От абака до ChatGPT: Короткие истории долгого прогресса - Олег Сальманов

заняться ее реализацией всерьез. К всеобщему изумлению, Бэббидж не просто соглашается – он в восторге от этого плана. И начинает помогать Аде всем, чем только может. Например, сопровождает ее (Ада уже тяжело и, как выяснится позже, неизлечимо больна) при посещении международной выставки в Лондоне.

Там, на выставке, Бэббидж (знающий решительно всех в мире – и уж точно знакомый любому ученому в мире) знакомит Аду с Джорджем Булем, математиком, одним из создателей матанализа. Благодаря ему появятся понятия булевой алгебры. Джордж занят двоичными значениями, 0 и 1 означают «да/нет», и Ада, писавшая свою первую в мире программу в десятичной системе, восхищена этим новым подходом: он кажется ей идеальным для «разговора» с машиной.

Увы, вскоре Ада умирает. Машина Бэббиджа будет воссоздана в окончательном виде много лет спустя, а идея использования двоичного кода для программирования будет отложена до следующего столетия.

Сам принцип использования в математике двоичного кода, кажется, впервые встречается в трактате о стихосложении (чем не математика?) индийского ученого Пингалы (примерно II в.). В Х в. другой индус, Халаюдха, пишет к этому трактату комментарии, дошедшие, возможно, до китайца Шао Юна, а тот, в свою очередь, описывает двоичные цифры, используя значения от 0 до 63. Хотя принято думать, что предтечей работ Юна была «Книга перемен» («И цзин»), содержавшая уже набор из 8 триграмм и 64 гексаграмм, аналог 3-битных и 6-битных цифр. Впрочем, сам двоичный код некоторые пробуют связать с философией инь и ян.

В самом начале XVII в. к идее кода обратился Фрэнсис Бэкон, обозначавший буквы с помощью последовательности двоичных цифр. Эта забава привела к созданию шифра Бэкона, давшего большую пищу для размышлений криптографам будущего: стоит вспомнить об Уильяме Фридмане – наверное, самом гениальном криптографе XX в., который положил жизнь, намереваясь поймать в письмах Бэкона хотя бы намек на то, что он, Бэкон, и есть настоящий Шекспир, – но, увы, подтверждений этой несколько экстравагантной теории Фридман так и не нашел. А математикой двоичный код сделал Лейбниц, увлекавшийся всем китайским: «Книга перемен» никак не могла ускользнуть от его внимания.

В настоящую же науку это превратил уже знакомый нам Джордж Буль (заметим, что свой труд по алгебре логики он завершил через три года после смерти Ады Лавлейс).

Но, как это часто бывает, до поры до времени эти знания не были использованы на практике. Пока не наступил 1937 г. Идеи компьютера и программирования уже витают в воздухе, и вполне естественно, что о булевой алгебре вспоминают. В этом году Клод Шеннон защищает диссертацию в Массачусетском технологическом институте об анализе релейных переключательных систем с позиции булевой логики: считается, что этот труд – основа основ работы всей современной цифровой техники. В том же году Джордж Штибиц, сотрудник Bell Labs, придумавший компьютер Model K (где K – это «Kitchen»: Штибиц собирал свою релейную машину дома на кухне), «научил» свое детище выполнять двоичные действия.

В 1940 г., когда его компьютер (по сути, это еще сложный калькулятор) был собран, Штибиц продемонстрировал его возможности, передавая команды удаленно, с помощью телетайпа. Собственно, именно эта демонстрация, где присутствовали Винер и фон Нейман, и считается своего рода «отсечкой»: Штибиц сделал то, что не успела сделать Ада Лавлейс – создал полноценную программу управления, после чего двоичный код уже господствует в программировании.

Впрочем, точка будет поставлена, можно сказать, аппаратно, все в той же Bell Labs, где в 1947 г. будет сконструирован первый транзистор, ставший компонентной базой всех устройств, способных работать с бинарным кодом.

Художник, создавший первый компьютер

В 1936 г. инженер-строитель Конрад Цузе собрал в Берлине, в квартире своих родителей, первый в мире компьютер.

Говорят, на это его подвигла лень: больно уж утомительно было проводить все свое время с логарифмической линейкой в руках, делая расчеты, вот он и решил сбросить с себя рутину. Лень – одна из главных движущих сил прогресса, а желание освободить себя от нудной работы для творчества – естественно.

Позже Цузе говорил, что во многом его решимости заняться созданием такого устройства помогло незнание: он вовсе не был докой в математике и механике, и, будь его знания основательнее, он, наверное, даже и не подумал бы браться за это дело.

Устройство, собранное Цузе из подручных материалов на собственные деньги, деньги родителей и друзей, было несовершенно, часто ломалось и даже допускало ошибки (Цузе еще не знал о программировании – а кто тогда о нем знал?) – и, по сути, являлось прототипом настоящего компьютера, доказательством того, что поставленная Цузе задача – создание машины, способной заменить человека при расчетах – решаема.

Однокашник Цузе, радиоинженер Шрайер, подсказал идею заменить механику электрическими реле и использовать радиолампы – это радикально усовершенствовало машину.

Тем временем в Германии у власти нацисты. Цузе ярым фанатом Гитлера не был, но, как он сам потом оправдывался, надо было как-то жить, выкручиваться и продолжать разработки. Он идет в люфтваффе, предлагает использовать его компьютер для расчетов при бомбардировании и в красках объясняет, насколько лучше теперь нацистские самолеты будут убивать. Идея окружению Геринга видится здравой, а вот сроки, которые просит изобретатель на работу – два года, – кажутся им смешными: за два года нацизм уже разобьет всех врагов и восторжествует в Европе, а то и во всем мире. Но Цузе убедил руководство завода Хейнкель в необходимости применять современные средства расчета, и дело двинулось. Вот только в 1940 г. изобретателя забирают в армию.

Он пишет письма академикам и инженерам, просит ходатайствовать за него, напирая на то, что как инженер он будет полезнее Гитлеру, чем как солдат, обстоятельно объясняя, что с помощью его расчетов можно убить намного больше народа, чем с помощью его винтовки. Это срабатывает, он возвращается в Берлин и в 1941 г. заканчивает работу над своей третьей по счету машиной – именно ее и стоит считать настоящим компьютером.

Его нацисты уже используют активно – при проектировании бомбардировщиков и расчетах для «оружия возмездия», ракет «Фау». Но это не помогает, войну немцы проигрывают, а Цузе умудряется заранее вывезти свою незавершенную машину № 4 в Баварию.

После войны ученые, по сути, стали военной добычей и частью репараций, но Цузе не заинтересовал никого. Похоже, мало кто понимал, чем именно он занимался и в чем ценность его работы.

Между тем Цузе создает первый в мире высокоуровневый язык программирования, Планкалкюль. Но изобретатель не заплатил взнос в 400 марок, и его диссертацию на эту тему даже не