Игра разума. Как Клод Шеннон изобрел информационный век - Джимми Сони

в блокноте, но, как сказал Томсон, это был «расчет, столь методичный, что для его произведения нужно было создать машину».

И это произошло. С формулой волны прибоя таблица приливов была теперь уже не просто отчетом о произошедшем, но прогнозом на будущее. Нарисуйте таблицу в виде графика, отправьте график в волновой анализатор и, наконец, воспользуйтесь полученными данными анализатора, чтобы испытать следующее изобретение Томсона – механический калькулятор размером со шкаф, состоящий из пятнадцати барабанов, который чертил ручкой и чернилами свой собственный график уровней приливов на будущий год. В 1876 году предсказатель приливов мог за четыре часа с высокой точностью начертить график на будущий год. К 1881 году это время составляло всего двадцать пять минут.

В 1876 году предсказатель приливов мог за четыре часа с точностью начертить график на будущий год. К 1 881 году это время составляло всего двадцать пять минут.

Данное изобретение было вежливо принято и так же вежливо отодвинуто в сторону. Даже в 1881 году лишь для немногих практических задач допускали возможность решения с помощью механизма. Многим казалось разумнее продолжать платить конторским служащим, чем массово производить прибор с такой ограниченной областью применения. Возможно также, что коллег Томсона оскорбила мысль, что любой отрезок их работы может быть автоматизирован стой же легкостью, что и труд рабочего на фабрике. Но самое важное, что, несмотря на то, что Томсон задумывал по-настоящему многофункциональную думающую машину, ключевой ее компонент отсутствовал – до тех пор, пока мировая война не дала новый толчок к поиску.

А теперь представьте, что в гавань с приливом заходит не корабль, а дредноут. Он покачивается на изменчивых волнах, готовый выпустить из своих орудий фугасный снаряд по движущейся цели, что расположена более чем в шестнадцати километрах за горизонтом. Представьте себе морское сражение между двумя вооруженными боевыми судами, которые до самого конца будут оставаться невидимыми друг для друга. На этом расстоянии длина волн, плотность воздуха на каждом уровне траектории снаряда, искривление земной поверхности и даже вращение земли во время полета снаряда определят в совокупности, ударит ли снаряд по воде или железу. Каждый из этих факторов формировал переменную величину опять же в дифференциальном уравнении. Морской бой такого радиуса действия был не просто перестрелкой, а математическим забегом (в котором наградой за второе место часто становилась могила на дне морском). В ходе самого крупного морского сражения Первой мировой войны, Ютландского сражения 1916 года, почти все корабли британского флота вступили в бой, имея орудия, которыми управляли люди. В итоге они поразили лишьтри процента целей, а потеряли свыше 6000 человек. Конечно же, с такими ставками в игре надежная думающая машина становилась ценным приобретением.

Ганнибал Форд, инженер-механик из северной части штата Нью-Йорк, стал тем человеком, который обеспечил недостающую часть механизма Томсона. Он начинал с изучения внутреннего механизма наручных и настенных часов, а потом занялся печатными машинками. И если Томсон, будучи студентом, выбрал в качестве своего девиза героические строчки Александра Поупа, то страница Форда в ежегоднике Корнельского университета была отмечена более практичным лозунгом: «Я бы создал машину, которая бы производила любую старую вещь любым старым способом». Машина, которую он сконструировал к 1917 году, автоматизировала ключевую стадию в решении дифференциальных уравнений: она находила интегралы, или площадь участка под кривой линией (в том числе кривой траекториилетящего снаряда). Задолго до появления электроники все это можно было сделать механическим способом. В случае с интегратором Форда – благодарные американские моряки окрестили его «малыш Форд» – две шаровые опоры размещались на поверхности плоского вращающегося диска. Они могли свободно перемещаться по поверхности диска: чем дальше они уходили от центра диска, тем быстрее закручивались. Расстояние от центра соответствовало форме кривой в уравнении, а скорость закручивания означала ответ. Шаровые опоры проворачивали цилиндр, который приводил в движение весь остальной механизм машины и передавал ответ стрелкам посредством шестеренок и контрольно-измерительных приборов. Имея вводные данные, включая скорость и курс атакующего корабля и вражеского судна, «малыш Форд» определял дальность полета до цели, направление огня и время нахождения снаряда в воздухе. Эти параметры, в свою очередь, диктовали угол наклона орудий.

Ганнибал Форд не был первым, кто задумался о подобной машине, но именно его изобретение одним из первых смогло надежно находить интегралы. Если не считать того, что тряска на корабле во время шторма или от разрывов летящих снарядов могла привести к тому, что шаровая опора соскальзывала с орбиты, и тогда вся команда возвращалась в те дни, когда на выручку приходила подзорная труба и интуиция. «Это было, – сказал Вэнивар Буш, – чудо точности и завершенности». Вскоре Буш будет работать одновременно с шестью такими машинами. Но он станет использовать их не для нахождения угла наклона орудий, а для определения форм атомов и структур небесных тел.

Волновой анализатор Томсона, интегратор Форда и измеритель рельефа Буша – задуманные по отдельности друг от друга и для решения одной специфической задачи, эти машины объединяло одно ключевое свойство. Все они были работающими моделями физического мира – склона холма или падающего снаряда, – упрощенными до самой сути. Все они являлись в некотором смысле примитивными миниатюрами тех процессов, которые описывали. Другими словами, они были явными аналогами. Но только Вэнивар Буш сумел довести эту технологию до высочайшего уровня, создав аналоговый компьютер, универсальную машину, максимально соединившую в себе инструмент и мозг. И именно Клод Шеннон по гениальному стечению обстоятельств помог сделать его неактуальным.

Впоследствии Буш признал своих предшественников в создании компьютера в лице Томсона и Форда. Но когда в середине 1920-х годов он впервые приступил к работе по поиску способа ужать электросеть Америки до размеров его лаборатории, он и не догадывался о прародителях своего аналогового компьютера. С чего же он начал?

В определенном смысле он начинал с преподавания. Будучи уже изобретателем, Буш руководил молодыми инженерами в то время, когда факультет инженерного дела начал приобретать известность в масштабах страны. Попав в Кембридж, штат Массачусетс, он преподавал в аудитории, полной талантливых первокурсников в отутюженных брюках и с гладко зачесанными волосами, которые сидели ошеломленные, пока Буш уничтожал их чувство собственного достоинства. Он мог встать за кафедрой, поднять обыкновенный трубный ключ и предложить простую задачу: «Опишите этот предмет».

Первокурсники, один за другим, по очереди получали свою порцию критики, и одно за другим каждое описание разбиралось на части: Буш демонстрировал, насколько каждое описание обтекаемо, так что его можно отнести к любому виду гаечных ключей, но не к этому ключу на столе. А заканчивал он