О пользе любопытства и неверия

О пользе любопытства и неверия

Вероятно, мало изменился за столетие маленький английский городок Тотнес в графстве Девоншир, если и теперь, когда пишут о нем, упоминают лишь замок, основанпый лордом Бретоном Джугелем после норманнского завоевания, да старинные дома, верхние этажи которых, покоясь на колоннах, образуют крытый проход для пешеходов.

Далее обычно сообщают, что замок был разобран при Генрихе VIII, но его главная башня и фундамент остались. Добавляют, что остались и развалины монастыря св. Марии: церковь, сторожка, трапезная, аббатские ворота и винокуренный дом. В части этого монастыря теперь расположена ратуша.

В двадцать втором томе «Энциклопедии Бритапика» можно найти такие сведения. Первоначально город был крепостью, главенствовавшей над рекой Дарт, в которой, между прочим, и теперь еще водится форель. От крепости в наши дни сохранились лишь ворота и некоторые строения.

Вот, собственно, и все сведения, которые можно почерпнуть из разных источников.

Население городка даже в 50-е годы нашего столетия не достигало и шести тысяч человек. Городок был торговым — отправлял на экспорт зерно и сидр, имел пристань, куда могли причаливать суда водоизмещением до двух тонн. Были в Тотнесе пивоварни и мельницы. Город даже посылал депутата в парламент. Но нас интересуют не достопримечательности старого Тотнеса. А то, что в этом городке 26 декабря 1792 года в семье местного банкира Бенджамена Беббиджа родился сын — Чарльз.

Маленький Беббидж получил обычное по тому времени образование, приличествующее сыну состоятельных родителей. У мальчика очень рано обнаружились незаурядные математические способности, он самостоятельно подготовился по математике так хорошо, что, поступив в 1810 году — восемнадцати лет — в Кембридж, обнаружил свое превосходство в знании алгебры даже над преподавателями. Это не удивительно, так как в школе его настолько интересовала алгебра, что Чарльз будил своих товарищей в три часа ночи и вместе с ними разбирал до начала уроков страницы учебника алгебры, казавшегося ему самой интересной книгой. Занятия ночной «алгебраической академии» продолжались несколько месяцев, пока директор школы не обнаружил их и не запретил.

До поступления в университет Беббидж самостоятельно изучил несколько математических монографий и учебников. Среди них «Флюксии» Диттона, «Принципы аналитических вычислений» Вудхауза, «Теория функций» Лагранжа.

Маленький Чарльз рано заинтересовался и техникой. Он, конечно, как и все дети, когда получал новую игрушку, неизменно спрашивал, что же там у нее внутри. И пока не разламывал, не успокаивался. Но в отличие от многих детей, своих сверстников, тут же строил новую игрушку, обязательно свою и какую-то необычную.

Необыкновенная любознательность, неуемное любопытство, желание все узнать отличали Беббиджа с самого раннего детства. Мать всячески поощряла интересы одаренного ребенка. Она водила его на технические выставки. Показывала разные механические диковины. На одной из выставок мальчика поразили две серебряные куклы, которые кланялись публике и даже танцевали. Чарльз впоследствии пытался построить подобных кукол, правда, без особого успеха.

Желание изобретать, конструировать, строить со временем становилось все более серьезным. Так, в возрасте шестнадцати лет юноша сконструировал и построил «механизм для хождения по воде». Он состоял из двух пар досок, скрепленных дверными петлями. Специальной системой эти «водоходы» крепились к ногам. При движении ног доски должны были, подобно гусиным лапам, складываться, а затем, касаясь воды, распрямляться.

Беббидж считал, что при работе системы «водохода» возникнет отталкивающая сила и человек сумеет идти по воде. Испытания оказались неудачными. Чарльз чуть не утонул и с трудом выбрался на берег.

Попытка создать устройство для хождения по воде говорит о смелости и своеобразии молодого изобретателя: ему интересно было делать только конструкции, требовавшие оригинальных подходов и решении.

Было и еще одно увлечение у молодого Беббиджа.

В школе он занимался чтением тайнописи, составленной старшими школьниками. Те часто писали тайные записки шифром. Чарльз, схватив значение нескольких слов, разгадывал весь текст — открывал секреты старшеклассников, которые его за это избивали. Но экзекуции товарищей не отняли у него желания расшифровывать, и он увлекался шифрами всю жизнь.

То, что Беббидж называл тогда расшифровкой, по сути дела, представляло собой, скорее, словесную игру, вроде изображенного здесь слова-квадрата. Всмотритесь, и вы прочитаете по вертикали и горизонтали одни и те же слова.

Чтобы преуспеть в такого рода деятельности, Беббидж составил довольно емкие словари из двухбуквенных, трехбуквенных и т. д. слов. Работа эта очень кропотливая, требует упорства и хорошего знания языка. Во всяком случае, словарный запас должен быть основательным, чтобы составлять словари, где слова расположены по количеству содержащихся букв, затем в алфавитном порядке по второй, третьей и т. д. буквам. Правда, эта работа не была закончена, как не была закончена работа по составлению словаря и по написанию грамматики, которую он на чал тоже в молодости, прослышав об идее всеобщего языка.

Характер у Беббиджа складывался твердый. Если прибавить к этому незаурядный ум и кипучую энергию, то выявится облик молодого человека, которому необходимы были и широкое поле деятельности, и независимость в работе. Эти свойства характера соответствовали представлению Беббиджа об ученом, и он выбрал своим поприщем науку. Она позволяла проявить себя с максимальной пользой для людей.

Переступив порог Кембриджа, Беббидж столкнулся с обстановкой, которая сразу же вызвала у него решительный протест.

Математической наукой в то время в Британии почти никто серьезно не занимался. В самый разгар промышленной революции, в период, когда развивающийся капитализм вызвал прогресс технологии и расцвет экспериментальных наук, английские математики, сгруппированные главным образом вокруг Кембриджской школы, были оторваны не только от важных проблем науки, но даже и от актуальных проблем самой математики.

Математическое образование в Кембридже строилось под влиянием старых ньютоновских идей. Преподаватели жили в обособленном математическом мирке, оторвавшись от времени лет на сто. Они излагали методы Ньютона не как учение, а как догму, не как науку, а как незыблемую истину, которой чужды любые новые веяния, испытывая не уважение к работам гения, а, скорее, религиозное преклонение перед его именем.

Беббидж не мог примириться с консерватизмом в математике. Он с двумя своими товарищами, с двумя, как и он, энергичными молодыми новаторами Джоном Гершелем — сыном знаменитого астронома, первооткрывателя планеты Уран — и Джорджем Пикоком, впоследствии деканом одного из факультетов Кембриджа, создали в 1812 году Аналитическое общество, чтобы не только приостановить упадок университетской науки, но и заставить математику шагать в ногу со временем.

Так для Беббиджа началась жизнь, полная борьбы и неустанного труда, ибо цель, которую он и его друзья поставили перед Аналитическим обществом, была грандиозной — «сделать мир умнее!». Для общества сняли помещение, где устраивались дискуссии и лекции, обсуждались работы коллег из других стран. Был издан том записок Аналитического общества. Все это дало первый толчок развитию математики в Англии, в частности, для зарождения английской алгебраической школы, ставшей впоследствии ведущей.

Чарльз Беббидж окончил Кембриджский университет в 1814 году, а уже через год начал публиковать большую работу в двух частях «Очерк функционального исчисления».

В 1816 году он был избран членом Королевского общества, а потом и деканом кафедры математики Кембриджского университета, той самой кафедры, которую в свое время возглавлял Ньютон. В 1826 году Беббидж выпустил очень точные и удобные для пользования логарифмические таблицы. Много энергии и времени пришлось на них затратить ученому. Но успех превзошел все ожидания, и Беббидж зарекомендовал себя первоклассным математиком.

Деканом Беббидж пробыл одиннадцать лет, но за все это время не прочел ни одной лекции. Конечно, не из-за лености или пренебрежения своими обязанностями.

Беббидж — энергичный, настойчивый, деятельный ученый — тяготел к делам практическим, польза от которых была бы видна сразу же. Поэтому его больше прельщала научная работа. Он эксперимент предпочитал теории и преподаванию. Он всеми силами стремился дать прикладное направление даже абстрактной тогда математике. Беббидж не признавал математического изящества самого по себе, выраженного только знаками на бумаге. Найденное решение его радовало не как «голый» продукт изощрённого ума, а только при условии, если это решение становилось в руках человека орудием практических дел.

Да, вероятно, у Беббиджа, как у математика, эстетическое удовлетворение математикой было связано не только с экономией мысли, но и с экономией энергии, экономией труда. Вот почему он публикует логарифмические таблицы, таблицы продолжительности жизни, высказывает интересные идеи о принципах взимания налогов, способствует созданию Астрономического и Статистического обществ.

Вера Беббиджа во всемогущество численных методов была безгранична. Он настаивал на необходимости вычисления таблиц для решения самых различных инженерных и научных задач. Его мечтой было создание всеохватывающих таблиц. Он торжественно называл их «Постоянными Природы и Техники».

Казалось бы, какие эксперименты можно устраивать с таблицами логарифмов? Искать практическую целесообразность, считает Беббидж и пытается определить, какой шрифт легче воспринимается. Он печатает с этой целью копию своих таблиц (а в них ни много ни мало 21 том) десятью красками разных цветов, добавив к ним золотую, серебряную, медную, и на бумаге различной толщины.

Ясно, что и к идее счетной машины Беббидж пришел, желая сделать математику более полезной для практики.

Впервые идея создать математическую машину — механического вычислителя — появилась у Беббиджа в 1812 году в стенах Аналитического общества. Просматривая однажды в своем кабинете таблицы логарифмов, полные ошибок, Беббидж задумался о том, как избавиться от них. Ученый вспомнил, что во Франции применили новый метод составления таблиц: сложную задачу расчленяли на ряд простых операций и поручали их трем группам математиков. Первая — составляла схемы расчетов, вторая — находила численные значения функций, а третья — производила примитивное сложение и вычитание: в этой группе были люди, ничего не знавшие, кроме сложения и вычитания.

«А ведь это может сделать и машина! — воскликнул Беббидж.— Достаточно простого выполнения команд математика, работа ведь механическая». И он решил автоматизировать, как он писал, «самые примитивные действия человеческого интеллекта».

Так начался путь, который потом назвали дорогой от волшебства к технологии. Но сам Беббидж ни о каком волшебстве не помышлял. О зарождении идеи создать машину для вычислений логарифмов он написал в своей книге «Жизнь философа» очень прозаически:

«Однажды вечером я сидел в одной из комнат Аналитического общества в Кембридже. Моя голова сонливо свесилась на стол, где лежали раскрытые таблицы логарифмов. Один из членов общества, войдя в комнату и застав меня в таком положении, спросил:

— О чем вы мечтаете, Беббидж? На это я ответил:

— Думаю о том, что все эти таблицы могла бы рассчитать машина».

Не откладывая дела в долгий ящик, Беббидж уже через год начал строить модель небольшой машины, которая должна была работать, находя разности величин, последовательно сравнивая их значения. Причем применялись только операции сложения и вычитания.

Основу разностной машины составляли десятичные счетные колеса, а для изображения чисел использовались регистры, состоящие из набора таких колес. Всего в машине было 96 зубчатых колес, расположенных на 24 осях.

Эта, хотя и малая, примитивная модель наделялась способностью вычислять с точностью до 8-го десятичного знака. Модель работала неплохо. Она «получала цифры со скоростью 44 знака в минуту и выполняла быстро и точно вычисления, для которых предназначалась».

Беббидж был преисполнен радости, высоко оценивал машину, писал о ней с восторгом. Но, человек трезвый и практичный, он понимал — не все будут разделять его энтузиазм. Поэтому предполагаемым своим критикам ученый рекомендовал (не без умысла и надежды) вникнуть в пламенные слова о математике, произнесенные философом XVIII века Е. де Жонкуром:

«Числа и линии имеют много прелестей, которые не видны глазам непосвященного, и открываются только неутомимым и достойным уважения людям. В изгибах извилистой линии мы находим красоту и любовь, а в числах, степенях и корнях — нежный восторг. О, восторженный арифметик! Нетребовательный ко всему, он не просит ни брюссельских кружев, ни кареты, запряженной шестерней. Считать — вот его любимая мечта, и покорные числа к его услугам».

Беббидж— страстный пропагандист математики, энергичный и неутомимый — полностью соглашался с этими словами. Действительно, «считать — вот его любимая мечта».

Воодушевленный первыми успехами, он, как член Королевского общества, обращается 3 июня 1822 года к его президенту, знаменитому химику Хэмфри Деви, с пространным письмом-просьбой о финансировании постройки разностной машины.

Беббидж понимает, что просьба его может показаться Королевскому обществу не только фантастической, но и вздорной.

«Я сознаю,— пишет он,— что утверждения, содержащиеся в этом письме, можно рассматривать как нечто более чем утопическое и пригласить философов Лапуты обсуждать мою заявку на оригинальность».

Беббидж намекал здесь на знаменитый памфлет Свифта, в котором высмеивались ученые, занимавшиеся утопическими идеями. Поэтому он предлагает показать машину в действии широкой публике, а не только членам Королевского общества. «Дабы все видели достижения английской науки».

Главное, что требовалось Беббиджу,— это деньги.

«...Построю ли я большую машину этого типа или завершу другие, о которых здесь писал,— продолжает он письмо,— это будет в большой мере зависеть от того, какого характера поощрение я получу».

И заканчивает письмо Беббидж тоже просьбой денег:

«Побуждаемый уверенностью в большой целесообразности таких машин, я не мог отвлечь мое внимание от предмета, на котором оно было сосредоточено в течение нескольких лет; я теперь пришел к той точке, где успех не вызывает сомнения. Однако он будет, возможно, сопряжен с очень значительными затратами. Они, вероятно, не будут возмещены за счет работы машины довольно долгое время. И это предприятие я Должен начинать с неохотой, так как оно совершенно чуждо моим привычкам и целям».

Обратите внимание на последнюю фразу письма ученого: «это предприятие» он должен начинать «с неохотой», ибо «оно совершенно чуждо» его привычкам и даже «целям».

Человек гордый и независимый, честный и прямой, Беббидж не скрывает, что не в его привычках просить денег (и немалых!) на постройку машины, которая, как он знает, не скоро их окупит, а возможно, и не окупит вовсе. И, несмотря на это, он вынужден обращаться к президенту с неприятной просьбой. Другого выхода нет. А потом, на такой шаг его толкает не личный интерес, а зов ученого, страсть изобретателя, желание принести пользу людям. Они ведь так нуждаются в его машине — им так много приходится считать, вычислять, рассчитывать...

Вскоре после письма Беббидж благодаря рекомендациям Королевского общества получает общественную и финансовую поддержку. Астрономическое общество награждает его золотой медалью, а английское, правительство подписывает договор на постройку машины для вычисления таблиц.

Машина должна была вычислять математические таблицы. К тому же она должна была и печатать результаты вычислений и сама их проверять.

После беседы с канцлером казначейства Беббидж получил в 1823 году ассигнования на машину — 1500 фунтов стерлингов и приступил к работе.

Ученый подошел к решению задачи очень серьезно. Он разработал «Метод выражения знаками движений машины» и публикует под таким названием статью. В ней он предлагает специальный язык для пояснения работы сложных механизмов во времени. «Без этих обозначений,— писал изобретатель,— невозможно было бы удержать в памяти положения отдельных элементов вычислительных машин в процессе выполнения ими счетных операций». Кроме чисто теоретических проблем, он задумывается и над техническими и производственными, которые возникают в процессе конструирования и постройки вычислительной машины. Ему приходится решать их множество — больших и малых,— вплоть до создания мастерской и постройки защищенного от пожара склада для хранения чертежей и «готовой продукции».

Работая по 10—12 часов в сутки, Беббидж надорвался, и здоровье его ухудшилось. А тут еще и несчастье — в течение короткого времени он теряет отца, жену и двух сыновей.

Врачи рекомендуют ученому поехать на континент — в Италию, Францию, Германию,— чтобы отдохнуть.

Но разве мог человек, одержимый идеей построить вычислительную машину, забыть о ней? Беббидж, чтобы лучше выяснить, какие технические средства пригодны для его проекта, осматривает множество фабрик не только в Англии, по и за границей. Знакомство с промышленностью других стран привело к серьезным исследованиям. Они способствовали созданию трактата «Экономика машин и производства». Французский экономист Бланки назвал эту работу «милостивым гимном машине».

Книга Беббиджа делилась на две части: первая — описание практической механики — показывала возможности применения машин на производстве; во второй — трактат из политической экономии — главные выводы из анализа производства.

Автор впервые показал производство как сложную систему, а не как последовательность технологических операций. Он высказал в книге идеи, близкие многим современным научным дисциплинам, таким, как системный анализ, исследование операций, контроль качества. Сумел поставить и сложнейшие вопросы научной организации труда и управления производством.

Книга вскоре была переиздана в Америке, переведена на немецкий, французский, испанский и итальянский языки. Ее хорошо знал Карл Маркс, цитируя и ссылаясь на нее в «Капитале» и в других своих произведениях.

Непосредственная работа над проектом машины показала изобретателю, что ему понадобится много чертежей. Чтобы облегчить труд, он создал новую систему для черчения в машиностроении, ввел немало новшеств и в технологию построения механизмов.

Работа оказалась намного сложней, чем предполагал вначале ученый. Он понял — без помощников не обойтись, и нанял на полный рабочий день специалиста-чертежника, а для непосредственной постройки машины высококвалифицированного инженера.

Джозеф Клемент, которого пригласил Беббидж, был одним из выдающихся машиностроителей того времени. О его мастерстве говорит такой пример. Однажды американцы заказали ему изготовить небольшой механизм, «только как можно лучшего качества». Клемент постарался и сделал его с такой точностью, с таким блеском, что стоимость работы пришлось переоценить: вместо 20 фунтов стерлингов несколько сот!

Невероятные усилия и фанатическая настойчивость позволили Беббиджу одержать первую победу. В январе 1833 года была собрана и испытана первая часть разностной машины. Она могла табулировать, то есть составлять таблицы с точностью до пятого знака с помощью одного арифметического действия — с помощью сложения. И при этом, в отличие от предыдущих счетных машин, не требовала в процессе вычислений вмешательства человека.

Конечно, при тогдашней технике создание вычислительной машины требовало титанических усилий и колоссальных расходов. А правительство, стоявшее у власти в Британии, не отпускало на науку больших денег, да и не все, откровенно говоря, верили в необычное начинание.

Трудности еще усугублялись тем, что Беббидж, человек нетерпеливый, эмоциональный, резкий, всех теребил, торопил, и вести работу в таких условиях по какому-либо плану просто не удавалось.

Даже через десять лет после начала работ не была готова вторая часть машины — печатающая. Не было сделано и половины работы, а денег требовалось на окончание еще столько, сколько истратили.

К тому же терпение у всех кончилось. Даже трудолюбивый Клемент сбежал. Ушел от изобретателя и чертежник.

Годами шла переписка между неугомонным создателем вычислительной машины и казначейством, Королевским обществом и правительством, главным образом из-за денег. Беббидж истратил не только первоначальные ассигнования, но и дополнительные. Всего же им было израсходованофунтов стерлингов, выданных правительством, и все личное состояние. Деньги он потратил немалые, а окончания предприятия не было видно.

Наконец ученый добился, чтобы вопрос о финансировании был поставлен на голосование в парламенте. Но лишь один член парламента был «за», все остальные «против». Парламентарии отказались поддерживать «бесперспективную» затею математика.

В 1842 году по указанию правительства были окончательно прекращены работы над «ненужным» делом Чарльза Беббиджа, а недоконченная машина великодушно предложена ему в подарок. Обиженный ученый от подарка отказался. Машину поместили в музей Королевского колледжа в Лондоне. Здесь она простояла много лет в полном забвении.

Беббидж неоднократно, но безуспешно пытался демонстрировать свою машину на выставках в Дублине (1847), в Лондоне (1851), Нью-Йорке (1853), Париже (1855). Правительство, чьей собственностью была теперь машина, всякий раз отказывало изобретателю.

Наконец в 1862 году было получено согласие, и машина демонстрировалась на большой международной выставке. Но опять к машине и к ее создателю проявили неуважение. Ее установили в маленькой, тесной проходной комнате, отведенной для показа ковров. Беббидж подготовил плакаты, иллюстрирующие принцип работы его машины. Но развесить их было негде — на стенах висели ковры. Это дало повод Беббиджу горько острить: «Устроители больше разбираются в том, что создает удобство для ног, чем в том, что создает удобство для работы головой». Со всех концов света приезжали посмотреть на чудо-машину. Правда, не многие могли ее увидеть: показывал машину сам Беббидж, он же давал и пояснения. Но ученый всегда был очень занят и не мог уделить много времени своему детищу.

Хотя разностная машина Беббиджа и не была полностью закончена, по некоторым сведениям она успешно работала. Сам изобретатель в одном из писем отмечал, что таблицы, на ней рассчитанные, были точными и принесли пользу.

После окончания работы выставки музей Королевского колледжа в Лондоне отказался принять аналитическую машину. Ее вместе с плакатами, которые делал для выставки изобретатель, пришлось передать в Научный музей в Южном Кенсингтоне.

Небезынтересно заметить, что в 1855 году состоятельный печатник швед Георг Шютц с сыном Эдвардом, использовав основные идеи Беббиджа, а проще говоря, по его проекту, построили пригодную для практического использования машину. Она действовала безотказно. Через некоторое время ее передали на обсерваторию Дадли (Олбени, США).

А через пять лет правительство, отказавшее Беббиджу в поддержке, заказывает известному английскому инженеру Донкину английскую копию шведской разностной машины.

К чести Беббиджа надо сказать, что, несмотря па удары судьбы, он всячески помогал своим шведским коллегам и даже ходатайствовал перед Королевским обществом о награждении их почетными медалями общества.

Но Беббидж не был бы Беббиджем, если бы он не бился за свою идею до победного конца, если бы не шел все время вперед, не просто совершенствуя проект своей машины, а коренным образом его меняя.

Он так и поступал. Еще в 1833 году, когда были временно приостановлены работы над разностной машиной, Беббидж практически оставляет прежнюю идею и прежнее предприятие в пользу нового. Гораздо более совершенная машина для вычислений, более сложная манит этого человека.

ном музее Лондона. Поэтому нам придется обратиться за помощью к историкам техники, которые кропотливо, часть за частью, изучали хитросплетения уникального создания Беббиджа и сумели дать довольно простое описание машины.

Машина делилась на три части. Первые две названы Беббиджем образно — «складом», «мельницей». Третью по аналогии можно назвать «конторой».

«Склад» составлял ту часть машины, где хранился весь числовой материал, используемый в ходе длительных вычислений. «Мельница» обрабатывала этот материал. «Контора» управляла — выполняла роль автоматического оператора, регулировала последовательность операций, производила отбор чисел и подавала в нужное место результаты вычислений.

«Склад» состоял из 1000 колонок по 50 цифровых колес в каждой, па которых было выгравировано по 10 цифр. Таким образом, в «складе» помещалась тысяча чисел по 50 десятизначных знаков. И располагались они так, чтобы можно было их передавать по мере надобности в «мельницу».

Для переноса чисел со «склада» предусматривалось использовать зубчатые рейки, которые должны были сцепляться с зубцами на колесах. Каждая рейка продвигалась до тех пор, пока колесо не занимало пулевое положение.

Когда «мельница» оканчивала данную операцию, устройство управления извлекало новые числа со «склада».

Интересно, что в современных электронно-вычислительных машинах англичане продолжают называть устройство для хранения числового материала складом или накопителем (store). У нас это устройство называется «памятью» или «запоминающим устройством».

Конструируя свою машину, Беббидж заметил, что наличие «склада» для числового материала еще не обеспечивало автоматичности работы. Машина должна была еще знать, что делать с числами: складывать, вычитать или делить. Беббидж решил: в его машине должны храниться не только сами данные, но и команды. Это обеспечивало бы большую скорость работы. Действительно, наличие чисел и команд в распоряжении самой машины делало ее более независимой от человека, а тем самым увеличивало скорость работы.

Беббидж намеревался сделать два разных накопителя: для чисел и для команд. Он предложил заранее приготовить команды для большого количества операций и помещать их в накопителе команд в том порядке, в каком их будет выполнять машина. Как только «мельница» завершала одну операцию, она должна была запрашивать о следующей у «склада» команд.

Особо следует сказать об управлении этой машиной.

Для ввода данных в машину и управления ее работой Беббидж предложил использовать перфокарты, которые давно применялись для управления в жаккардовых ткацких станках, ткущих узорчатые рисунки. Хотя подчас рисунки бывали очень сложными, машины безошибочно следовали указаниям перфокарт. Например, Беббидж очень гордился имевшимся у него тканым портретом самого Жаккарда. Ведь для изготовления портрета потребовалось — шутка ли сказать — 24 тысячи карточек!

Главное отличие применения перфокарточек в аналитической машине состояло в том, что здесь их использовали не поодиночке, а целыми комплектами. Щупы, проходившие в отверстия перфокарт, приводили в движение механизмы, с помощью которых числа передавались со «склада» на «мельницу» и обратно. Другой механизм с «картами операций» (управляющими картами) должен был приводить «мельницу» в состояние готовности для выполнения той или иной операции.

И, как в современных машинах, расположение отверстий в перфокартах соответствовало математическим символам. Это дало повод одному из современников Беббиджа написать: «Аналитическая машина ткет алгебраические формулы, подобно тому, как станки Жаккарда ткут листья и цветы».

В одном аналитическая машина не была автоматической. Когда ей нужен был для дальнейшей работы логарифм числа, она останавливалась и звонил звонок. Служитель — теперь бы его назвали оператором — брал из специального ящика перфокарту с нужным логарифмом и вкладывал в машину. Любопытно, что, если он ошибался, машина останавливалась, раздавался более громкий звонок и появлялась надпись: «Не та перфокарта».

Несмотря на это обеспечивалась немалая по тем временам скорость вычислений: 60 сложений в минуту, одно умножение двух пятидесятиразрядных чисел в минуту и одно деление сторазрядного числа на пятидесятиразрядное — тоже в одну минуту. Да и точность у машины была немалая — до 20 знаков после запятой. Это неплохо даже по современным стандартам.

Все ранее построенные машины могли выполнять ограниченный круг операций; автомат Беббиджа (а мы можем так назвать его создание) должен был не только выполнять любое арифметическое действие, но и связывать эти действия вместе, чтобы решать в принципе любую арифметическую задачу, какую можно придумать.

Да, это уже гибкость современных быстродействующих вычислительных цифровых машин!

И еще одна особенность машины. Беббидж предложил создать механизм, с чьей помощью она сама набирала бы литеры, изображающие готовые для печати результаты вычислений. К тому же машина должна была проверять правильность печатания результата. В этом она превосходила даже первые электронные вычислительные машины!

Сорок лет жизни потратил ученый и изобретатель, пытаясь построить аналитическую машину. Каторжный труд и неимоверные усилия, весь жар сердца, весь пыл души вкладывал он в свою идею.

В июле 1836 года одна из знакомых Беббиджа — Мэри Сомервил — писала: «Беббидж выглядит плохо и очень не здоров. Я сделала все, что было в моих силах, чтобы убедить его уехать из города, но безуспешно. Я боюсь, что вычислительная машина погубит его. Я уверена, человеческий организм не может выдержать такой умственной нагрузки».

Когда в 1842 году правительство отказалось продолжать финансировать проект Беббиджа, ученый был возмущен и обескуражен. Гневу его не было границ. Ответственного канцлера казначейства Беббидж назвал «Геростратом от науки», «который если избежит забвения, то имя его будет связано с сожжением Эфесского храма».

Но что делать, где взять денег? Беббидж обращается за советом к матери. Эта мужественная женщина, с детских лет привившая сыну любовь, настойчивость и в труде и в достижении цели, ответила: «Мой дорогой сын! Вы достигли многого в осуществлении великой цели, которая достойна Вас. Вы в состоянии завершить дело. Мой совет:

дерзайте, если даже Вам придется жить на хлебе и воде».

Беббидж следует совету матери. Он готов взяться за любое дело, лишь бы добыть денег на постройку машины.

Ученый решает написать роман в трех томах, чтобы выручить за него 5000 фунтов стерлингов и на эти деньги финансировать постройку аналитической машины. Он даже устанавливает для себя ориентировочный срок — один год. Но совет друга — поэта Роджерса разочаровывает Беббиджа: чтобы опубликовать свою работу об Италии, поэту пришлось выложить из своего кармана девять тысяч фунтов!

Тогда в поисках денег Беббидж-математик пытается найти способ беспроигрышной игры на скачках, но безуспешно. Он бросается изобретать машину, способную играть в крестики-нолики, чтобы показывать ее за деньги на ярмарках.

Беббидж так пишет об этом: «Мне пришло в голову: если автомат будет играть в эту игру, это вызовет такой интерес, что можно будет устроить очень популярное и доходное зрелище».

Убедившись в возможности построить машину для игры в крестики-нолики, Беббидж наводит справки и узнает: английская машина, сочиняющая латинские стихи, и немецкая говорящая машина, а также несколько других «чудо-машин» никак себя не оправдали, а самый доходный аттракцион — показ карликов и уродов.

«Проанализировав проблему,— пишет Беббидж,— я пришел к выводу: для постройки автомата и осуществления плана добычи денег надо так много времени и денег, что это надолго отсрочило бы работу по завершению аналитической машины».

Так проблема финансирования проекта аналитической машины и не была решена.

Отчаявшись в поисках средств и поддержки, Беббидж обращается с письмом к премьер-министру лорду Дерби. Письмо не назовешь иначе, чем крик души человека, потерявшего всякую надежду.

«Я пожертвовал временем, здоровьем, состоянием, я отклонил несколько почетных предложений, пытаясь закончить мои вычислительные машины. Но после этих жертв, которые были принесены для того, чтобы довести до совершенства машины почти интеллектуальных возможностей, я не получил ни благодарности за свой труд, ни тех почестей, которые обычно воздаются людям, посвятившим себя научным исследованиям...»

Ответ неутешителен — снова отказ.

Беббидж умер, так и не увидев воплощения своего детища, не увидев в законченном виде своей машины — «этого открытия», как сам Беббидж называл дело всей своей жизни. Он оставил его на полпути. Гениальный проект англичанина постигла неудача. Выдающееся открытие оказалось ненужным.

Почему? Только ли дело в неожиданности, непривычности идей Чарльза Беббиджа, которых не могли оценить современники? Только ли в недостатке денежных средств и отсутствии знающих помощников-энтузиастов? Нет. Грандиозный проект не мог быть осуществлен главным образом потому, что он родился намного раньше того времени, когда можно было бы технически воплотить замысел аналитической машины. Между идеей и ее техническим завершением лежала пропасть.

На всем пути развития вычислительной техники было и постепенное продвижение вперед — со ступеньки на ступеньку,— и революционные открытия, и изобретения. То непрерывно совершенствовались конструкции машин, основанные на известных принципах, то появлялись принципы и устройства, намного вперед продвигавшие вычислительную технику.

Беббидж предложил два, можно сказать, революционных решения. Первое: он предусмотрел возможность выбора машиной дальнейшего пути вычисления в зависимости от предыдущих результатов (принцип «условного перехода»). И второе: Беббидж предусмотрел возможность в зависимости от результатов вычисления автоматически изменять ранее введенную инструкцию — иными словами, машина сама изменяла свою программу.

Таким образом, проект Беббиджа предвосхитил многие идеи в создании логических схем и конструировании вычислительных машин. Ведь гений ученого позволил в 1834 году создать принцип компьютера XX века, того компьютера, которого мы считаем незаменимым помощником человека.

Для невероятно смелой идеи нужна была и соответствующая база, а инженерная техника в те времена не могла угнаться за воображением Беббиджа-математика. Никто не мог сделать новых сложных инструментов, так ему необходимых, никто не мог сделать рычаги, колесики и шестерни такой точности, какой он требовал, никто не мог достичь того совершенства сборки механизмов, без чего он не мог обойтись.

Теперь-то нам ясно, что некоторые функции — например, управление в машине — без электрической схемы осуществить было очень трудно. Вот почему «отец кибернетики» Н. Винер да и другие исследователи говорят, что Беббидж не понимал всей сложности своей задачи, и в первую очередь в ее техническом воплощении.

Удивительно, например, как Беббидж сумел средствами техники своего времени построить и заставить работать сложнейший агрегат машины — часть решающего узла «мельницы». Изобретатель был одержим одной мыслью: любой ценой материализовать открытие, ибо твердо верил в его реальность. Он гордился своим замыслом, своей идеей, своим проектом и тем, что уже сумел сделать. Беббидж писал: «...об этой злосчастной конструкции уже достаточно сказано... Первая и главная причина перерыва в работе над ней — это чрезмерно большие запросы человека, которого я нанял, чтобы построить ее для государства. Но даже это я, вероятно, сумел бы преодолеть. Однако есть предел человеческим возможностям. Если я проживу еще несколько лет, аналитическая машина будет существовать, и плоды ее работы распространятся затем по всему миру. Если же по воле того, кто наделил меня способностью к этому открытию, мне не суждено дожить, чтобы завершить свою работу, я подчиняюсь этому решению с большой благодарностью за такие дарования, как сознание, что за всю свою жизнь я никогда не колебался, жертвуя состоянием и даже чувством, чтобы выполнить свою миссию... Великие принципы, на которых покоятся аналитические машины, были исследованы, приняты, зафиксированы и продемонстрированы. Сам механизм теперь необычайно упрощен. Быть может, пройдет полвека, прежде чем кто-то возьмется снова за такую малообещающую задачу, не используя те принципы, которые я оставляю. Если, не наученный моим опытом, он возьмется и преуспеет в постройке машины, воплощающей в себе весь исполнительный механизм математического анализа, на другом принципе или более простой механической схеме, я без колебания оставлю свое авторство в его пользу, поскольку он один сможет полностью оценить характер моих усилий и ценность их результатов».

У Беббиджа было ясное и четкое понимание сфер применения его машины. Он думал составлять математические и морские таблицы, выверять таблицы логарифмов, проверять данные астрономических наблюдений, вычислять среднюю продолжительность жизни человека в Англии и решать другие сложные задачи, требующие большого объема вычислений.

Он пророчески предвидел, что благодаря вычислительным машинам «вся химия и кристаллография станут ветвью математического анализа... и это даст возможность предсказать характер любого соединения». Уверен он был также в необходимости применения машин для статистической обработки данных наблюдений атмосферы, а также «в равной степени в таких сложных явлениях, как денежное обращение и валютные операции».

Беббидж даже выражал твердую уверенность в «шахматных способностях» вычислительных машин.

Об изобретении Беббиджа с восторгом отзывались передовые люди того времени. Знаменитый писатель Эдгар По писал: «Что же мы должны думать о вычислительной машине Беббиджа? Что мы должны думать о машине из дерева и металла, которая может не только вычислять астрономические и навигационные таблицы любой заданной протяженности, но и сделать точность своих действий математически достоверной благодаря своей способности исправлять свои возможные ошибки? Что мы должны думать о машине, которая может не только выполнять все это, но и печатать результаты, когда они получены, без малейшего вмешательства интеллекта человека?»

Особое внимание и поддержку Беббидж получал от леди Лавлейс, с которой был очень дружен. Можно утверждать, что благодаря ее усилиям, благодаря ее увлеченности идеей аналитической машины мы знаем об устройстве вычислительной машины и принципах работы.

Леди Лавлейс сыграла значительную роль в судьбе Беббиджа.

Мало кому известно, что жена великого поэта-романтика лорда Байрона любила математику. Леди Байрон в шутку даже присвоили почетный титул «принцессы параллелограммов». Единственная дочь поэта Августа Ада (Байрон разошелся с женой, когда дочери было несколько месяцев) унаследовала любовь матери к математике и довольно рано проявила математические способности.

Друзья матери — профессор де Морган и его супруга, Беббидж, Мэри Соммервил — всячески поддерживали увлечение Августы Ады, будущей леди Лавлейс. Еще ребенком она с группой друзей леди Байрон ходила смотреть вычислительную машину Беббиджа. Одна из сопровождавших ее тогда дам — госпожа А. де Морган пишет в своих воспоминаниях: «Тогда как большинство из присутствующих только глазели на машину с выражением, напоминавшим реакцию дикарей при виде зеркала или при звуке выстрела, мисс Байрон, несмотря на то, что она была еще ребенком, поняла принцип работы и оценила красоту этого выдающегося изобретения».

В 1840 году Беббидж по приглашению итальянского математика М. Плана посетил Италию. В Турине он читал лекции о вычислительной машине и обсуждал ее схему во время большой дискуссии. В числе его слушателей был некий . (В одних источниках его называют генералом, в других — инженером, в третьих — математиком. Он был и тем, и другим, и третьим: в итальянской армии военным инженером, в армии Гарибальди генералом, а впоследствии даже премьер-министром Италии.) Менабреа увлекся лекциями Беббиджа, подробно их записал и издал на французском языке в 1842 году во «Всеобщей библиотеке Женевы». Лекции позднее перевела леди Лавлейс на английский язык и снабдила перевод подробной аннотацией и комментариями. Все это она опубликовала в «Научных мемуарах Тейлора». Эта статья наиболее полно описывает замечательное изобретение.

Книга «Счетная машина Беббиджа», изданная в Лондоне в 1889 году сыном ученого генерал-майором Х.-Б. Беббиджем,— наиболее подробный источник, содержащий статьи о различных аспектах идеи аналитической машины.

Первой напечатана статья доктора Дионисиуса Ларднера, опубликованная в июле 1834 года в «Эдинбургском обозрении». Вторым — очерк Менабреа с примечаниями леди Лавлейс, излагающей математические принципы машинного счета. Аннотация и комментарии к статье Менабреа более чем вдвое больше записей лекций.

Именно в комментариях содержится не только ясное понимание принципов работы вычислительных машин Беббиджа, но и ряд примеров практического их использования. И это в то время, когда машина не только еще не работала, но и не была окончательно сконструирована. Да и авторское — самого Беббиджа — описание аналитической машины в его «Записках из жизни философа», где он затронул слишком много проблем и слишком уж разные вопросы, включил даже отрывки из автобиографии, сделано несистематично и без подробностей.

Хотя в книге Беббиджа помещены и его письмо от 3 июля 1822 года президенту Королевского общества Хэмфри Деви «О применении машин для вычисления и печатания математических таблиц», и статья «О теоретических принципах построения машин для вычисления таблиц», и многие другие материалы, читая ее, трудно понять как общий замысел машины, так и предполагавшееся конструктивное ее воплощение.

И это, конечно, не из-за незнания автором своего проекта, не из-за недопонимания им каких-либо принципов действия подобных машин. Конечно, нет! Беббидж просто не имел возможности и времени изложить подробнее и систематичнее свою идею. Он был целиком поглощен борьбой за осуществление проекта, «доставанием» денег на машину, преодолением, как он писал, «моральных трудностей проблемы». Это его приводило в состояние такого озлобления, такой нервозности, что он, по словам одного англичанина, «из-за своей резкости не имел даже душевных сил изложить разборчиво устройство аналитической машины».

В комментариях к статье Менабреа леди Лавлейс дает более полный анализ тех положений в разработках Беббиджа, которые бы теперь отнесли к программированию.

Беббидж говорил, что дочь Байрона исправила ошибки в его примере вычисления чисел Бернаулли, который использовался как пример программирования; что она подробно разобрала построение больших числовых расчетов; способы, помогающие использовать некоторые повторяющиеся признаки для программирования. Она даже дала оценку методу анализа вычислительных задач с точки зрения приспособления их к машине.

Можно, конечно, сказать: а что здесь удивительного? Талантливый математик, леди Лавлейс решает практические задачи для конкретной машины по уже готовому проекту! Но вспомните — проект был не окончен, а вопросы управления машиной полностью не решены. Из того, как леди Лавлейс точно определила место аналитической машины в ряду других — ее предков и предшественников,— как точно вскрыла научную сущность открытия, видно, что она глубоко проникла в суть идеи Беббиджа и сумела в своих замечаниях заглянуть далеко вперед.

Она писала: «Аналитическая машина выходит из ряда обычных «счетных машин». Она занимает свое собственное место, и выводы, которые она заставляет делать, крайне интересны по своей природе. Позволив механизму комбинировать отвлеченные символы в последовательности неограниченного разнообразия, мы устанавливаем объединяющую связь между материальными операциями и абстрактными, умственными процессами в самой абстрактной области математической науки. Создан новый всеобъемлющий, мощный язык для будущего пользования... Таким образом, не только умственное и материальное, но и теоретическое и практическое в математическом мире приводится в более тесную и эффективную связь друг с другом».

И при этом не только полное понимание реальных возможностей умной машины, но и стремление философски осмыслить столь сложное явление в науке: «Необходимо предостеречь от преувеличения возможностей аналитической машины. В оценке любого нововведения часто возникает тенденция сначала переоценивать то, что мы считаем интересным и замечательным, а потом в результате естественной реакции недооценивать реальное положение дел, когда мы понимаем, что наше мнение превосходило оказавшееся достигнутым».

«Аналитическая машина,— писала далее леди Лавлейс,— не претендует на то, чтобы создавать что-то действительно новое, машина может выполнить все то, что мы умеем ей предписать».

Как не удивляться всем этим глубоким мыслям двадцативосьмилетней женщины, сказанным чуть ли не полтора века назад! Ведь похожие мысли высказывали ученые совсем недавно, в шестидесятых годах нашего столетия, во время бурных дискуссий на тему «Может ли машина мыслить?». Не случайно известный ученый А. Тьюринг посвятил специальный раздел, озаглавленный «Возражение леди Лавлейс», в своей работе на эту тему, опубликованной в 1950 году.

Если учесть, что идеи Беббиджа в его время были понятны только математикам, и причем незаурядным, то для широкой публики машины были загадкой, непонятной, таинственной, чудом, достойным быть лишь экспонатом выставки — не больше. Ведь машина не приносила непосредственных результатов: ничего не вырабатывала, ничего не давала, даже и не служила развлечением.

Необыкновенная машина для переработки необыкновенного материала — чисел — получила известность не более как «чудачество Беббиджа». Это волновало, злило, ожесточало ученого, приводило его в состояние такого раздражения, что он не мог не только работать, но и разговаривать с людьми.

ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИЙ ГЕНИЙ С ПЛОХИМ ХАРАКТЕРОМ

Один из портретов Беббиджа висит в Музее науки в Южном Кенсингтоне. С портрета на нас смотрит широко поставленными глазами человек с высоким лбом. Взгляд хотя и строг, но не лишен юмора. Большой рот с тонкими губами, очерченный двумя глубокими вертикальными морщинами, говорит о воле и решимости.

Мне очень понравилось мнение о портрете, высказанное нашим современником: «Одного взгляда на Беббиджа достаточно, чтобы убедиться — этот человек не способен заниматься чепухой».

Беббидж родился в 1792 году, а умер в 1871-м. Прожив 79 лет, он почти 60 из них отдал научной деятельности, напряженному труду в различных областях знания. Порой диву даешься — столько интересов у одного человека!

Кроме математических работ, аналитической машины и разнообразной конструкторско-технической деятельности, с ней связанной, Беббидж написал более 80 книг и трудов. Он был одним из пионеров превращения паровозных железных дорог из опасного, ненадежного и дорогостоящего транспорта в средство массового передвижения. Он изобрел предохранительный буфер перед паровозом, «скотосбрасыватель» — для скота, появляющегося перед движущимся составом, приспособление для быстрого отцепления паровоза, сошедшего с рельсов, чтобы он пе потянул за собой вагоны состава.

В течение почти полугода он проводил испытания на Западной железной дороге, оборудовав на свои деньги паровоз и специальный динамометрический вагон для автоматического измерения тягового усилия локомотива и дефектов рельсового пути. Во время испытаний локомотив сумел достичь значительной по тому времени скорости — около 100 км в час. Беббидж создал первый спидометр на железной дороге и считал, что их следует устанавливать в кабине каждого паровоза.

В 1818 году в Плимуте молодой ученый участвовал в погружении под воду в кессоне и подробно описал свои ощущения. А в статье «Подводный колокол», опубликованной в 1826 году в «Энциклопедии Метрополитайна», описал проект подводного судна, в котором могли бы плавать два человека.

В 1851 году он изобретает коронограф — телескоп для фотографирования солнечного затмения. Конструирует офтальмоскоп — специальное зеркало для исследования дна глаза.

Часто научные идеи этого замечательного человека опережали свое время. Так, он высказал интересное предположение, что можно определить климатические изменения в прошлом по годовым кольцам деревьев, которые находят в остатках древних лесов. И что же? В XX веке — много лет спустя после смерти Беббиджа — этот метод вошел в научную практику.

Он задумывался над проблемой, не перестающей волновать ученых и в наше время: можно ли создавать новые вещества из атомов разных элементов? Раньше других занялся Беббидж исследованием проблем управления производством. Разработанный им метод был применен для интенсификации производства в игольной промышленности, в печатном деле и других отраслях.

Но самое широкое применение своего метода Беббидж нашел, проводя экономический анализ почтового дела. Ученый показал, что стоимость сортировки, штемпелевания и доставки письма гораздо выше стоимости его транспортировки.

Исходя из этого, он предложил упростить почтовые операции, предложил ввести постоянную, независимо от расстояния, на которое отправляется письмо, плату.

Рекомендации Беббиджа были приняты. И, как пишут в хронике, «на основе его предложений сэр Роланд Хилл ввел почтовую оплату в один пенни несколько лет спустя».

Примечательно, что Беббидж сумел выйти за рамки простого экономического анализа и дать обобщения, которые могут служить заповедью и сегодня для всех исследователей, работающих в области новой науки — исследовании операций.

Ученый писал: «Политических экономистов упрекали за исследование малого числа фактов и чересчур большого объема теории... Не надо бояться, что ошибочные выводы будут сделаны на основе собранных фактов: ошибки, которые возникают от недостатка фактов, гораздо более многочисленны и устойчивы, чем те, которые являются результатом неправильного рассуждения на основе правильных данных».

Интересы ученого распространялись буквально на все: он ставил опыты со светом, проводил всевозможные испытания с огнем и испытания с водой. А опыты с электричеством и магнетизмом были настолько известны, что великий Фарадей прислал ему свои статьи с запиской: «Мне особенно важно знать Ваше мнение по этому вопросу».

Беббидж пытался найти новое применение для пороховых ракет, строил металлообрабатывающие станки, интересовался проблемой рудничного газа. Для этого спускался в шахту, наблюдая, как горит метан в лампе Дэви.

Неугомонный исследователь отважился зайти на 10 минут в плавильную печь при температуре 130 градусов Цельсия, чтобы испытать воздействие высокой температуры на организм человека. Даже на далекую от него проблему отмыкания хитроумных замков хватило времени и энергии у этого человека. И он создал основу ключа для секретных замков, недоступных отмычке.

Он уделял внимание и геологии, астрономии, археологии. Изучал происхождение и движение ледников, обследовал кратер Везувия, изучал землетрясения, исследуя подземные толчки в Лондоне с помощью светового луча и системы зеркал.

Путешествуя, Беббидж случайно встретился во Франкфурте со старшим сыном каретного мастера русского царя. Они подружились. Молодой человек показал англичанину прекрасный альбом с рисунками экипажей, всех когда-либо существовавших на земле. Беббидж внимательно изучил это прекрасное собрание и на его основе сконструировал и построил в Вене по своему чертежу коляску. У нее был такой мягкий ход, что в ней можно было спать.

Беббидж никогда не делал секрета из своих многочисленных открытий и изобретений. Так, он охотно всем показывал, как надо пробивать отверстия в стекле, не испортив его. Он послал американцам описание своей системы опознания маяков по ритму мигания света — системы, основанной на сложных математических расчетах. В 1853 году он познакомил с этой системой большую группу офицеров, прибывших в Брюссель из разных стран на морской конгресс. Системой очень заинтересовался один русский офицер. Он перерисовал схему, взял описание. На другой день, гуляя с Беббиджем в парке, офицер сказал, что отправил доклад своему правительству об изобретении английского ученого. А через несколько лет Беббидж узнал, что русские применили его систему мигания маяков для сигнализации солнечным лучом при осаде Севастополя.

Беббидж был подлинным «генератором идей», всегда полный решимости осуществлять сразу тысячу дел. Может быть, поэтому он так часто не доводил до конца свои многочисленные проекты и предложения. То он пересчитывал логарифмические таблицы, то занимался составлением и расшифровкой кодов, поисками каких-то таинственных составов, то предлагал метод массового производства в машиностроении, то углублялся в проблемы точности обработки на станках, то переводил на английский язык важную, по его мнению, работу французского математика Лакруа — полный «Курс математики», — то занимался проблемами страхования жизни. И его первый всеобъемлющий трактат по теории этого вопроса и первые надежные таблицы продолжительности жизни применялись долгое время страховыми компаниями разных стран.

Помимо интереса ко многим научным и техническим проблемам, Беббидж интересовался социологией, поэзией, политикой. Он был другом знаменитых ученых — Лапласа, Гумбольдта, Био, был знаком с Дарвином, Стефенсоном, Фуко, Дэви, встречался с королем Италии, с семьей Наполеона, хотел познакомиться и с самим императором Франции, два раза баллотировался в парламент своей страны.

Все интересовало Беббиджа. Не случайно за ним с годами укрепилась репутация всегда и все знающего человека. Самым распространенным обращением к ученому, как он сам об этом пишет, было такое: «А теперь, господин Беббидж, вы, знающий все на свете, объясните мне, пожалуйста...» И часто просили объяснить его нечто вроде метрики старого китайского стиха или особенностей рек на планете Меркурий.

Когда известный английский поэт Альфред Теннисон написал «Видение греха», Беббидж, по словам доктора Баудена, послал поэту такую записку:

«Сэр,

В Вашей во всех прочих отношениях превосходной поэме есть строчки следующего содержания:

Каждое мгновение умирает человек, Каждое мгновение рождается новый.

Считаю необходимым указать, что если бы это было в действительности, то численность населения земного шара оставалась бы постоянной. На самом деле число рождений превышает число смертей. Позвольте предложить Вам в следующей редакции Вашей превосходной поэмы изложить эти строчки следующим образом:

Каждое мгновение умирает человек,

Но каждое мгновение рождается 1человека.

Строго говоря, это не точно, точная цифра такая длинная, что я не могу уписать ее в одну строчку, но полагаю, что число 1 удовлетворяет требованиям точности в поэзии.

Преданный Беббидж»

Но не всегда письма и публикации ученого были такими вежливыми и безобидными. Чаще они были едкими и полными сарказма. Особенно когда ему мешали. А это случалось довольно часто.

Главным экспертом королевы Виктории был королевский астроном Эйри — консервативный и враждебно настроенный к Беббиджу человек. Когда Беббидж попросил у него журнал астрономических наблюдений Гринвичской обсерватории, тот ему отказал. А позже Беббидж нашел пять тонн таких журналов в макулатуре — их просто продавали на рынке для обертки. Эйри всячески препятствовал и финансированию машины Беббиджа.

Беббидж резко критиковал таких людей и все учреждения того времени. Особенно Королевское общество, мозг и сердце британской науки, в котором, по идее, должны были быть собраны все выдающиеся английские ученые.

Но достаточно полистать

Размышления об упадке науки в Англии

и о

некоторых его последствиях

Чарльза Беббиджа, эсквайра,

профессора математики Кембриджского университета

и члена нескольких академий

Лондон

1830 г.,

чтобы убедиться в ином.

Автор пишет: «Наука в Англии давно испытывала упадок и пренебрежение. Это не только мое мнение, но и мнение других...»

«Если те, кого я осуждаю за плохое управление Королевским обществом, обвинят меня во враждебности к Королевскому обществу, я им отвечаю, что группа, которая им управляет, не является Королевским обществом...»

Один перечень глав памфлета Беббиджа показывает его направленность и остроту: «О причинах нынешнего состояния Королевского общества», «О плане преобразования общества», «Побуждение индивидуумов развивать науку», «Предложения об улучшении науки в Англии», «О необходимости того, что члены Королевского общества должны выражать свое мнение», «О трудах Королевского общества».

Ученый резко критикует и состояние образования. Он требует ввести обязательные курсы наук для студентов.

«Из-за дефектов нашей системы образования научные знания скудно распространяются».

Он затрагивает вопросы финансирования науки.

«Похоже, забывают о том, что деньги, ассигнуемые государством на науку, должны тратиться так же справедливо и экономно, как деньги в личном бюджете».

И приводит такой пример:

«Кто посоветовал выдать деньги на печатание 750 экземпляров «Астрономических наблюдений»? Из них 710 экземпляров будут розданы членам Королевского общества, для 600 членов которого они будут неинтересны и бесполезны».

Он приводит и другие случаи нерациональных расходов и показывает, как этого избежать.

Беббидж не стесняется затрагивать и личности. Он издевается над тем, как стал президентом общества Дэвис Джильберт, пишет о его непригодности.

«Вместо того, чтобы раздавать комплименты министрам, он должен был бы поддерживать достоинство Совета достоинством знаний...»

Беббидж изобличает секретарей общества, решительно возражает против объединения нескольких должностей в одном лице. Предлагает метод переизбрания должностных лиц — в том числе и президента общества — на новых демократических основах, отличных от основ старого управления:

«Королевским обществом давно заправляет группа, которая действует в своих интересах. Обычно она состоит из лиц весьма средней одаренности, которые приближают к себе более талантливых людей при условии, что те не будут противостоять системе и как бы санкционируют ее своим именем».

Беббидж не упускает случая уколоть своих врагов, показать их «во всей красе». Например, столь высокое учреждение, как совет Королевского общества, он описывает как «собрание людей, которые избирают друг друга на почетные должности, а затем обедают за счет общества и, восхваляя друг друга за бокалом вина, награждают сами себя медалями общества».

Любопытны едкие замечания ученого по поводу того, «как усмиряют протестующих».

Если недостаток не касается непосредственно говорящего:

«Почему вы вмешиваетесь? Это не совсем в вашей компетенции».

Если дело касается лично вас:

«Вопрос носит слишком личный характер».

«Вам надо говорить об этом последним».

«Вы имеете личный интерес».

Если говорящий принимает дело близко к сердцу, ему предлагают успокоиться, выступить позже. «Позже вопрос объявляют устаревшим».

При всем обилии критического в памфлете он ценен и твердо сформулированной позитивной позицией автора, показывающей нам благородное лицо создателя аналитической машины:

«Два пути открыто для тех, кто одарен Природой. Они могут запереть в своем сердце те тайны, в которые им удалось проникнуть, и использовать свои знания в коммерческих целях. Но они могут открыть тайну, вырванную у природы, и, поделившись ею с человечеством, претендовать на ту славную репутацию, в которой редко отказывают авторам ценных открытий».

Беббидж утверждает, что «после отчаянных попыток внести улучшения я попытаюсь направить общественное мнение, призывая провести такие реформы, которые спасут Королевское общество от презрения в нашей стране и насмешек в других».

Надо сказать, что ученый не занимался голым критиканством и беспочвенным прожектерством. Нет! Он был одним из вдохновителей Британской ассоциации по развитию науки в первую пору ее существования. Она была создана в противовес старым научным обществам, чтобы компенсировать их недостатки.

Любопытно, Беббидж вторично вернулся к критике Королевского общества в одном из своих сочинений, изданных по поводу выставки 1851 года, то есть более чем через двадцать лет. Может быть, этот факт и другие неистовые поступки неистового Беббиджа дали основание назвать его «эксцентрическим гением». Под этим именем он даже вошел в американскую энциклопедию.

Да, он не принадлежал к категории спокойных людей. Возможно, поэтому в высказываниях его современников часто проскальзывает упоминание о его плохом характере? А некоторые даже называют его злым человеком.

Нет, он не был злым человеком, не был склочным, мелочным, придирчивым. Он не был и раздражительным по пустякам. Он был совсем другим: он был человеком идеи, осуществление которой, как ему казалось, может повлиять на судьбы человечества. И еще он был непримирим к недостаткам. Какие-либо упущения, неверные решения, необдуманные поступки и особенно неустроенность и несогласованность в делах научных его выводили из себя. А люди равнодушные, безразличные к его делам говорили: «Беббидж — человек с плохим характером». Но пресловутый плохой характер больше чем кому-либо мешал самому Беббиджу. И такое ли это бесспорное мнение, если принять во внимание слова из автобиографии великого естествоиспытателя Чарлза Дарвина: «Я, бывало, часто заходил к Беббиджу и регулярно посещал его знаменитые вечера. Его всегда было интересно слушать».

Человек прямой, бескомпромиссный, подвластный беспрерывному потоку рождавшихся у него идей, Беббидж не мог терпеть несообразностей в научном мире. Поэтому он всю жизнь и боролся с «Геростратами от науки». Поэтому ему и пришлось идти все время под градом издевательств и насмешек благополучных обывателей от науки. Для них он был просто человеком, не умеющим жить.

В 1871 году Беббидж умер. Он остался в памяти современников не как ученый-математик, выдающийся создатель аналитической машины, а как разорившийся человек, враг шарманщиков и уличных певцов.

Дело в том, что у него в последние годы из-за безуспешной борьбы с консерваторами от науки и врагами дела всей его жизни окончательно испортился характер. Он

ссорился с друзьями и членами Королевского общества, устранился от родственников. Когда ему однажды помешали работать шарманщики, игравшие под окнами, он, вместо того чтобы просто закрыть окна и уйти в другую комнату, затеял с ними длительную ожесточенную борьбу.

Он повел кампанию в прессе, рассылал письма членам парламента с требованием запретить музыкальные представления на улицах и предавать виновных в нарушении запрета суду. Ученый потребовал от правительства издания специального закона против уличных музыкантов. А те в отместку приходили со всех улиц города злить его, устраивая шумные концерты.

Не это ли дало повод человеку, хорошо знавшему Беббиджа, писать впоследствии, что «он ненавидел человечество в целом, англичан в частности, но больше всего английское правительство и уличных шарманщиков».

Но для истории науки Беббидж остался другим. Он остался в памяти людей человеком, протянувшим руку через время. Жизнь это подтвердила. Многое из созданного Беббиджем осталось жить. Живет и его самое главное, самое важное дело, навсегда оставшееся в памяти благодарного человечества,— разработка идеи вычислительной машины.

Беббидж испытал бы полное удовлетворение и восторг, узнав, что структура изобретенных почти через столетие универсальных цифровых вычислительных машин в основе повторяет структуру его машины!

Беббидж как бы родился раньше своего времени, он как бы лично был связан с будущим. Не случайно он однажды сказал, что отдал бы остаток своей жизни за право прожить три дня спустя 500 лет, чтобы посмотреть технические достижения потомков.

Вряд ли мог предполагать изобретатель и ученый Беббидж, потративший жизнь на создание двух машин, что наступит время, когда вычислительные машины будут выпускать тысячами и общее их количество в мире приблизится к полумиллиону!

А какими совершенными они стали, как далеко ушли от своих предков — механических вычислителей! Первый шаг был сделан, когда сконструировали электромеханические вычислительные автоматы, вобравшие в себя всю премудрость 40-х годов нашего столетия. Время вычисли тельной операции у этих машин уже измерялось миллисекундами.

Первое поколение современных вычислительных машин заявило о себе красноватым светом электронных ламп в серых металлических шкафах. И скорость у этих представителей 50-х годов измерялась уже микросекундами.

Еще в недрах первого поколения зародились машины второго поколения. В них главную роль играли полупроводники. Размеры машин настолько уменьшились, что конструкторы начали поговаривать уже о настольных вычислительных агрегатах большой мощности.

В наши дни торжествуют вычислительные машины третьего поколения. Их основа — структуры из тонких пленок. Из тонких пленок удалось создать мир маленьких гигантов, воздвигнуть электронные города необычной архитектуры. Если раньше инженер с гордостью показывал вычислительное устройство машин чуть больше баночки из-под килек, то теперь конструкторы размещают в кубическом дециметре 350 тысяч электронных схем.

Миллионы приборов в одном кубическом миллиметре, миллионы арифметических операций в секунду — вот что такое машины третьего поколения.

Вспомните, Беббидж вел счет одной операции в своей машине в одну минуту, и вы сразу же увидите, как далеко шагнули вычислительные машины наших дней. Они «перерабатывают» не только цифры, но и оперируют буквами, фразами, текстами. В них можно вводить информацию по телефону и телеграфу с дальних расстояний. Они берут в свою память разные сведения непосредственно с печатного или рукописного текста. В них можно вводить данные и рисуя «световым пером» на пультовом экране. А конструкторы уже прикидывают эскизы будущих машин четвертого и даже пятого поколения. Здесь счет быстродействия пойдет на миллиардные доли секунды. Но и это не предел. Ученые выдвинули идею постройки оптических вычислительных машин. В них электрические сигналы будут преобразовываться в световые и световые — в электрические. В одной упряжке с электроном начнет работать также частица света — фотон. Новые машины «оживит» не электрической ток, а луч света. Теперь уже не образно, почти реальностью зазвучат слова: «машина светится мыслью». Количество логических операций в секунду у таких машин будет обозначаться числом не менее чем 1020!

В последнее время возникло новое направление в использовании электронно-вычислительных машин. Появилась тенденция к их «коллективизации», к их объединению в вычислительные системы коллективного пользования. Это будут постоянно действующие системы, связанные «оконечными» устройствами для ввода и вывода заданий. Здесь в комплексе визуальный аппарат — вроде телевизионного приемника, способного выводить на экран буквенно-цифровую и графическую информацию, клавишная панель и печатающий аппарат. Вычислительная система может одновременно работать со многими сотнями и даже тысячами абонентов. И при этом каждый абонент работает «сам по себе», как будто машина предоставлена только ему в личное пользование. Он сможет обращаться в любое время за справкой, за любым расчетом.

Это уже будут вычислительные машины, объединенные в вычислительные центры коммунального назначения. Ими можно будет пользоваться так же, как мы пользуемся водой, газом, электричеством, телефоном.

Другими словами, доступ к электронно-вычислительным машинам, к их гигантским хранилищам «памяти», к центрам информации и вычислений будет свободным для всех, без посредников, вне зависимости от времени и расстояния.

Мог ли предвидеть такой расцвет вычислительной техники неистовый Беббидж, когда бился над решением скромной задачи — постройкой «машины почти интеллектуальных возможностей»?

Мы современники научно-технической революции, которая принесла полный переворот в научные исследования и в технику. Наступило время невиданного могущества машин, помогающих не только мышцам человека, но и его мозгу.

Никогда еще в истории человечества с такой стремительностью машины не проникали во все поры жизни. Вторжение электроники — подлинно тотальное вторжение. Вычислительные электронные машины хлынули в научные исследования, технику, промышленность, словно поток воды через открытые створы плотины.

Не успели люди оглянуться и посмотреть, что же произошло в мире с рождением этих машин, как темпы роста счетного электронного машиностроения обогнали темпы роста других отраслей промышленности.

Необходимость такого большого количества вычислительных машин объясняется просто: они принимают участие в интеллектуальной сфере деятельности человека.

Где их применяют, в чем они помогают людям? Это был бы длинный список многих очень важных и многих малозаметных дел.

Современные машины управляют технологическими процессами, планируют производство, ведут учет материалов, рабочей силы, зарплаты, управляют разными видами транспорта, решают сложнейшие математические задачи, переводят с одного языка на другой, разгадывают древние и шифрованные тексты, выдают научную информацию, решают стратегические задачи, играют в шахматы, предсказывают погоду, ставят диагноз больным, исследуют физиологические и генетические процессы.

Электронные вычислительные машины применяют в общественных науках, политэкономии, лингвистике, праве, логике. Даже криминалисты, искусствоведы и композиторы прибегают к помощи электронных вычислительных машин.

Но где бы машины ни работали, они всегда выполняют определенные и четкие функции.

Прежде всего машины считают, сводя труднейшие математические задачи к последовательности арифметических операций. Машины позволяют получать численные решения уравнений с большой скоростью и заданной точностью.

Машины моделируют. Так они работают тогда, когда нужно выяснить вопросы, которые нельзя определить вычислениями. И реальный эксперимент — эксперимент в натуре — заменяют экспериментом на электронных машинах.

Машины рассуждают. Выполняя арифметические действия над числами, машины используют строгие законы математической логики, когда один результат истинный, другой — ложный. Но поскольку истинным и ложным может быть не только математическое решение, но и различные высказывания — машина может рассуждать.

На основе рассуждения машины научились управлять.

Машины информируют. Они накапливают и хранят гигантскую информацию и способны выдавать различные справки.

Машины обучаются. В результате работы они ищут способ, как им действовать наилучшим образом, добиться наиболее точного результата.

Машины слушают, машины видят. Это обусловлено тем, чтобы при взаимоотношениях человека и машины не надо было бы тратить время на перевод команд с человеческого языка на машинный.

Перечисленные здесь функции умных машин позволили им стать подлинно «электронным мозгом» — универсальным интеллектуальным автоматом. В ворохах бумажных лент, выбрасываемых машиной, расшифровываются радиоизлучения далеких звезд, затерянных в межгалактическом хаосе; рисуются профили крыла сверхзвукового лайнера; описываются будущие, пока неведомые химические реакции; намечается разгадка неведомого нам языка.

Теперь многие виды работ превратились в функционирование своеобразного комплекса — «человек — машина» — со своим диалогом и со своими особенностями, соединяя естественные интеллектуальные способности человека с искусственными интеллектуальными возможностями машин.

Из трех великих открытий, знаменующих вторую половину нашего столетия: освобождение атомной энергии, овладение космосом и создание вычислительных машин — последнее в основах заложено Беббиджем. Ему не хватало только радиолампы, чтобы его схема работала со скоростью электрона, а не со скоростью поршня, и... признания современников, которые, увы, в большинстве случаев смеялись над «ненужной» затеей ученого.