе сократического диалога, впитывал идеи, пропускал через себя, очищал их, а затем выписывал на доске. “Он стоял в передней части комнаты, как профессор, консультирующийся с нами, – вспоминала Джин Дженнингс. – Мы ставили перед ним возникшую у нас конкретную проблему и всегда очень старались, чтобы проблема была фундаментальной, а не только технической”

.

Фон Нейман был открытым человеком, но его интеллектуальное превосходство подавляло людей. Когда он утверждал что-то, редко кто отваживался возразить. Но Дженнингс иногда решалась. Однажды она поспорила с одним из его утверждений, и все в зале посмотрели на нее с удивлением. Но фон Нейман сделал паузу, склонил голову, а затем согласился с ее точкой зрения. Он умел хорошо слушать и к тому же мастерски умел притворяться застенчивым, что располагало к нему людей

. “В нем было удивительное сочетание черт характера блестящего человека, который осознает, что он выдающийся, и удивительной скромности и застенчивости, проявлявшихся при изложении им своих идей другим людям, – вспоминала Дженнингс. – Он был очень беспокойным, все время расхаживал по комнате, но когда он рассказывал о своих идеях, казалось, будто он извиняется за несогласие с вами или будто обдумывает лучшую идею”.

Фон Нейман был особенно силен в разработке фундаментальных основ программирования, которое было все еще плохо определенным ремеслом, не очень изменившимся за век – с тех пор, как Ада Лавлейс описала последовательность операций для генерации чисел Бернулли на аналитической машине. Он понял, что создание элегантного набора инструкций – алгоритма – требовало как строгой логики, так и точности выражения. “Он очень тщательно разъяснял, почему нужно написать данную конкретную команду или почему мы могли бы обойтись без команд, – рассказывала Дженнингс. – Тогда я впервые осознала важность командных кодов, логики, на основании которой они строятся, и элементов, которые должны входить в полный набор команд. Я заметила, что фон Нейман, как и другие гении, обладал способностью выбрать в каждой конкретной проблеме нечто определяющее, то, что действительно было самым важным”

. В этом проявлялся его мощный талант, побуждавший его докапываться до сути каждой новой идеи.

Фон Нейман понимал, что они не просто усовершенствуют ENIAC для быстрого перепрограммирования. Они выполняли более важную задачу – воплощали идею Ады о создании машины, которая могла выполнять любую логическую задачу, заданную набором любых символов. “Компьютер с сохраняемыми программами, замысел которого принадлежал Алану Тьюрингу, а реализация – Джону фон Нейману, сломал различие между числами, которые описывают данные, и числами, которые описывают программы, – писал Джордж Дайсон. – Наша Вселенная уже никогда не будет прежней”

.

Кроме того, фон Нейман быстрее, чем его коллеги, понял важность объединения
Страница 36 из 45

данных и программных команд в одном и том же устройстве памяти. Память может быть стираемой – той, что мы сейчас называем памятью с оперативной записью и считыванием. Это означает, что сохраненные команды могут быть изменены не только в конце цикла, но в любой момент работы программы. Компьютер сам может изменить свою программу, основываясь на полученных результатах. Для облегчения этой процедуры Фон Нейман придумал язык программирования с переменным адресом ячейки памяти, который позволял легко менять команды во время выполнения программы

.

Команда разработчиков из Пенна предложила армии построить на этих принципах новый улучшенный вариант ENIAC. Он должен был использовать двоичную систему, а не десятичную, использовать ртутные линии задержки в качестве устройства памяти и включать в себя многие, если и не все черты так называемой “архитектуры фон Неймана”. В первоначальном варианте предложения для армии эта новая машина была названа “Электронным дискретным вариабельным автоматическим калькулятором”. Все чаще, однако, команда начала называть его компьютером, поскольку он мог делать гораздо больше, чем просто вычислять. Впрочем, это не имело особого значения. Все просто называли его EDVAC.

В последующие годы в патентных разбирательствах, конференциях, книгах и противоречащих друг другу исторических документах возникали дебаты по поводу того, кто имеет больше прав на идеи, которые родились в 1944-м и в начале 1945 года и легли в основу компьютера с сохраняемой программой. Например, рассказанное выше говорит о том, что заслуга выдвижения концепции сохраняемой программы в первую очередь принадлежит Эккерту и Мокли. А заслуга фон Неймана в том, что он осознал важность способности компьютера изменять сохраненную в нем программу в процессе работы, а также в создании программ с переменным адресом для реализации этого. Но на самом деле рождение инноваций в Пенне является еще одним примером совместного творчества, и это более важно, чем разборки по поводу авторства тех или иных идей. Фон Нейман, Эккерт, Мокли, Голдстайн, Дженнингс и множество других разработчиков – все сообща обсуждали идеи, выпытывали нужные им сведения у инженеров, электронщиков, ученых-материаловедов и программистов.

Вверху: Джон фон Нейман (1903–1957), 1954 г.

Слева: Герман Голдстайн (1913–2004), ок. 1944 г.

Преспер Эккерт (в центре) и журналист Уолтер Кронкайт с телеканала CBS (справа) рассматривают результаты электронного прогноза президентских выборов, полученных с помощью компьютера UNIVAC, 1952 г.

Большинство из нас когда-нибудь участвовали в мозговых штурмах, в которых рождались творческие идеи. Уже спустя несколько дней разные люди могут по-разному вспоминать о том, кто предложил идею первым. Мы понимаем, что идеи формулируются в основном при постоянном взаимодействии членов группы, а не путем выдвижения совершенно оригинальной концепции кем-то одним. Искры вылетают при трении идей друг о друга, а не падают с ясного неба. Так было и в Bell Labs, и в Лос-Аламосе, и в Блетчли-Парке, и в Пенне. Одним из важнейших талантов фон Неймана, сделавшим его главным в этом коллективном творческом процессе, была его способность расспрашивать, слушать, формулировать и систематизировать чужие идеи, мягко и осторожно вносить свои предложения.

Склонность фон Неймана собирать и обрабатывать идеи, не заботясь о том, чтобы точно указать источник, из которого они появились, оказалась полезной для высевания и удобрения уже посеянных идей, которые стали частью EDVAC. Но иногда это обижало тех, кого больше беспокоило, как оценят их заслуги или признают ли за ними права на интеллектуальную собственность. Фон Нейман как-то раз заявил, что невозможно приписать кому-то одному рождение идей, обсуждавшихся в группе. Рассказывают, что Эккерт, услышав это, отреагировал репликой: “Вы уверены?”

Преимущества и недостатки подхода фон Неймана проявились в июне 1945 года. После десяти месяцев кипучей работы в Пенне он предложил изложить ее итоги на бумаге. И приступил к этому во время своей долгой поездки на поезде в Лос-Аламос.

В своем рукописном отчете, отправленном в Пенн Голдстайну, фон Нейман в математически компактной форме подробно описал структуру предлагаемого компьютера с запоминаемыми программами и логическое управление им, а также причины, по которым оказалось “заманчивым рассматривать всю память как единый орган”. Когда Эккерт спросил Голдстайна, почему, как ему кажется, фон Нейман единолично составляет документ, основанный на идеях, в развитии которых участвовали и другие, тот успокоил его: “Он просто пытается уяснить эти вещи для себя самого и делает это в письмах ко мне, чтобы мы могли ответить ему, если он что-то понял неправильно”

.

Фон Нейман оставил пробелы для вставки ссылок на чужие работы, и в действительности в его тексте никогда не использовалась аббревиатура EDVAC. Но когда Голдстайн отдал текст (насчитывавший уже 101 страницу) в печать, он указал в качестве единственного автора своего героя – фон Неймана. На титульной странице Голдстайн написал название “Первый проект отчета о EDVAC Джона фон Неймана”. Для получения двадцати четырех копий документа Голдстайн использовал мимеограф, и в конце июня 1945 года он разослал эти экземпляры по разным местам

.

“Проект отчета” был очень полезным документом, и разработчики последующих компьютеров руководствовались им по крайней мере в течение последующего десятилетия. Решение фон Неймана написать его и позволить Голдстайну распространить отражало открытость академически ориентированных ученых, особенно математиков, которые обычно хотят публиковать в открытой печати и распространять результаты, а не пытаться доказать, что право на интеллектуальную собственность принадлежит им. Своему коллеге фон Нейман объяснил: “Я, безусловно, собираюсь сделать все возможное, чтобы как можно больше результатов этой деятельности оказалось в открытом доступе (с патентной точки зрения)”. Позже он сказал, что, взявшись за написание отчета, преследовал две цели – “прояснить и скоординировать мысли группы, работающей над конструкцией компьютера EDVAC, и помочь усовершенствовать конструкцию высокоскоростных компьютеров”. Кроме того, он сказал, что не пытался присвоить авторство на концепции и никогда не подавал на них патентные заявки

.

Эккерт и Мокли смотрели на это по-другому. “Понимаете, мы под конец стали считать фон Неймана скупщиком чужих идей, а Голдстайна – основным продавцом, – сказал Эккерт позднее. – Фон Нейман крал идеи и пытался сделать вид, что работу в школе Мура [при Пенне] он проделал один”

. Джин Дженнингс согласилась с этим и позже сокрушалась, что Голдстайн “ревностно поддерживал несправедливые претензии фон Неймана и, по сути, помог ему присвоить работу Эккерта, Мокли и остальных членов группы из школы Мура”

.

Что особенно расстроило Мокли и Эккерта, которые пытались запатентовать многие из концепций, лежащие в основе и ENIAC, и будущего EDVAC, так это то, что распространение отчета фон Неймана делало эти концепции открытыми и с юридической точки зрения запатентовать их становилось невозможно. Когда Мокли и Эккерт попытались запатентовать
Страница 37 из 45

архитектуру компьютера с сохраняемой программой, им было отказано в этом, поскольку (так заключили и армейские юристы, и в конечном итоге суды) отчет фон Неймана был сочтен “предшествовавшей открытой публикацией”, что запрещает выдачу патента.

Эти патентные споры положили начало дискуссии, возникшей в цифровую эру. Должны ли разработчики делиться своей интеллектуальной собственностью, и при любой возможности отправлять ее в общий доступ, и отдавать сообществам, распространяющим программы с открытыми исходными кодами? По этому пути шли в основном разработчики интернета и Web, и это может стимулировать развитие инноваций благодаря быстрому распространению идей и совершенствованию их в процессе краудсорсинга. Или же права на интеллектуальную собственность должны быть защищены и изобретателям нужно разрешить получать прибыль от их собственных идей и инноваций? Этим путем, как правило, следуют разработчики, работающие в области вычислительной техники, электроники и производства полупроводников, и в этом случае у авторов появляются финансовые стимулы, они получают инвестиции, способствующие появлению инноваций, и риски окупаются. В течение семидесяти лет после того, как фон Нейман разместил свой “Проект отчета” по EDVAC в общем доступе и он оказался очень полезным, защите авторских прав в компьютерной области уделялось все больше и больше внимания (с несколькими существенными исключениями). А в 20ii году произошло примечательное событие: Apple и Google потратили больше на судебные иски и выплаты, связанные с патентами, чем на исследования и разработки новых продуктов

.

ENIAC рассекречивают

Даже теперь, когда команда Пенна занималась проектированием EDVAC, они по-прежнему должны были получать разрешение на то, чтобы запустить его предшественник ENIAC и поработать на нем. Шла осень 1945 года.

К тому времени война закончилась. Уже не было никакой необходимости вычислять артиллерийские траектории, но основные задачи, которые считались на ENIAC, были все-таки военными. В какой-то момент из Нью-Мексико, из Лос-Аламосской национальной лаборатории, занимавшейся разработкой атомного оружия, пришло секретное задание. Работавший там физик-теоретик венгерского происхождения Эдвард Теллер предложил конструкцию водородной бомбы, получившей название The Super, где устройство, в котором происходило деление атомных ядер, использовалось для инициирования реакции синтеза. Чтобы определить, как это будет работать, ученым необходимо было рассчитать, какова интенсивность реакции в каждую десятимиллионную долю секунды.

Суть проблемы была строго засекречена, но в Пенн в октябре были переданы гигантские уравнения для решения на ENIAC. Для ввода данных потребовался почти миллион перфокарт, и Дженнингс и некоторые ее коллеги были отправлены в комнату, где стоял ENIAC и где Голдстайн мог руководить процессом его работы. ENIAC решал уравнения, и в процессе расчета выяснилось, что конструкция Теллера не будет работать. Математик Станислав Улам, беженец из Польши, вместе с Теллером (и Клаусом Фуксом, оказавшимся позже русским шпионом), основываясь на результатах ENIAC, стали работать над изменением конструкции водородной бомбы, с тем чтобы в ней могла возникнуть интенсивная термоядерная реакция

.

До тех пор пока это секретное задание не было выполнено, существование ENIAC держали в тайне. Он не демонстрировался широкой публике до 15 февраля 1946 года. На эту дату армейское начальство и Пенн запланировали гала-презентацию ENIAC, предварительно подготовив общественность с помощью нескольких публикаций

. Капитан Голдстайн решил, что кульминационным пунктом должна быть демонстрация расчета траектории ракеты. Поэтому за две недели до события он пригласил Джин Дженнингс и Бетти Снайдер к себе домой, и пока Адель готовила чай, спросил их, могли бы они быстро написать программу для ENIAC и закончить расчет вовремя. Дженнингс заявила: “Мы наверняка сможем это сделать”. Она была взволнована, ведь это позволило бы им получить непосредственный доступ к машине, что случалось редко

. Они приступили к работе, подключив шины запоминающего устройства к нужным блокам и настроив блоки ввода программы.

Мужчины знали, что успех их демонстрации находился в руках этих двух женщин. Мокли пришел в одну из суббот с бутылкой абрикосового бренди, чтобы поддержать их силы. “Это было восхитительно, – вспоминала Дженнингс. – С этого дня я всегда держала бутылку абрикосового бренди в своем шкафу”. Через несколько дней декан инженерной школы принес им бумажный пакет с бутылкой виски и сказал: “Пусть это облегчит вашу работу”. Снайдер и Дженнингс никогда не были большими выпивохами, но подарок был для них важен. Дженнингс вспоминала: “Мы так поняли, насколько важной была эта демонстрация”

.

Накануне презентации был День святого Валентина, но несмотря на то, что Снайдер и Дженнингс обычно любили пообщаться с друзьями, на этот раз в празднествах не участвовали. Дженнингс рассказывала: “Вместо этого мы закрылись вместе с этой удивительной машиной ENIAC, быстро внося последние исправления и проводя проверки программы”. Но от одного глюка никак не получалось избавиться, и причину его они не могли понять: программа работала замечательно и послушно рисовала точки траектории артиллерийских снарядов, но не понимала, когда остановиться. Даже после того как снаряд ударялся о землю, программа продолжала рассчитывать траекторию, “как будто этот гипотетический заряд пролетал сквозь землю с той же скоростью, с которой он летел по воздуху”. Как описывала это Дженнингс: “Мы знали, что, если не решим эту проблему, демонстрация провалится и изобретателям ENIAC и инженерам будет неловко”

.

Дженнингс и Снайдер работали до самой пресс-конференции, состоявшейся поздним вечером, пытаясь исправить ошибку, но не могли. В середине ночи они, наконец, сдались и разошлись, поскольку Снайдер нужно было успеть на последний поезд – она жила в пригороде. Но и после того как Снайдер уже легла в постель и заснула, она продолжала искать причину: “Я проснулась посреди ночи, думая, в чем ошибка… Я встала, села на первый утренний поезд, чтобы проверить одно соединение”. Проблема в том, что там была установка в конце цикла типа DO, которая отключала один разряд. Она щелкнула нужным выключателем, и глюк исчез. “Бетти смогла во сне сделать такое сложное логическое заключение, которое большинство людей не могло сделать наяву, – восхищалась Дженнингс позже. – Во время сна она в подсознании распутала узел, который ее сознание было не в состоянии распутать”

.

На демонстрации ENIAC смог за пятнадцать секунд провести расчеты траектории ракеты, на которые расчетчики, даже работая с дифференциальным анализатором, потратили бы несколько недель. Все это выглядело очень впечатляюще. Мокли и Эккерт, как опытные инноваторы, сумели организовать хорошее шоу. Верхушки электронных ламп в сумматорах ENIAC, образующие решетку 10 х 10, виднелись через отверстия в передней панели машины. Слабый свет от неоновых ламп, служивших индикаторами, был едва заметен. Эккерт взял мячи для пинг-понга, разрезал их пополам, написал на них цифры и нацепил на лампы. Когда компьютер начал обработку данных,
Страница 38 из 45

свет в комнате выключили, и зрители пришли в восторг от мигающих пинг-понговых мячиков – зрелище, которое стало хитом в фильмах и телевизионных шоу. “Когда стала рассчитываться траектория, цифры начали накапливаться в сумматорах и передаваться из одного места в другое, огни начали мигать, как рекламные билборды в Лас-Вегасе, – рассказывала Дженнингс. – Мы сделали то, что хотели. Мы запрограммировали ENIAC”

. Это стоит повторить: они запрограммировали ENIAC.

Открытие ENIAC для общественности удостоилось публикации на первой странице The New York Times под заголовком “Электронный компьютер высвечивает ответы, и это может ускорить развитие технологии”. Эта статья началась так: “Один из главных военных секретов – удивительная машина, с невероятной скоростью решавшая математические задачи, которые считались до сих пор слишком сложными и громоздкими, чтобы за них браться, была представлена публике сегодня вечером военным ведомством”

. Продолжение отчета о демонстрации занимало полный разворот Times. Там были помещены фотографии Мокли, Эккерта и огромного, размером с комнату, ENIAC. Мокли заявил, что с помощью машины можно будет делать более точные прогнозы погоды (его первое увлечение), рассчитывать конструкцию самолетов и “снарядов, летающих со сверхзвуковыми скоростями”. В Associated Press была опубликована даже более восторженная статья о демонстрации, и в ней утверждалось, что “машина поможет найти математический способ улучшения жизни каждого человека”

. Мокли привел пример “улучшения жизни”, заявив, что компьютеры могут в какой-то момент использоваться для снижения стоимости буханки хлеба. Как это будет происходить, он не объяснил, но и это, как и миллионы других подобных предсказаний, в конечном итоге и на самом деле реализовалось.

Позже Дженнингс в традициях Ады Лавлейс жаловалась, что многие газетные сообщения переоценивали возможности ENIAC, называли его “гигантским мозгом”, что подразумевало, что он может думать. “ENIAC не был мозгом ни в каком смысле, – настаивала она. – Он не мог рассуждать, поскольку компьютеры все еще не могут рассуждать, но он мог предоставить людям больше информации, чтобы они использовали ее в своих размышлениях”.

У Дженнингс была еще одна, более личная претензия: “Нас с Бетти на демонстрации не упоминали, и после нее мы были забыты. Нам казалось, что мы играли роли в увлекательном фильме. Мы работали без продыху в течение двух недель, чтобы сделать что-то действительно захватывающее, и внезапно что-то пошло не так, и мы были вычеркнуты из сценария”. Той ночью состоялся ужин при свечах в Хьюстон-холле в Пенне. Зал был заполнен научными светилами, военными чинами и мужчинами, работавшими на ENIAC. Но ни Джин Дженнингс, ни Бетти Снайдер на ужин не пригласили, не было там и других женщин-программисток

. “Бетти и я не были приглашены, – рассказывала Дженнингс, – так что мы были обижены”

. И пока в ту очень холодную февральскую ночь мужчины-разработчики и различные знаменитости праздновали, Дженнингс и Снайдер ехали домой одни.

Первые компьютеры с запоминаемыми программами

Желание Мокли и Эккерта запатентовать то, в изобретении чего они участвовали (и получить вознаграждение за это), поставило в тупик администрацию Пенна, поскольку университет еще не выработал четкой политики по распределению прав на интеллектуальную собственность. Им было позволено подать патентные заявки на ENIAC, но университет настоял, чтобы ему были выданы лицензии без уплаты роялти, а также право на выдачу сублицензий на все элементы конструкции. Кроме того, стороны не смогли договориться о том, кто будет иметь авторские права на инновации по EDVAC. Переговоры шли трудно, и в результате в конце марта 1946 года Мокли и Эккерт покинули Пенн

.

Они организовали компанию в Филадельфии, которая стала называться “Компьютерной корпорацией”, и фактически Эккерт и Мокли стали первопроходцами в деле превращения компьютерных технологий из академической деятельности в коммерческую. (В 1950 году их компания вместе с патентами, которые они позже получили, стала частью компании Remington Rand, превратившейся затем в Sperry Rand, а еще позже в Unisys.) Среди машин, которые они построили, был и UNIVAC, купленный Бюро переписи населения и другими покупателями, в том числе General Electric.

А UNIVAC с его мерцающими лампочками и голливудским обликом стал телезвездой в ночь после выборов 1952 года, когда его показал канал CBS. Уолтер Кронкайт – молодой журналист, ведущий новостных программ на телевидении – сомневался в том, что вычисления огромной машины могут быть столь же ценными, что и экспертные оценки телекорреспондентов, но согласился, что ее вид впечатлит телезрителей. Мокли и Эккерт привлекли к участию в проекте специалиста по статистике из Пенна, и они вместе разработали программу, которая сравнивала первые результаты, полученные с некоторых выборочных участков, с итогами предыдущих выборов. К 8:30 вечера по Восточному побережью, задолго до окончания большинства подсчетов, UNIVAC предсказал с вероятностью 100:1 уверенную победу Дуайта Эйзенхауэра над Эдлаем Стивенсоном. CBS вначале придержал выводы UNIVAC, и Кронкайт сказал своим зрителям, что компьютер еще не закончил расчеты. Однако вечером того же дня, после подсчета голосов, подтвердившего, что Эйзенхауэр наверняка победил, Кронкайт вывел в эфир корреспондента Чарльза Коллингвуда, который признался, что UNIVAC сделал правильный прогноз уже в начале вечера, но CBS не решился пустить его в эфир. UNIVAC стал знаменитостью и непременным участником выборов

.

Эккерт и Мокли не забыли о важной роли женщин-программисток, которые работали с ними в Пенне, хотя их и не пригласили на торжественный ужин после демонстрации ENIAC. Они взяли на работу в свою фирму Бетти Снайдер, ставшую по мужу Бетти Холбертон, и она участвовала в разработке языков COBOL и Fortran. К ним перешла на работу и Джин Дженнингс, вышедшая замуж за инженера Бартика и ставшая Джин Дженнингс Бартик. Мокли хотел взять на работу на фирму и Кей Макналти, но вместо этого предложил ей выйти за него замуж, поскольку к тому времени был вдовцом – его жена утонула. У них родилось пятеро детей, но она продолжала участвовать в разработке программного обеспечения для UNIVAC.

Мокли также пригласил работать на фирму и руководительницу женщин-программисток – Грейс Хоппер. “Он предоставлял людям возможность пробовать разные вещи, – ответила Хоппер, когда ее спросили, почему она дала Мокли уговорить себя поступить в “Компьютерную корпорацию” Эккерта – Мокли. – Он поощрял изобретательство”

. К 1952 году она создала первый в мире работающий компилятор, известный как система A-о, который переводил символические математические команды на машинный язык, что очень упрощало написание программ.

Хоппер умела работать в команде и ценила сотрудничество. Она считала использование открытых кодов необходимым условием развития инноваций и послала свою первоначальную версию компилятора друзьям и знакомым в программистском сообществе, попросив их улучшить его. Этот же открытый метод поиска решений и их координации она использовала, когда была техническим руководителем группы, создававшей COBOL – первый кроссплатформенный стандартизованный
Страница 39 из 45

деловой язык программирования компьютеров

. Она привыкла к совместной работе и понимала, что программа не должна быть привязанной к определенной машине; она считала, что даже машинам должно быть удобно работать вместе. Это также показало, что она поняла главную тенденцию компьютерной эры: сами компьютеры станут потребительским товаром, а по-настоящему цениться будет именно программирование. До того как появился Билл Гейтс, понимание этого обстоятельства у большинства людей отсутствовало[21 - В 1967 году в возрасте шестидесяти лет Хоппер была отозвана в ВМС для работ по стандартизации языка COBOL и подтверждения правильности работы компиляторов COBOL. Голосованием в Конгрессе ей было разрешено служить и после достижения пенсионного возраста. Она получила звание контр-адмирала и наконец в возрасте семидесяти девяти лет вышла в отставку в августе 1986 года старейшим кадровым офицером ВМС. – Прим. автора.].

Фон Нейман презрительно отнесся к меркантильному подходу Эккерта и Мокли. “Эккерт и Мокли – это коммерческая компания с коммерческой патентной политикой, – жаловался он другу. – Мы не можем работать с ними с той же степенью открытости, с какой мы работали бы с академической группой”

. Но при всем своем видимом бескорыстии сам фон Нейман был не прочь заработать деньги на своих идеях. В 1945 году он обсуждал заключение контракта на консультирование с компанией IBM, предоставляющей корпорации права на все его изобретения. Это был вполне юридически чистый контракт. Тем не менее это возмутило Эккерта и Мокли. “Он под шумок продал все наши идеи IBM, – жаловался Эккерт. – Он был лицемерным – говорил одно, а делал другое. Ему нельзя было доверять”

.

После того как Мокли и Эккерт покинули Пенн, Университет быстро утратил свою роль центра инноваций. Фон Нейман тоже ушел оттуда и вернулся в Институт перспективных исследований в Принстоне. Он взял с собой Германа и Адель Голдстайнов, а также ключевых инженеров, таких как Артур Беркс. Герман Голдстайн позже высказал свое мнение о том, почему Пенн перестал быть центром разработки компьютеров: “Возможно, учреждения, как и люди, могут уставать”

. Компьютеры считались инструментом, а не темой для научного исследования. Мало кто из преподавателей понял тогда, что информатика разовьется в академическую дисциплину, еще более важную, чем электроинженерия.

Несмотря на то, что многие сотрудники ушли, Пенн сумел сыграть еще раз важную роль в развитии компьютеров. В июле 1946 года большинство экспертов в этой области, в том числе фон Нейман, Голдстайн, Эккерт, Мокли и другие, обычно враждовавшие друг с другом, вернулись в Пенн, чтобы прочитать лекции, провести семинары и поделиться своими знаниями о компьютерных вычислениях. На это восьминедельное мероприятие, называвшееся Лекциями школы Мура, съехались: Говард Айкен, Джордж Роберт Стибиц, Дуглас Хартри из Манчестерского университета и Морис Уилкс из Кембриджа. Основное внимание уделялось использованию в универсальных (в понимании Тьюринга) компьютерах архитектуры с сохраняемой программой. В результате конструкторские идеи, выработанные совместно Мокли, Эккертом, фон Нейманом и другими сотрудниками Пенна, стали базовыми для большинства компьютеров будущего.

Честь называться первым компьютером с сохраняемой программой принадлежит двум машинам, которые были завершены почти одновременно – летом 1948 года. Одна из них была обновленной версией оригинального ENIAC. Фон Нейман и Голдстайн вместе с инженерами Ником Метрополисом и Ричардом Клиппенджером разработали способ использования трех функциональных таблиц ENIAC для сохранения множества простейших команд

. Эти функциональные таблицы нужны были для того, чтобы хранить данные о расчете траекторий артиллерийских снарядов, а устройство памяти могло быть применено для других целей, так как машина уже не использовалась для расчета баллистических таблиц. И опять реальная программистская работа была проделана в основном женщинами: Аделью Голдстайн, Кларой фон Нейман и Джин Дженнингс Бартик. Бартик вспоминала: “Я снова работала с Аделью и другими программистами, и мы вместе разрабатывали оригинальную версию программы, чтобы превратить ENIAC в компьютер с сохраняемой программой, использующий функциональные таблицы для хранения закодированных инструкций”

.

Этот переконфигурированный ENIAC, начавший работать в апреле 1948 года, имел только постоянную память, что означало, что было трудно менять программы во время их работы. Кроме того, его память на ртутных линиях задержки была медлительной и требовала точной технологии при изготовлении. Обоих этих недостатков удалось избежать в маленькой машинке, которая была построена в Англии, в Манчестерском университете, с нуля и которая должна была функционировать как компьютер с сохраняемой программой. Этот компьютер, названный Manchester Baby (“Манчестерский малыш”), был введен в эксплуатацию в июне 1948 года.

Вычислительная лаборатория в Манчестере была создана Максом Ньюманом, наставником Тьюринга, а основную работу на новом компьютере проделали Фредерик Калланд Уильямс и Томас Килбурн. Уильямс придумал устройство хранения с помощью электронно-лучевых трубок, которые сделали машину более быстродействующей и простой, чем те, которые использовали ртутные линии задержки. Оно работало так хорошо, что его использовали для изготовления более мощного компьютера Mark I /Manchester, который был сдан в эксплуатацию в апреле 1949 года, а также для изготовления Морисом Уилксом и командой из Кембриджа компьютера EDSAC в мае того же года

.

Тогда же, параллельно с созданием этих машин, Тьюринг также пытался разработать компьютер с сохраняемой программой. После ухода из Блетчли-Парка он поступил на работу в Национальную физическую лабораторию – престижный институт в Лондоне, где разработал компьютер, названный автоматической вычислительной машиной (ACE) в честь двух машин Бэббиджа. Но строительство ACE продвигалось неровно, и к 1948 году Тьюринг уже разочаровался и тем, что процесс тормозился, и тем, что его коллеги не испытывали никакого интереса ни к устройству машины, ни к искусственному интеллекту. И тогда он уехал из Лондона и присоединился к Максу Ньюману в Манчестере

.

И в это же время – в 1946 году – в Институте перспективных исследований в Принстоне фон Нейман тоже погрузился с головой в работу над компьютером с сохраняемой программой. Этот проект описан в эссе Джорджа Дайсона “Собор Тьюринга”. Директор института Фрэнк Эйделоти и наиболее влиятельный член профессорского совета Освальд Веблен были убежденными сторонниками проекта, несмотря на противодействие со стороны других профессоров, утверждавших, что работа над вычислительной машиной принижает статус института, задуманного основателями как рай для теоретиков. Все-таки проект фон Неймана как-то продвигался, и в результате была построена машина IAS. “Он явно шокировал и даже приводил в ужас некоторых своих коллег – математиков, погруженных исключительно в абстрактные размышления, открыто демонстрируя крайнюю заинтересованность не только в доске и меле, карандаше и бумаге, но и в различных устройствах, – вспоминала жена фон Неймана Клара. – Его
Страница 40 из 45

предложение сконструировать электронную вычислительную машину под священным куполом института горячего одобрения не получило, чтобы не сказать больше”

.

Членов команды фон Неймана загнали в помещение, которое использовалось секретарем ученого-логика Курта Гёделя, которому секретарь был не нужен. На протяжении 1946 года они опубликовали подробные отчеты о конструкции их машины и направили их в библиотеку Конгресса и Американское патентное ведомство. Но приложили к отчетам не патентную заявку, а нотариально заверенное заявление, в котором говорилось, что они хотели бы, чтобы результаты их работы были открыты для общего пользования.

Их машина была полностью готова в 1952 году, но работа над проектом угасла после того, как фон Нейман уехал в Вашингтон и стал работать в Комиссии по атомной энергии. “Роспуск нашей компьютерной группы был катастрофой не только для Принстона, но и для науки в целом, – рассказывал физик Фримен Дайсон, сотрудник института (и отец Джорджа Дайсона). – Это означало, что в тот критический период – в 1950-е годы – больше не существовало академического центра, в котором компьютерщики всех направлений могли бы собраться вместе и [обсуждать проблемы] на самом высоком интеллектуальном уровне”

. Начиная с 1950-х годов, новые разработки в области вычислительной техники перемещаются в корпоративную сферу, в основном в компании Ferranti, IBM, Remington Rand и Honeywell.

Эти изменения возвращают нас к вопросу о патентной защите. Если бы фон Нейман и его команда продолжили внедрение инноваций и выложили бы их в общий доступ, привела ли бы такая модель развития – модель открытых кодов – к ускоренному развитию компьютеров? Или же рыночная конкуренция и финансовая заинтересованность в создании интеллектуальной собственности больше стимулировали рождение инноваций? В случаях Интернета, Web и некоторых видов программного обеспечения открытая модель, как оказалось, работала лучше. Но когда речь идет об аппаратуре, например компьютерах и микрочипах, лучшие стимулы для инновационного рывка в 1950-х годах обеспечила система защиты интеллектуальной собственности. Причина того, что подход, защищающий авторское право (проприетарный подход), работал хорошо, особенно для компьютеров, состояла в том, что крупные промышленные организации, в которые было легче привлечь оборотные средства, лучше подходили для проведения исследований, разработки, производства и продажи таких машин. Кроме того, до середины 1990-х годов было проще обеспечить патентную защиту аппаратным узлам, чем программному обеспечению[22 - Конституция США наделяет Конгресс правом "способствовать прогрессу науки и полезных технологий, обеспечивая на определенный срок авторам и изобретателям исключительное право на их произведения и открытия”. Офис патентов и торговых марок США на протяжении 1970-х годов, как правило, не выдавал патенты на изобретения, отличие которых от существующей технологии состояло в использовании новых программных алгоритмов. Ситуация зашла в тупик в 1980-е годы, когда нормы апелляционного и Верховного судов вошли в противоречие. Политика изменилась в середине 1990-х годов, когда окружной суд округа Колумбия издал ряд постановлений, позволяющих выдавать патенты на программное обеспечение, приносящее "полезный, конкретный и ощутимый результат”, и президент Билл Клинтон назначил главой Патентного ведомства главного лоббиста программной издательской индустрии. – Прим. автора.]. Тем не менее у пути, на котором патентной защите инноваций в области аппаратного устройства компьютеров уделялось повышенное внимание, был и недостаток: проприетарная модель способствовала возникновению компаний, которые были настолько маломобильными и закостеневшими, что они проспали революцию персональных компьютеров начала 1970-х годов.

Может ли машина мыслить?

Когда Алан Тьюринг раздумывал о конструировании компьютера с сохраняемой программой, он обратил внимание на утверждение, сделанное Адой Лавлейс столетием ранее, в ее финальном “Примечании” к описанию аналитической машины Бэббиджа. Она утверждала, что машины не смогут думать. Тьюринг задался вопросом: если машина может изменить свою собственную программу на основе обрабатываемой ею информации, не форма ли это обучения? Не может ли это привести к созданию искусственного интеллекта?

Вопросы, связанные с искусственным интеллектом, возникали уже в древности. Тогда же возникали и вопросы, связанные с человеческим сознанием. Как и в большинстве обсуждений такого рода, важную роль в изложении их в современных терминах сыграл Декарт. В своем трактате 1637 года “Рассуждение о методе” (который содержит знаменитое утверждение “Я мыслю, следовательно, я существую”) Декарт писал:

Если бы сделать машины, которые имели бы сходство с нашим телом и подражали бы нашим действиям, насколько это мыслимо, то у нас все же было бы два верных средства узнать, что это не настоящие люди. Во-первых, такая машина никогда не могла бы пользоваться словами или другими знаками, сочетая их так, как это делаем мы, чтобы сообщать другим свои мысли. Во-вторых, хотя такая машина многое могла бы сделать так же хорошо и, возможно, лучше, чем мы, в другом она непременно оказалась бы несостоятельной, и обнаружилось бы, что она действует несознательно[23 - Перевод с французского Г. Слюсарева.].

Тьюринга уже давно интересовало, как компьютер мог бы повторить работу человеческого мозга, и его любопытство было подогрето еще больше работой на машинах, которые расшифровывали закодированные сообщения. В начале 1943 года, когда в Блетчли-Парке уже был готов Colossus, Тьюринг пересек Атлантику и направился в Bell Lab, расположенный в Нижнем Манхэттене, для консультаций с группой, работающей над шифрованием речи с помощью электронного устройства (скремблера) – технологией, которая могла бы зашифровывать и расшифровывать телефонные разговоры.

Там он встретился с колоритным гением – Клодом Шенноном, который, будучи выпускником Массачусетского технологического института, в 1937 году написал дипломную работу, ставшую классической. В ней он показал, как булева алгебра, которая представляет логические предложения в виде уравнений, может быть отображена с помощью электронных схем. Шеннон и Тьюринг стали встречаться за чаем и вести долгие разговоры. Оба интересовались наукой о мозге и понимали, что в их работах 1937 года было нечто общее и фундаментальное: они показали, как машине, которая оперирует простыми двоичными командами, можно ставить не только математические, но и всевозможные логические задачи. А поскольку логика была основой человеческого мышления, то машина могла бы в теории воспроизвести человеческий интеллект.

“Шеннон хочет кормить [машину] не только данными, но и произведениями культуры! – однажды сказал Тьюринг коллегам по Bell Lab на обеде. – Он хочет сыграть ей что-нибудь музыкальное”. На другом обеде в столовой Bell Labs Тьюринг вещал своим высоким голосом, слышным всем присутствовавшим в помещении: “Нет, я не собираюсь конструировать мощный мозг. Я пытаюсь сконструировать всего лишь посредственный мозг – такой, например, как у президента Американской телефонной и телеграфной компании”

.

Когда
Страница 41 из 45

в апреле 1943 года Тьюринг вернулся в Блетчли-Парк, он подружился с коллегой Дональдом Мичи, и они провели много вечеров, играя в шахматы в соседнем пабе. Они часто обсуждали возможность создания шахматного компьютера, и Тьюринг решил подойти к проблеме по-новому. А именно: не использовать напрямую всю мощность машины для расчета каждого возможного хода, а постараться дать машине возможность самой учиться игре в шахматы, постоянно практикуясь. Другими словами, дать ей возможность пробовать применить новые гамбиты и совершенствовать свою стратегию после каждого нового выигрыша или проигрыша. Такой подход в случае успеха являлся бы существенным прорывом, который порадовал бы Аду Лавлейс. Было бы доказано, что машины способны на большее, чем просто следовать инструкциям, данным им людьми, – они могли бы учиться на опыте и улучшать свои собственные команды.

“Считается, что вычислительные машины могут выполнять только такие задачи, на которые им даны команды, – объяснил он в докладе, сделанном на Лондонском математическом обществе в феврале 1947 года. – Но необходимо ли, чтобы они всегда использовались таким образом?” Затем он обсудил возможности новых компьютеров с сохраняемой программой, которые могут сами изменять таблицы команд, и продолжил: “Они могли бы стать похожими на учеников, которые многому научились у своего учителя, но добавили гораздо больше своего. Я думаю, что, когда это произойдет, придется признать, что машина демонстрирует наличие интеллекта”

.

Когда он закончил доклад, слушатели на мгновение замолкли, ошеломленные заявлением Тьюринга. Его коллеги из Национальной физической лаборатории вообще не понимали одержимости Тьюринга созданием думающих машин. Директор Национальной физической лаборатории сэр Чарльз Дарвин (внук биолога, создателя теории эволюции) в 1947 году написал своему начальству, что Тьюринг “хочет распространить свою работу над машиной еще дальше, в сторону биологии” и ответить на вопрос: “Можно ли сделать такую машину, которая может учиться на своем опыте?”

Смелая мысль Тьюринга о том, что машины смогут когда-нибудь думать, как люди, в то время вызвала яростные возражения, да и до сих пор вызывает. Появились как вполне ожидаемые религиозные возражения, так и нерелигиозные, но весьма эмоциональные, как по содержанию, так и по тону. Нейрохирург сэр Джеффри Джефферсон в речи, произнесенной по случаю награждения престижной медалью Листера в 1949 году, заявил: “Согласиться с тем, что машина так же разумна [как человек], мы сможем не раньше, чем она сможет написать сонет или сочинить концерт под влиянием своих мыслей и эмоций, а не из-за случайного выбора символов”

. Ответ Тьюринга репортеру из лондонского Times, казалось, был несколько легкомысленным, но тонким: “Сравнение, возможно, не совсем справедливо, поскольку сонет, написанный машиной, лучше оценивать другой машине”

.

Таким образом, был заложен фундамент для второй основополагающей работы Тьюринга, “Вычислительные машины и разум”, опубликованной в журнале Mind в октябре 1950 года

. В ней он описал тест, ставший известным впоследствии как тест Тьюринга. Он начал с четкого заявления: “Я предлагаю рассмотреть вопрос: «Могут ли машины мыслить?»” С азартом, скорее присущим школьнику, он придумал игру – и в нее все еще играют и до сих пор обсуждают. Он предложил вложить в этот вопрос реальный смысл и сам дал простое функциональное определение искусственного интеллекта: если ответ машины на вопрос ничем не отличается от ответа, который дает человек, то у нас не будет никакого разумного основания считать, что машина не “думает”.

Тест Тьюринга, который он назвал “Игра в имитацию”, прост: экзаменатор направляет письменные вопросы человеку и машине, находящимся в другой комнате, и пытается определить, какой из ответов принадлежит человеку. Тьюринг предложил пример вопросника:

Вопрос: Пожалуйста, напишите мне сонет о мосте Форт[24 - Огромный мост через реку Форт, достопримечательность Шотландии.].

Ответ: Не просите меня об этом. Я никогда не умел писать стихи.

В: Сложите 34 957 и 70 764.

О (пауза примерно 30 секунд, а затем дается ответ): 105 621.

В: Вы играете в шахматы?

О: Да.

В: У меня есть только K (король) на K

, и никаких других фигур.

У вас есть только K на K6 и R (ладья) на R1[25 - Английская система обозначений (описательная шахматная нотация).]. Ваш ход. Куда вы ходите?

О (после паузы 15 секунд): R на R8, мат.

В этом примере Тьюринга диалога содержится несколько важных вещей. Тщательное изучение показывает, что отвечающий после тридцатисекундного раздумья сделал небольшую ошибку в сложении (правильный ответ 105 721). Свидетельствует ли это о том, что он был человеком? Возможно. Но опять же, может быть, эта хитрая машина притворилась человеком. Тьюринг также ответил на соображение Джефферсона о том, что машина не может написать сонет: вполне возможно, что ответ, приведенный выше, был дан человеком, признавшимся, что он не умеет писать стихи. Далее в статье Тьюринг представил еще один воображаемый опрос, демонстрирующий сложность использования умения сочинить сонет в качестве критерия принадлежности к человеческому роду:

В: Считаете ли вы, что первую строку сонета: “Должен ли я сравнить тебя с летним днем” не испортит, а может, даже улучшит замена на “весенний день”?

О: Тогда нарушится размер.

В: Как насчет замены на “зимний день”? Тогда с размером все в порядке.

О: Да, но никто не хочет быть сравненным с зимним днем.

В: Вы хотите сказать, что мистер Пиквик напоминает вам о Рождестве?

О: В некотором смысле.

В: Тем не менее праздник Рождества приходится на зимний день, и я не думаю, что мистер Пиквик возражал бы против этого сравнения.

О: Я не думаю, что вы говорите серьезно. Под зимним днем обычно понимают типичный зимний день, а не особенный, вроде Рождества.

Смысл примера Тьюринга в том, что может оказаться невозможным сказать, отвечающий был человеком или машиной, делающей вид, что она человек.

Тьюринг высказал свое предположение о том, может ли компьютер выиграть в этой имитационной игре: “Я считаю, в течение примерно пятидесяти лет можно будет научиться так программировать компьютеры… что они смогут играть в имитацию настолько хорошо, что шанс среднего экзаменатора правильно идентифицировать отвечающего после пятиминутного опроса будет не более 70 %”.

В своей работе Тьюринг попытался опровергнуть множество возможных возражений на его определение разума. Он отмахнулся от теологического довода о том, что Бог даровал душу и разум только людям, возразив, что это “подразумевает серьезное ограничение на всемогущество Всевышнего”. Он спросил, есть ли у Бога “свобода даровать душу слону, если Он сочтет это нужным”. Предположим, что так. Из той же логики (которая, учитывая, что Тьюринг был неверующим, звучит язвительно) следует, что Бог, безусловно, может даровать душу и машине, если Он того пожелает.

Самое интересное возражение, на которое Тьюринг отвечает, – особенно для нашего повествования – это возражение Ады Лавлейс, написавшей в 1843 году: “Аналитическая машина не претендует на то, чтобы создавать что-то действительно новое. Машина может выполнить все то, что мы умеем ей предписать.
Страница 42 из 45

Она может следовать анализу, но не может предугадать какие-либо аналитические зависимости или истины”. Другими словами, в отличие от человеческого разума, механическое устройство не может иметь свободу воли или выдвигать свои собственные инициативы. Оно может только выполнять то, что запрограммировано. В своей статье 1950 года Тьюринг посвятил раздел этому высказыванию и назвал его “Возражение леди Лавлейс”.

Гениальным ответом на это возражение был аргумент, что на самом деле машина может учиться, тем самым превращаясь в мыслящее исполнительное устройство, которое способно производить новые мысли. “Вместо того чтобы писать программу для имитации мышления взрослого человека, почему бы не попробовать написать программу, которая имитирует мышление ребенка? – спрашивает он. – Если запустить соответствующий процесс обучения, можно было бы в конце концов получить интеллект взрослого человека”. Он признал, что процесс обучения компьютера будет отличаться от процесса обучения ребенка: “К примеру, его невозможно снабдить ногами, так что ему нельзя предложить сходить собрать уголь в ящик. Вероятно, у него не может быть глаз… Нельзя послать это существо в школу – для других детей оно будет посмешищем”. Поэтому бэби-машина должна обучаться по-иному. Тьюринг предложил систему наказаний и наград, которая будет поощрять машину повторять некоторые действия и избегать других. В конце концов такая машина могла бы развивать свои собственные представления и объяснения того или иного явления.

Но даже если машина сможет имитировать разум, возражали критики Тьюринга, он будет не совсем разумом. Когда человек проходит тест Тьюринга, он использует слова, которые связаны с реальным миром, эмоциями, переживаниями, ощущениями и восприятиями. А машина не делает этого. Без таких связей язык становится просто игрой, оторванной от смысла.

Это возражение привело к продержавшемуся дольше всех опровержению теста Тьюринга, которое сформулировал философ Джон Сёрл в своем эссе 1980 года. Он предложил мысленный эксперимент, называемый “Китайской комнатой”, в которой говорящему по-английски человеку, не знающему китайского языка, предоставляется полный свод правил, объясняющих, как составлять любые комбинации китайских иероглифов. Ему передается набор иероглифов, а он из них составляет сочетания, пользуясь правилами, но не понимая значения фраз, составленных им. Если инструкции достаточно хороши, человек мог бы убедить экзаменатора, что он действительно говорит по-китайски. Тем не менее он не понял бы ни одного составленного им самим текста, в нем не содержалось бы никакого смысла. В терминологии Ады Лавлейс он не претендовал бы на создание чего-то нового, а просто выполнял действия, которые ему было приказано выполнять. Аналогично и машина в имитационной игре Тьюринга, независимо от того, насколько хорошо она может имитировать человеческий разум, не будет понимать или сознавать ничего из того, что говорится. В том, чтобы сказать, что машина “думает”, не больше смысла, чем в том, чтобы сказать, что человек, следующий многочисленным инструкциям, понимает китайский язык

.

Одним из ответов на возражения Сёрла стало утверждение, что, даже если человек не понимает китайский язык, вся система как целое, собранная в Китайской комнате, то есть мужчина (блок обработки данных), инструкция по обращению с иероглифами (программа) и файлы с иероглифами (данные), возможно, действительно понимает китайский язык. Здесь нет окончательного ответа. И в самом деле, тест Тьюринга и возражения на него остаются по сей день наиболее обсуждаемой темой в когнитивных науках.

В течение нескольких лет после того, как Тьюринг написал “Вычислительные машины и разум”, он, казалось, наслаждался участием в перепалке, которую сам спровоцировал. С едким юмором он парировал притязания тех, кто болтал о сонетах и возвышенном сознании. В 1951 году он подтрунивал над ними: “Однажды дамы возьмут свои компьютеры с собой на прогулку в парк и будут говорить друг другу: «Мой компьютер рассказывал сегодня утром такие забавные вещи!»” Как заметил позже его наставник Макс Ньюман, “его юмористические, но блестяще точные аналогии, пользуясь которыми он излагал свои взгляды, делали его восхитительным собеседником”

.

Была одна тема, которая не раз поднималась в ходе обсуждений с Тьюрингом и которая вскоре станет печально актуальной. Она касалась роли сексуальности и эмоциональных желаний, неведомых машинам, в работе человеческого мозга. Примером могут служить публичные дебаты, состоявшиеся в январе 1952 года на телевизионном канале BBC между Тьюрингом и нейрохирургом сэром Джеффри Джефферсоном. Модераторами на этом диспуте были математик Макс Ньюман и философ науки Ричард Брейтуэйт. Брейтуэйт, утверждавший, что для того, чтобы создать настоящую думающую машину, “необходимо оснастить машину чем-то подобным набору физических потребностей”, заявил: “Интересы человека определяются по большому счету его страстями, желаниями, мотивацией и инстинктами”. Ньюман вмешался, сказав, что машины “имеют довольно ограниченные потребности и они не могут краснеть, когда смущаются”. Джефферсон пошел еще дальше, неоднократно используя в качестве примера термин “сексуальные потребности” и ссылаясь на человеческие “эмоции и инстинкты, например имеющие отношение к сексу”. “Человек – жертва сексуальных желаний, – сказал он, – и может выставить себя дураком”. Он говорил так много о том, как сексуальные потребности влияют на человеческое мышление, что редакторы BBC вырезали некоторые из его высказываний из передачи, в том числе утверждение, что он не поверит, что компьютер может думать, пока не увидит, что он потрогает ногу женщины-компьютера

.

Тьюринг, который все еще скрывал свою гомосексуальность, замолк во время этой части обсуждения. В течение нескольких недель, предшествовавших записи передачи 10 января 1952 года, он совершил ряд поступков, которые были настолько сугубо человеческими, что машина сочла бы их непостижимыми. Он только что закончил научную работу, а потом написал рассказ о том, как собирался отпраздновать это событие: “Прошло довольно много времени с тех пор, как у него «был» кто-то, фактически с лета прошлого года, когда он встретил того солдата в Париже. Теперь, когда его работа закончена, он может с полным основанием считать, что заработал право на отношения с геем, и он знал, где найти подходящего кандидата”

.

В Манчестере на Оксфорд-стрит Тьюринг нашел девятнадцатилетнего бомжа по имени Арнольд Мюррей и завязал с ним отношения. Когда он вернулся с BBC после записи шоу, он пригласил Мюррея переселиться к нему. Однажды ночью Тьюринг рассказал молодому Мюррею о своей идее сыграть в шахматы против подлого компьютера, которого он смог бы победить, заставляя его проявлять то гнев, то радость, то самодовольство. Отношения в последующие дни стали более сложными, и однажды вечером Тьюринг вернулся домой и обнаружил, что его обокрали. Преступник оказался другом Мюррея. Тьюринг сообщил о случившемся в полицию, ему пришлось в конечном итоге рассказать полицейским о своих сексуальных отношениях с Мюрреем, и Тьюринг был арестован за
Страница 43 из 45

“непристойное поведение”

.

На судебном процессе в марте 1952 года Тьюринг признал себя виновным, хотя ясно дал понять, что не чувствует никакого раскаяния. Макс Ньюман был вызван в суд в качестве свидетеля, дающего отзыв о характере подсудимого. Осужденный и лишенный допуска Тьюринг должен был сделать выбор: тюрьма или освобождение при условии прохождения гормональной терапии с помощью инъекций синтетического эстрогена, убивающего сексуальные желания и уподобляющего человека химически контролируемой машине. Он выбрал последнее и проходил курс в течение года.

Сначала казалось, что Тьюринг все это выносит спокойно, но 7 июня 1954 года он покончил жизнь самоубийством, откусив от яблока, пропитанного цианидом. Его друзья отмечали, что ему всегда нравилась сцена из “Белоснежки”, в котором злая фея опускает яблоко в ядовитое варево. Он был найден в своей постели с пеной у рта, цианидом в теле и недоеденным яблоком, лежащим рядом с ним.

Способны ли так поступать машины?

Джон Бардин (1908–1991), Уильям Шокли (1910–1989), Уолтер Браттейн (1902–1987) в Bell Labs, 1948 г.

Первый транзистор, изготовленный в Bell Labs

Коллеги, в том числе Гордон Мур (сидит слева) и Роберт Нойс (стоит в центре с бокалом вина), произносят тосты в честь Уильяма Шокли (во главе стола) в день награждения его Нобелевской премией, 1956 г.

Глава 4

Транзистор

Изобретение компьютеров не означало, что тут же началась революция. Первые компьютеры на основе больших, недешевых, быстро ломавшихся электронных ламп, поглощавших много энергии, представляли собой дорогостоящие чудища, содержать которые могли только корпорации, университеты, где проводились научные исследования, и военные. На самом деле местом, где началась эра цифровых технологий, сделавшая электронные устройства неотъемлемой частью нашей жизни, стал небольшой поселок Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси. Это случилось вскоре после обеда, в четверг, 16 декабря 1947 года. В этот день двум ученым из Bell Labs удалось собрать крошечное устройство, которое они соорудили из полосок золотой фольги, щепочки полупроводникового материала и скрепки для бумаг. Если скрепку изогнуть правильно, этот приборчик позволял усиливать и переключать электрический ток. Для наступления эры цифровых технологий транзистор, так позднее назвали это изобретение, сделал то, что паровая машина для промышленной революции.

Появление транзисторов, а затем и новых технологий, позволяющих на крошечном микрочипе вытравить миллионы транзисторов, означало, что вычислительную мощность многих тысяч устройств ENIAC можно было сосредоточить в головной части ракеты, в компьютере, который можно держать на коленях, в калькуляторах и музыкальных проигрывателях, помещающихся в кармане, и в портативных устройствах, позволяющих обмениваться информацией или развлекательными программами со всеми, даже самыми заброшенными уголками опутанной Сетью планеты.

Как изобретатели транзистора в историю войдут трое увлеченных коллег-энтузиастов, одновременно и дополнявших друг друга, и конфликтовавших между собой. Это умелый экспериментатор Уолтер Браттейн, квантовый теоретик Джон Бардин и самый горячий и вспыльчивый из них, печально окончивший свою деятельность специалист в области физики твердого тела Уильям Шокли.

Но был еще один участник этой драмы, на самом деле столь же важный, как и остальные действующие лица, – исследовательский центр Bell Labs, где все трое работали. Появление транзистора было не просто прорывом одаренных богатым воображением гениев, а скорее стало возможно в результате комбинации разноплановых талантов. Появиться транзистор мог только благодаря усилиям команды, в которую входили теоретики, чувствующие квантовые явления на интуитивном уровне, искусные материаловеды, способные ввести примеси в объем кремния, умелые экспериментаторы, специалисты в области промышленной химии и производства, а также изобретательные, умелые исполнители.

Bell Labs

В 1907 году компания AT&T (Американская телефонная и телеграфная компания) переживала кризис. Срок действия патентов основателя компании Александра Белла истек. Руководству компании казалось, что они могут потерять свое почти монопольное положение на рынке телефонных услуг. Тогда совет директоров призвал обратно Теодора Ньютона Вейла, вышедшего в отставку президента компании, который решил вдохнуть в нее жизнь, поставив перед ней амбициозную задачу: построить систему, которая могла бы обеспечить телефонную связь между Нью-Йорком и Сан-Франциско. Чтобы решить эту сложнейшую задачу, требовалось одновременно и мастерство инженеров, и усилия ученых. Используя электронные лампы и другие новейшие технологии, в AT&T изготовили ретрансляторы и усилители, позволившие справиться с задачей к январю 1915 года. В первом в истории трансконтинентальном разговоре, кроме Вейла и президента Вудро Вильсона, принимал участие и сам Белл, повторивший слова, произнесенные тридцать девять лет назад: “Мистер Уотсон, давайте сюда, я хочу вас видеть”. В этот раз Томас Уотсон, в прошлом ассистент Белла, ответил: “На это мне потребуется неделя”

.

Это было тем зерном, из которого затем выросло новое промышленное предприятие, ставшее известным как Bell Labs. Изначально оно располагалось в западной части Манхэттена, в Гринич-Виллидж, в здании с видом на реку Гудзон. Здесь вместе работали теоретики, материаловеды, металлурги, инженеры и даже монтажники-верхолазы из AT&T. Именно здесь Джордж Стибиц построил компьютер, используя электромагнитные реле, а Клод Шеннон работал над теорией информации. Как Xerox PARC и другие исследовательские центры, созданные позднее при больших корпорациях, Bell Labs продемонстрировала, сколь успешным может быть инновационный процесс, когда людей разнообразных дарований собирают в одном месте, так что у них появляется возможность часто проводить совместные семинары и устанавливать неожиданные, но столь полезные связи. Это преимущество подобных организаций. А оборотная сторона медали – огромный бюрократический аппарат, полностью контролируемый корпорацией. Bell Labs, как и Xerox PARC, продемонстрировала ограниченные возможности промышленных организаций, где нет лидера, способного повести за собой, и нет непокорных бунтовщиков, способных воплотить новую идею в совершенное изделие.

В Bell Labs отделом радиоламп руководил энергичный выходец из штата Миссури Мервин Келли. Он учился в Миссурийском институте горного дела и металлургии, затем защитил диссертацию у Роберта Милликена в Чикагском университете. Келли мог сделать радиолампы более надежными, внедрив систему водяного охлаждения, но он понимал, что их никогда нельзя будет эффективно использовать в электронных усилителях и переключателях. В 1936 году он получил повышение и стал руководителем научных работ в Bell Labs. Его главным делом стало найти замену электронным лампам.

Интуиция подсказывала Келли, что Bell Labs, где было много инженеров-практиков, следует обратить внимание на фундаментальную науку и теоретические исследования, что до тех пор было делом только университетов. Он начал поиск самых блестящих молодых физиков страны. Своей задачей Келли считал превращение инноваций в нечто такое, что
Страница 44 из 45

промышленная организация может делать на постоянной основе, не передавая такую возможность эксцентричным гениям, забившимся в гаражи и на чердаки.

“В Labs стали задумываться: ключом к изобретению является гений-одиночка или команда”, – пишет Джон Гертнер в своей книге “Фабрика идеи” об истории Bell Labs

. Ответ был таким – все вместе. “Требуется большое число талантливых людей из разных областей науки, которые только объединившись, могут выполнить все исследования, необходимые для появления одного нового устройства”, – объяснял позднее Шокли

. Он был прав. Однако это было лишь проявлением напускной скромности. Больше, чем кто-либо другой, Шокли был убежден, что роль гения, такого как он сам, очень важна. Даже Келли, отстаивавший сотрудничество, понимал, что гений-одиночка тоже нужен. “При всей необходимости лидерства, организации и командной работы человек остается главным, первостепенно важным. Оригинальные идеи и концепции рождаются именно в уме отдельного человека”, – сказал он однажды

.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (http://www.litres.ru/uolter-ayzekson/innovatory-kak-neskolko-geniev-hakerov-i-gikov-sovershili-cifrovuu-revoluciu/?lfrom=279785000) на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

notes

Примечания

1

Перевод Т. Гнедич. Здесь и далее, если не указано особо, примечания переводчика.

2

Перевод В. Левика.

3

В рецензии именно на эту книгу один из друзей Бэббиджа Вильям Вевелл ввел термин “ученый”, чтобы подчеркнуть связь между дисциплинами. – Прим. автора.

4

Механический музей изобретателя Джона Мерлина. Мерлин – в британских легендах волшебник и мудрец.

5

В частности, он хотел использовать метод разделенных разностей для максимально точной аппроксимации логарифмических и тригонометрических функций. – Прим. автора.

6

?

u

= о – седьмая разность. В разностной машине предполагалось табулировать многочлены шестой степени, у которых все шестые разности одинаковы, а седьмые, соответственно, нулевые.

7

Названы в честь швейцарского математика XVII века Якоба Бернулли, который изучал суммы одинаковых степеней натуральных чисел. Числа Бернулли играют важную роль в теории чисел, математическом анализе и дифференциальной топологии. – Прим. автора.

8

Пример Ады содержал табулирование многочленов с использованием в качестве подпрограммы разностных методов, для которых потребовалась структура вложенных циклов с изменяющимся диапазоном внутреннего цикла. – Прим. автора.

9

Технология получения сланцевого газа при помощи гидравлического разрыва пласта.

10

Скорость вращения цилиндра при постоянной скорости вращения диска будет пропорциональна расстоянию центра шара от диска. Если сделать это расстояние пропорциональным значению подынтегральной функции y = f(x) в данный момент, а угол поворота диска – пропорциональным значению независимой переменной dx, то угол поворота цилиндра будет пропорционален интегралу от заданной функции.

11

В прямом смысле – Великая хартия вольностей, в переносном – основополагающие принципы.

12

Первоначальное название – Американская телеграфная и телефонная компания, в настоящее время – Американская телекоммуникационная корпорация.

В момент прихода Шеннона туда на работу эта часть компании называлась Bell Telephone Laboratories, Inc.

13

День высадки союзнической армии в Нормандии 6 июня 1944 года.

14

На самом деле никакого клуба не было, как не было и капитана Ридли. Под этим прикрытием начинала работать Станция Х – правительственный Центр шифров и кодов. В 1939 г. в штате Центра было 120 человек, к началу 1944 года их стало 7 тысяч.

15

“Энигма” была совершенной машиной. Немецкий инженер-электрик Артур Шербиус изобрел ее в 1918 г. для обеспечения банковской безопасности. Но выше всех ее оценили военные, и с 1925 г. ее берет на вооружение германская разведка. Количество возможных комбинаций кодов “Энигмы” достигало невиданных ранее величин: 150 миллионов триллионов (10

)!

16

Польша начала искать подходы к “Энигме” еще в 1932 г. В 1933 году математикам Марьяну Реевскому, Ежи Ружицкому и Генриху Зыгальскому удалось подобрать коды и обеспечить свое правительство информацией. Так что польские шифровальщики к 1939 году cоветско-германскую переписку “читали” уже несколько лет и знали о грядущем нападении на их страну, что побудило их передать все коды и дешифратор Британии и Франции.

17

К этому времени Атанасов отошел от дел. Его карьера после Второй мировой войны была связана с военными снарядами и артиллерией, а не с компьютерами. Он умер в 1995 г. Джон Мокли продолжал работать в компьютерной науке в качестве консультанта Sperry и в качестве основателя и президента Ассоциации вычислительной техники. Он умер в 1980 г. Эккерт также проработал большую часть жизни в Sperry. Он умер в 1995 г.

18

Формула Стирлинга для вычисления приближенного значения факториала n!. – Прим. автора.

19

До 2014 г. в экспозиции и поясняющих надписях, касающихся компьютера Mark I, представленных в научном центре Гарварда, не было никаких упоминаний о Грейс Хоппер. Там вообще не было ни одной фотографии женщин. Но в 2014 г. экспозицию изменили, чтобы отметить и роль Хоппер, и роль других женщин-программисток. – Прим. автора.

20

Фон Нейман достиг успеха в решении этой проблемы. Идея взрыва плутония привела к детонации атомной бомбы, испытанной в рамках программы Trinity в июле 1945 г. вблизи Аламогордо, Нью-Мексико, и она будет использована в бомбе, сброшенной на Нагасаки 9 августа 1945 г. – через три дня после того, как на Хиросиму будет сброшена урановая бомба. Из-за его ненависти и к нацистам, и к правящим Россией коммунистам фон Нейман стал активным сторонником разработки атомного оружия. Он принял участие в испытаниях в рамках программы Trinity, а также в более поздних испытаниях на атолле Бикини в Тихом океане. Он утверждал, что смерть тысяч людей от радиации – приемлемая цена за достижение Соединенными Штатами ядерного превосходства. Он умер спустя двенадцать лет, в возрасте пятидесяти трех лет, от рака костей и поджелудочной железы, который мог быть вызван облучением в ходе этих испытаний. – Прим. автора.

21

В 1967 году в возрасте шестидесяти лет Хоппер была отозвана в ВМС для работ по стандартизации языка COBOL и подтверждения правильности работы компиляторов COBOL. Голосованием в Конгрессе ей было разрешено служить и после достижения пенсионного возраста. Она получила звание контр-адмирала и наконец в возрасте семидесяти девяти лет вышла в отставку в августе 1986 года старейшим кадровым офицером ВМС. – Прим. автора.

22

Конституция США наделяет Конгресс правом "способствовать прогрессу науки и полезных технологий, обеспечивая на определенный срок авторам и изобретателям исключительное право на их произведения и открытия”. Офис патентов и торговых марок США на протяжении 1970-х годов, как правило, не выдавал патенты на
Страница 45 из 45

изобретения, отличие которых от существующей технологии состояло в использовании новых программных алгоритмов. Ситуация зашла в тупик в 1980-е годы, когда нормы апелляционного и Верховного судов вошли в противоречие. Политика изменилась в середине 1990-х годов, когда окружной суд округа Колумбия издал ряд постановлений, позволяющих выдавать патенты на программное обеспечение, приносящее "полезный, конкретный и ощутимый результат”, и президент Билл Клинтон назначил главой Патентного ведомства главного лоббиста программной издательской индустрии. – Прим. автора.

23

Перевод с французского Г. Слюсарева.

24

Огромный мост через реку Форт, достопримечательность Шотландии.

25

Английская система обозначений (описательная шахматная нотация).

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Здесь представлен ознакомительный фрагмент книги.

Для бесплатного чтения открыта только часть текста (ограничение правообладателя). Если книга вам понравилась, полный текст можно получить на сайте нашего партнера.