Идеи с границы познания. Эйнштейн, Гёдель и философия науки - Джим Холт

перешла на десятичную систему исчисления, барон Гаспар Риш де Прони, директор Национальной школы мостов и дорог, придумал остроумный способ пересчитать эти таблицы. Де Прони черпал вдохновение в «Богатстве народов» Адама Смита, точнее, в рассказе Смита о распределении труда на булавочной фабрике. Наняв около сотни парижских цирюльников, оставшихся без работы, когда во время Террора их клиенты лишились своих пышно завитых голов на гильотине, де Прони создал своего рода арифметический конвейер, на котором, по его словам, «логарифмы изготовлялись, как булавки». По отдельности парикмахеры не обладали особыми математическими способностями, они могли разве что складывать, вычитать да подстригать волосы. Интеллектуальным достижением была сама организация процесса. Во время визитов в Париж Бэббидж узнал о схеме де Прони, и ему подумалось, что этих неквалифицированных куаферов вполне можно заменить шестеренками. Иначе говоря, те же вычисления могла проделывать машина: она бы проделывала автоматические умственные действия точно так же, как паровая машина проделывает автоматические физические действия.

Машина Бэббиджа была не первым механическим калькулятором. Еще в 1642 году Паскаль изобрел машину для сложения, получившую торговое название «Паскалина», а в 1673 году Лейбниц придумал машину, способную проделывать все четыре арифметических действия, но наладить ее работу так и не удалось. Однако «разностная машина» далеко превосходила своих предшественниц по сложности, по крайней мере, в чертежах. Рабочая модель, которую видела Ада Байрон, созданная на семнадцать тысяч фунтов, выделенных британским правительством (на такие деньги можно было построить два военных корабля), воплощала лишь небольшую часть общего замысла Бэббиджа. Но после десяти лет упорного труда над созданием разностной машины Бэббидж решил отказаться от дальнейшей работы над ней и переключился на куда более смелый изобретательский проект под названием «аналитическая машина».

Аналитическая машина Бэббиджа во многом была прототипом современного компьютера. В отличие от разностной машины, материальная структура которой ограничивала ее деятельность определенными видами вычислений, аналитическая машина должна была быть по-настоящему программируемой: в зависимости от получаемых команд один и тот же физический механизм мог проводить любые математические операции. В современных терминах ее программное обеспечение было независимым от «железа». Более того, машина в ходе вычислений могла изменять план действий в зависимости от результатов промежуточных вычислений – в сущности, выносила суждения на основе логики «если – то» (сегодня это называют условным переходом). Наконец, архитектура аналитической машины была очень похожа на архитектуру современного компьютера: у нее были «закрома» (память), «мельница» (процессор), устройство ввода, позволявшее загружать программы, и устройство вывода, печатавшее результаты. Устройство ввода прочитывало программу-инструкцию с перфорированных карт, в точности как современные компьютеры до конца семидесятых годов XX века. Бэббидж позаимствовал идею перфокарты у французских ткачей: в 1804 году Жозеф-Мари Жаккар изобрел полностью автоматический станок, который самостоятельно ткал различные узоры в зависимости от того, какую последовательность перфокарт в него вставляли.

Бэббидж работал над проектом аналитической машины в 1836–1840 годах и все это время тщетно пытался добиться государственной поддержки своего изобретения. В тот же период Ада пережила нервный срыв, вышла замуж за родовитого, но довольно бесхарактерного землевладельца, который впоследствии стал графом Лавлейсом, родила троих детей, пережила еще один нервный срыв, увлеклась модным месмеризмом и френологией, усердно обучалась игре на арфе и продолжала изучать математику. Поскольку ей наконец было позволено увидеть портрет своего печально знаменитого отца и прочитать его стихи, а мать рассказала ей о его вероятной кровосмесительной связи и других преступных экспериментах, Ада задумала искупить наследие Байрона посредством науки. «Я поставила себе цель возместить человечеству его гениальность, направленную во зло, – объявила она. – Если он передал мне какую-то долю этой гениальности, я использую ее на выявление великих истин и принципов. Я думаю, он завещал мне эту задачу!» Мысль о гениальности, которую она неизбежно унаследовала, увлекала Аду все сильнее и сильнее.

Но как же ее выразить? Как явствует из переписки графини Лавлейс, Ада, несмотря на давние занятия математикой, так и не овладела самой элементарной тригонометрией (в отличие от своей близкой подруги Мэри Соммервиль, которая уже успела сделать оригинальный вклад в математику). Она понимала, что если хочет воплотить свою идею и возместить миру ущерб, нанесенный отцом, нужно углубить свои знания. И тогда она принялась за розыски «желанного математика, великого неизвестного» и в конце концов обратилась к Огастесу де Моргану, первому профессору математики из Университетского колледжа в Лондоне. Два года де Морган пытался учить Аду по переписке (он хотел познакомить ее с основами математического анализа), однако больших успехов она, похоже, не достигла. В письме де Моргану от 27 ноября 1842 года она признает, что одиннадцать дней подряд безуспешно решала задачу, сводившуюся всего-навсего к тому, чтобы подставить в уравнение простое математическое выражение. С точки зрения Ады, алгебраические выражения даже в таких ученических примерах были неуловимы, словно «феи и призраки».

Только тогда, уже в 27 лет, Ада наконец обрела свою великую цель, на которой и сосредоточила все свои разрозненные устремления и, как впоследствии оказалось, обеспечила себе посмертную славу. За два года до этого Бэббидж устроил первую и единственную публичную демонстрацию своих чертежей аналитической машины. Дело было на научной конференции в Турине, куда Бэббиджа пригласили как почетного заграничного гостя. Среди участников конференции был капитан Луиджи Менабреа, молодой военный инженер, которому предстояло стать первым премьер-министром объединенной Италии. Во время доклада Бэббиджа Менабреа делал заметки и в 1842 году опубликовал статью на французском языке под названием «Набросок аналитической машины». Статья попалась на глаза одному ученому другу Ады, и тот предложил ей перевести ее для публикации в каком-нибудь британском научном журнале. Ада отнеслась к проекту с огромным энтузиазмом. Она сообщила о своих занятиях Бэббиджу и по его совету присовокупила к переводу некоторые собственные соображения.

Предложение Бэббиджа было очень смелым по двум причинам. Во-первых, в те времена женщины практически никогда не публиковали научных статей. Во-вторых, Ада не была профессиональным ученым – зато была графиней, светской львицей, дочерью самого популярного литератора того времени. Бэббидж неустанно, но безуспешно пытался себя рекламировать, и при мысли, что Ада станет его «голосом» во всем, что касается еще не созданной и не нашедшей финансирования аналитической машины, его переполнял энтузиазм, ведь графиня Лавлейс вращалась в самом высшем обществе. Он даже предложил послать экземпляр ее комментариев лично принцу Альберту.

Бэббидж обеспечил Аде всяческое содействие – не просто объяснил ей, как работает его детище, но и снабдил собственными формулами и схемами. От Ады требовались лишь поэтические метафоры. Она сделала упор на то, что программировать аналитическую машину можно будет с помощью перфокарт, как и автоматические