Чарльз Бэбидж (1791—1871)

Глава шестая Штрихи к характеристике личности

С 1832 г. (после завершения работы над книгой «Экономика машин и производства») и до последних дней жизни, т. е. в течение 38 лет, основные научные интересы Бэбиджа были связаны с вычислительной техникой.

Ё то же время он занимается исследованиями в различных областях, выдвигает гипотезы, предлагает различные изобретения и т. д. По универсальности научных интересов, охватывающих такие области как математика и философия, механика и экономика, геология и социальные вопросы, Бэбидж ближе к ученым Возрождения, чем к своим современникам.

В 1837 г. Бэбидж издает «Девятый трактат Бриджуота», в котором нашли отражение его представления о взаимоотношениях науки и религии, а также рассмотрен ряд математических вопросов. Бриджуот оставил наследство, которое завещал использовать для издания работ под общим названием: «О власти, мудрости и доброте бога, проявляющихся при созидании». Эти работы должны были доказывать пользу и преимущества истинной религии. Было издано восемь трактатов. Бэбидж решил издать девятый трактат на собственные средства.

Бэбидж в своих рассуждениях пытался сгладить противоречия между наукой и религией, считая, что они дополняют друг друга. Он полагал, что преследование или недостаточное внимание к развитию науки и, в частности, математики, сказывается неблагоприятно и на религии. Но при этом «он думал о боге, как о программисте» — сказал о нем Боуден [1 Б. Боуден — в 50-е годы XX в. директор Манчестерского колледжа науки п техники, специалист в области вычислительной техники.] [103].

Бэбидж рассматривал возможность получения числовых последовательностей, у которых первые сто миллионов членов, например, могут следовать некоторому определенному закону, несколько следующих чисел — нарушить его, остальная же часть последовательности — продолжать согласовываться с первоначальным законом. Он описал схему программирования на счетной машине с целью получения таких последовательностей.

К этому трактату Бэбидж написал Приложение «Замечание об аргументе Хьюма относительно чудес», в котором подсчитывает вероятность чудес, исходя из свидетельских показаний; учитывает как количество свидетелей, так и вероятность того, что они говорят правду. Фактически здесь Бэбидж подсчитывает вероятность принятия гипотезы, если она неверна, и отклонения, когда она верна.

В процессе работы над вычислительными машинами у Бэбиджа, естественно, возрос интерес к самым разнообразным автоматам. Изучая их, он пришел к выводу, что механические автоматы не могут быть использованы для достаточно сложной игры, в то время как устройство такой машины, как аналитическая, хорошо удовлетворяет даже требованиям шахматной игры. Однако, придя к такому выводу, Бэбидж решил все же провести опыт и разработать автомат для простой игры в крестики-нолики [¹ Условия этой довольно известной игры таковы. Доска (лист бумаги) разделена на 9 квадратиков (3x3). Из двух играющих один отмечает поочередно в этих квадратиках крестики, другой — нолики. Цель игры состоит в том, чтобы первым поставить три своих значка на одну линию.].

В книге «Страницы из жизни философа» Бэбидж описывает свою работу над автоматом.

Вначале Бэбидж установил число комбинаций при всех возможных ходах и ситуациях, которое оказалось сравнительно небольшим. Поэтому механизм автомата легко было представить. После изготовления механической части Бэбидж решил придать автомату следующий вид: он должен был состоять из фигурок двух детей, играющих друг против друга. Рядом с ними находился ягненок и петух. Когда один ребенок выигрывает, он хлопает в ладоши, а петух кричит: ку—ка—ре—ку! Проигравший ребенок плачет и сжимает свои ладони, а ягненок начинает блеять.

«Затем я продолжал делать наброски различных механических средств, с помощью которых каждое действие могло быть произведено. Эти средства были значительно проще по сравнению с теми, которые разрабатывались для аналитической машины. Однако появилась трудность другого рода. В объяснениях работы аналитической машины я отмечал, что бывают случаи (в зависимости от определенных условий), когда сама машина должна выбрать один из двух или более направлений расчета. В частности, этот путь становится известным, когда расчеты, от которых зависит выбор, уже проведены.

Новая трудность состояла в том, что могут возникнуть два различных пути, каждый рдинаково приводящий к победе. В этом случае у автомата нет оснований сделать определенный выбор: до выполнения некоторых операций машина будет пытаться осуществлять ходы в противоположных направлениях.

Первое, о чем я подумал, дабы устранить этот недостаток, это заставить машину запомнить число игр, в которых она победила с начала ее работы. Когда появляются два равно выигрышных направления, называемые, например, А и В, машина должна вспомнить число партий, которые она выиграла. Если число четное, то выбирается путь А, если нечетное — путь В. Если возникают 3 равновозможных сочетания, автомат должен разделить общее число выигранных партий на 3. В этом случае остаток может быть равен 0, 1 или 2, машина соответственно выбирает путь А, В или С. Ясно, что таким образом может быть обеспечено любое число условий» [85, с. 154—155].

В конструкции, разработанной Бэбиджем, нашли отражения представления об автоматах, господствовавшие в XVIII в. (куклы, петух, ягненок), и некоторые вполне современные идеи проектирования вычислительных машин. Если при выполнении определенной задачи в современных машинах встречаются равноценные пути, из которых машина должна выбрать один, то она выбирает путь, зафиксированный каким-нибудь образом. Чаще вcero, это просто первый путь, встретившийся машине (он может быть последним, или каким-нибудь другим). Бэбидж решает данный вопрос несколько сложнее. Однако не следует забывать, что он не только решает его, но и впервые ставит. Кроме того, для игры решение Бзбиджа рационально, так как машина в одних и тех же ситуациях делает разные (но равноценные) ходы, что затрудняет игру противника. В современных вычислительных машинах часто используют для разных целей датчик случайных чисел. Механизм выбора пути, предложенный Бэбиджем, является прототипом такого датчика.

Мы уже отмечали, что на постройку своих машин Бэбидж тратил огромные суммы денег, и хотя он был богатым человеком, приток новых средств естественно интересовал его. Так и в этом случае, разработав на основе теоретических принципов автомат для игры в «крестики-нолики», Бэбидж стал думать о возможности восполнения своих затрат с его помощью.

Бэбидж предполагал сделать автомат доступным для игры с каждым желающим. Выработав оптимальную программу для игры автомата, он намеревался всегда находиться в выигрыше. Бэбидж предполагал сделать шесть автоматов и установить их попарно в трех местах. На трех из них происходили бы игры, остальные автоматы должны были быть в резерве на случай трудно устранимой поломки. Но оценив все сложности с изготовлением и эксплуатацией таких устройств, Бэбидж отказался от этой затеи.

Бэбидж сделал ряд практических изобретений в самых различных областях. Он внес несколько предложений по предотвращению крушений, включая способ отделения сошедшего с рельс поезда от вагонов. После консультаций в 1838 г. с известным механиком Брунелем и другими специалистами Бэбидж в течение нескольких месяцев проводил эксперименты со специальным вагоном (динамометрической тележкой). Он фиксировал графики движения вагона и тщательно их исследовал. Однажды в воскресенье, проводя опыты при очень большой скорости вагона, Бэбидж только случайно избежал столкновения с железнодорожным составом.

Следствием экспериментов явилась рекомендация Бэбиджа использовать широкую колею вместо применявшейся в его время узкой; он предложил также спидометр своей конструкции. В качестве специалиста по железнодорожному движению Бэбидж был приглашен на открытие дороги между Манчестером и Ливерпулем.

Бэбидж разработал систему зажигания и затемнения маяков [61] и послал описание этой системы в двенадцать прибрежных стран. Правительство США ассигновало 5000 долларов для испытания его схемы. Результаты испытаний были опубликованы в 1861 г. с благоприятным отзывом и рекомендациями для использования маяков Управлением маяков Соединенных Штатов.

Бэбидж изготовил чертежи и описал подводное судно, устроенное по принципу погружающегося колокола [67]. Это судно было рассчитано на пребывание в нем четырех человек в течение двух дней. Бэбидж предполагал, что такое судно должно приводиться в движение винтом и может быть использовано для военных целей.

Технические идеи занимали Бэбиджа даже во время театральных представлений. Так, он уходит с оперы «Дон-Жуан» за кулисы, чтобы рассмотреть механизм управления сценой. В другой раз уже во время действия Бэбидж делает наброски о возможностях использования цвета в театре. В дальнейшем он пытается реализовать свои идеи и ставит эксперименты с сосудами, наполненными растворами солей, окрашенных в различный цвет. Бэбидж переносит свои опыты в здание Итальянской оперы и даже придумывает «разноцветный танец» для их демонстрации. Но, боясь возникновения пожара, дирекция вскоре запретила эксперименты. Постепенно Бэбидж потерял интерес к применению цвета в театре.

Бэбиджа интересовали проблемы астрономии и астрофизики. После затмения Солнца в 1851 г. у Бэбиджа возникла идея регистрации солнечной короны для изучения протуберанцев. Исследования в данной области завершились изобретением коронографа. В XX в. одному из лунных кратеров было присвоено имя Бэбиджа. Основанием для этого послужила его работа «Предположения по поводу физического состояния поверхности Луны».

Бэбидж выдвинул несколько интересных идей,в геофизике и геологии. Он предложил гипотезу образования ледников и гипотезу изотермических поверхностей Земли, в которой была сделана попытка физического объяснения некоторых геологических явлений. В статье, опубликованной в 1837 г., Бэбидж рассмотрел возможность выявления климатических условий прошлого путем исследования и сравнения годичных колец на деревьях еще оставшихся древних лесов [51]. Этот метод был заново открыт и применен в начале XX столетия в США.

В 1854 г. Бэбидж опубликовал две статьи, посвященные шифровке и дешифровке текстов [65, 66].

Одна из последних научных работ Бэбиджа посвящена археологическим вопросам («О сохранившихся предметах ремесла, смешанных с костями вымерших видов животных», 1859 г.).

Социальные взгляды Бэбиджа в целом можно охарактеризовать как ориентированные на грядущее могущество науки, которое принесет счастье человечеству. При этом важнейшую роль он отводил математике, считая, что всем происходящим в мире можно управлять с помощью математических методов. Высоко оценивая возможности применения математики в различных областях исследований, Бэбидж в качестве одной из таких областей, а также важного инструмента социальных преобразований рассматривал статистику. На одном из заседаний Британской ассоциации за прогресс науки, обсуждая демографические данные, собранные в Ирландии, Бэбидж сказал, что «обнаружить принципы, которые будут позволять большинству людей с помощью их общих усилий жить в состоянии физического комфорта, морального и интеллектуального счастья, является единственной целью статистической науки» [85, с. XXIII]. Хотя это высказывание Бэбиджа и весьма наивно, оно интересно тем, что характеризует его представления о гуманистическом назначении науки.

Во многих своих произведениях Бэбидж высказывался за улучшение условий жизни людей, за то, чтобы все были счастливы. Хотя человек, считал Бэбидж, никогда не может быть морально совершенен, он, в результате воспитания и овладения культурой человечества, должен научиться управлять своими инстинктами. Из философов Бэбидж очень высоко ценил Ф. Бэкона, которого считал основателем современной философии.

В конце 40-х годов Бэбидж много внимания уделял публичным выступлениям и написанию статей, в которых часто затрагивал социальные вопросы. Наиболее значительным из таких выступлений была его критика налоговой политики правительства. Он разработал ряд принципов взимания налогов, в соответствии с которыми уменьшались налоги с малоимущих и увеличивались с богатых. Он предложил правительству руководствоваться своим проектом. Выступление Бэбиджа вызвало многочисленные отклики. В частности, он поручил от Ч. Диккенса следующее письмо (от 26 февраля 1848 г.):

«Дорогой сэр, разрешите поблагодарить Вас за Ваш памфлет. Я сознаю, что отношусь к одному из беспокойных ворчунов и сомневаюсь в существовании в настоящем или будущем английского правительства, достаточно сильного, чтобы заставить поверить общество в Ваши налоговые принципы, но я не меньше оцениваю умение, с которым Вы защищаете их. Всегда Ваш Ч. Диккенс» [86, с. 76-77].

Вообще, следует отметить, что в переписке с Диккенсом Бэбидж затрагивал многие вопросы общественной, экономической и научной жизни. Обсуждая трудные условия труда писателей, Бэбидж в письмах к Диккенсу положительно высказывался о создании литературного общества, объединяющего писателей и издателей. Диккенс в ответ на это в письме от 27 апреля 1843 г. писал Бэбиджу: «Если принимать Ваши мудрые замечания, высказанные в записке, которую Вы мне прислали, как теоретические положения, то я с ними всецело согласен.

На практике же я убежден, что современную издательскую систему невозможно изменить, пока не переменятся сами писатели. Первый шаг, который следовало бы предпринять, — это поднять всем сообща вопрос об авторском праве, усилить существующие законы на этот счет и пытаться добиться лучших» [¹ Диккенс Ч. Собр. соч. М.: Изд. худ. лит., 1963, т. 29, с. 176.].

Обычно по субботам Ч. Бэбидж устраивал вечера, которые привлекали очень многих известных деятелей науки, искусства и политической жизни. На эти субботние вечера приходило от 200 до 300 гостей. Бэбидж знал многих людей, заметных в политической, общественной, научной или литературной жизни. Среди его друзей и знакомых были Лаплас, Пуассон, .Фурье, Фуко, Якоби, Гумбольдт, Дарвин, Милль, Диккенс, Теккерей, герцог Веллингтон, Теннеси, Лонгфелло и многие другие.

Бэбидж был хорошо знаком с матерью Лавлейс, леди Ноэль Байрон. Отмечая его неспокойный характер, разностороннюю деятельность, огромное количество самых разнообразных идей, которые, казалось, переполняли его, Ноэль Байрон говорила о нем: «Я чувствую интуитивно, что его симпатии и его лучшее естество раздирают его на части и нет голоса, который бы сказал: «Спокойнее» [87, с. 23].

Несмотря на свою активную общественную и научную жизнь, Бэбидж никогда не был полностью удовлетворен. Он обладал большим честолюбием, был необычайно горд и по-детски чувствителен. Высказывания Бэбиджа зачастую были полны сарказма, суждения — непримиримы. Одной из черт характера Бэбиджа была чрезмерная прямолинейность, нередко свидетельствующая о недостаточном чувстве юмора[2 Небезынтересно, что в научные планы Бэбиджа входило изучение природы юмора.]. Так, Бэбидж требовал статистической точности даже от поэтов. Однажды он послал письмо А. Теннисону (1809—1892 гг.), автору поэмы «Видение греха». В письме Бэбидж цитирует строку из поэмы: «Каждое мгновение умирает человек, каждое мгновение рождается человек» и продолжает: «Я должен заметить Вам, что в этом расчете принимается во внимание суммарное население мира в состоянии постоянного равновесия. В то же время хорошо известен факт, что вышеупомянутое количество постоянно увеличивается. Поэтому я вынужден посоветовать, чтобы в следующем издании Вашей прекрасной поэмы ошибочный расчет, о котором я говорю, был уточнен следующим образом: «Каждое мгновение умирает человек, а один и одна шестая рождается». Я могу добавить, что точной цифрой будет 1,167, но для законов рифмы возможны приближения» [86, с. 55].

Однажды Бэбидж решил написать роман, чтобы полученный от него доход использовать для работы над машиной. Он рассчитывал, что за год напишет трехтомный роман, который принесет ему 5000 фунтов стерлингов. Поэт С. Роджерс отговорил его от этой затеи. В 1832 и 1834 гг. Бэбидж выставлял свою кандидатуру в парламент от либеральной партии (но не был избран). В связи с этими событиями он написал пьесу (комедию) о предвыборной кампании: «Политика и поэзия, или Упадок науки». Отрывки из этой пьесы Бэбидж опубликовал в конце жизни, включив их в свои «Страницы из жизни философа».

В пьесе Бэбидж сталкивает двух людей разного характера: одного — чрезмерно высокомерного и гордого, другого — философа, умудренного жизненным опытом. В части пьесы, озаглавленной «Улица неприятностей» Бэбидж описывает борьбу, которую он вел в течение многих лет против уличных музыкантов.

Бэбидж утверждал, что у него исчезают идеи, когда начинает играть шарманщик. Он развил энергичную деятельность против шарманщиков: писал письма в газеты и членам парламента. Однажды даже привел несколько уличных музыкантов к судье городского магистрата. В разговоре судья спросил Бэбиджа, может ли быть нанесен ущерб мозгу человека при слушании шарманки, на что тот ответил: «Конечно, нет, по очевидной причине, что человек, имеющий мозг, никогда не слушает уличных музыкантов». Борьба Бэбиджа с уличными музыкантами нашла отражение даже в некрологе, опубликованном в газете «Таймс», в котором сказано, что Бэбидж дожил почти до 80 лет «назло преследованиям шарманщиков» [85, с. XXX].

Бэбидж любил часами сидеть и гулять в своем саду на Дорсет Стрит, который он засеял крупной многолетней травой. Гуляя по саду, он наблюдал за жизнью сада. Как чудесное превращение описывал Бэбидж появление ярких бабочек из куколок. Он считал, что и человеческая история, о которой он отзывался очень нелестно, с ее «не соответствующими действительности записями безрассудных конфликтов, инспирированных страстями заинтересованных людей», должна быть результатом некоторых великих и необыкновенных законов.

Энергию и живость ума Бэбидж сохранил и в пожилом возрасте. Когда ему было около 70 лет, он некоторое время провел в Хартвеловской обсерватории, поражая окружающих своей живостью и работоспособностью. Всю жизнь он любил работать с различными инструментами.

В пожилом возрасте Бэбидж говорил, что ненавидит жизнь. Но отмечал также, что охотно отказался бы от оставшихся лет жизни, если бы ему дали возможность прожить три дня через 500 лет и предоставили гида, который смог бы объяснить ему открытия, сделанные после его смерти.

Как-то в 1861 г. Бэбиджа посетили друзья. В беседе с ними он сказал, что не может выделить в своей жизни ни одного полностью счастливого дня. Он говорил, что не любит человечество вообще, англичан в частности и английское правительство в особенностей

Ч. Бэбидж в последние годы жизни

Генри Превост Бэбидж (сын Ч. Бэбиджа)

Сын Ч. Бэбиджа, Генри Бэбидж, с 1857 г. был на военной службе в Индии. В марте 1871 г. он вместе с женой вернулся в Англию и находился подле слабеющего отца.

14 октября 1871 г. Ч. Бэбидж почувствовал себя очень плохо. «Долгожданное время приходит. Теперь я собираюсь, как они называют это, в мир иной», — сказал он [86, с. 83]. Умирая, Бэбидж был очень спокоен* воспринимая все происходящее как естественный ход событий. Он скончался около полуночи 18 октября 1871 г. на руках у сына, не дожив до своего 80-летия двух месяцев. Бэбидж похоронен на кладбище Кензел Грин 24 октября. На похоронах было всего несколько близких друзей. Так незаметно ушел из жизни великий человек.

После смерти Бэбиджа Комитет Британской ассоциации в небольшом составе, куда входили такие видные ученые, как Кейли и Клиффорд, рассмотрел вопрос о том, что можно сделать с неоконченной аналитической машиной и для чего она может быть рекомендована. К чести Комитета в своем заключении он отметил, что «возможности аналитической машины простираются так далеко, что их можно сравнить только с пределами человеческих возможностей, кроме того, машина может работать достаточно долго. Успешная реализация машины может означать эпоху в истории вычислений, равноценную введению логарифмов». Не часто случается так, что сообщение остается истинным без изменения единого слова спустя 100 лет. Вследствие же большой стоимости машины Комитет в конце своего заключения написал: «У нас есть причины думать, что стоимость машины может быть выражена по меньшей мере в десятках тысяч фунтов. . . Мы пришли, не без трений, к заключению, что не можем советовать Британской ассоциации сделать какие-либо шаги. . . по производству аналитической машины мистера Бэбиджа» [84, с. 1431].

В настоящее время в Научном музее Лондона хранится модель части аналитической машины, которая была разработана по рисунку Ч. Бэбиджа Генри Бэбиджем и выполнена фирмой Монро в 1906 г. [¹ В 1969 г. по заказу крупнейшей зарубежной фирмы в области вычислительной техники (ИБМ) в Великобритании были изготовлены два макета аналитической машины. Макеты, выполненные по рисункам Бэбиджа, содержат все предусмотренные им блоки машины. Однако макеты не являются действующими (на них нельзя выполнять расчеты). Макеты построены с целью воспроизведения внешнего вида аналитической машины и ее элементов и предназначены для демонстрации на различных выставках, организуемых фирмой ИБМ [107].] Эта модель (рис. 7) включает арифметическое устройство и устройство для печатания результатов десятичных чисел до двадцать девятого разряда.

Рис. 7. Часть аналитической машины, разработанная Г. П. Бэбиджем

Генри Бэбидж, который много сделал для сохранения наследия отца, а также для пропаганды его идей, отмечал: «Я полностью уверен в том, что придет время, когда подобная машина [аналитическая] будет построена и станет мощным средством распространения не только математической науки, но и других областей знаний. И я хочу, как бы далеко оно ни было, ускорить приближение этого времени и помочь общей оценке работ моего отца, так мало известного или понятого даже в кругу образованных людей» [85, с. 331].

Подводя итог своей деятельности, Ч. Бэбидж писал о работе над вычислительными машинами: «Вероятно, пройдет половина столетия, прежде чем кто-нибудь возьмется за такую малообещающую задачу без тех указаний, которые я оставил после себя. И если некто, не предостереженный моим примером, возьмет на себя эту задачу и достигнет цели в реальном конструировании машины, воплощающей в себя всю исполнительную часть математического анализа с помощью простых механических или других средств, я не побоюсь поплатиться своей репутацией в его пользу, так как только он один полностью сможет понять характер моих усилий и ценность их результатов» [85, с. 142]. Продолжая эту несколько пессимистическую мысль, его сын Генри добавляет: «Истории вычислительных машин Бэбиджа достаточно, чтобы охладить пыл дюжины энтузиастов» [85, с. 343].

Выдвинув концепцию универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением, Бэбидж на много лет опередил свое время не только с точки зрения идеи, но и с позиций возможности ее технического осуществления. Это не всегда понимал и сам Бэбидж. Н. Винер, отмечая большое значение работ Бэбиджа, писал, что он «имел удивительно современные представления о вычислительных машинах, однако имевшиеся в его распоряжении технические средства намного отставали от его представлений» [93, с. 154].