Истории о «ненужных» открытиях

ЧЕЛОВЕК, ВСЮ ЖИЗНЬ ПЫТАВШИЙСЯ СДЕЛАТЬ МИР УМНЕЕ

О пользе любопытства и неверия.

Предки и предшественники.

Машина, пожиравшая свой хвост.

Эксцентрический гений с плохим характером

Живи Беббидэк на 7.5 лет позже, я остался бы безработным.

Эдвард Айнен, создатель одной из первых вычислительных машин

Вероятно, мало изменился за столетие маленький английский городок Тотпес в графстве Девоншир, если и теперь, когда пишут о пем, упоминают лишь замок, основанный лордом Бретопом 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. Марий: церковь, сторожка, трапезная, аббатские ворота и винокуренный дом. В части этого монастыря теперь расположена ратуша.

В двадцать втором томе «Энциклопедии Британика» 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 но 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 почи п 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 решений.

Было и еще одно увлечение у молодого Беббиджа.

В школе on 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 пе 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 оп 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 пе занимался. В самый разгар промышленной революции, в период, когда развивающийся капитализм вызвал прогресс технологии и расцвет экспериментальных паук, 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 пе как учение, а как. догму, пе как науку, а как незыблемую истину, которой чужды любые новые веяния, испытывая пе уважение к работам гения, а, скорее, религиозное преклонение перед его именем.

Беббпдж 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 унадок 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 логарифмпческпе таблицы. Много энергии и времени пришлось на них затратить ученому. Но успех превзошел все ожидания, п 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 изощренного 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 J812 году в степах 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 операции 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 выполнепия 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 па 24 осях.

Эта, хотя и малая, примитивная модель наделялась способностью вычислять с точностью до 3-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, оп 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, зпаменитому химику Хэмфри Деви, с пространным письмом-просьбой о финансировании постройки разностной машины.

Беббидж понимает, что просьба его может показаться Королевскому обществу не только фантастической, по 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 оп 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 пе мог отвлечь мое внимание от предмета, па котором опо было сосредоточено в течение нескольких лет; я теперь пришел к той точке, где успех пе 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 зпает, 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 па машину – 1500 фунтов стерлингов и приступил к работе.

Ученый подошел к решению задачи очень серьезно. Оп разработал «Метод выражения знаками движений машины» и публикует под таким названием статью. В пей он предлагает специальный язык для пояснения работы сложных механизмов во времени. «Без этих обозначений, – писал изобретатель, – невозможно было бы удержать и 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, п 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, но 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 переиздала в Америке, переведена пл немецкий, французский, испанский и итальянский языки. Ее хорошо знал Карл Маркс, цитируя и ссылаясь па нее и «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, пе 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 пауку больших денег, да и пе 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 израсходовано 17 000 фунтов 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 чудомашину. Правда, не многие могли ее увидеть: показывал машину сам Беббидж, оп 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 опа 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 (Олбепи, 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 на 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 оп 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.

Обычно историю вычислительных, машин начинают с арифметической машины знаменитого французского математика Блеза Паскаля. Об этом написано в «Энциклопедии» Дидро в 1751 году. В ней дано и первое описание машины.

Интересна история ее создания. 3 апреля 1639 года один из парижских театров был переполнен. Шла трагикомедия Скюдери «Тираническая любовь».

Могущественный кардинал Ришелье, фактический правитель Франции при короле Людовике XIII, решил развлечься. Ему пришла фантазия специально отобрать молоденьких девушек, составить из них любительскую труппу и сыграть спектакль.

Спектакль удался. Особенно блистала в этот день юная Жакслина. Она всех покорила обаяпием и красотой, а ее сценические способности вызывали одобрение знатных зрителей, даже самого кардинала. После спектакля он прошел за кулисы, чтобы выразить актрисе свое восхищение. Жакелина, потупив взор, подошла к кардиналу и неожиданно продекламировала:

– Не изумляйтесь, несравненный Арманд, что я так плохо услаждала ваш слух и зрение. Моя душа находится под влиянием мучительной тревоги. Чтобы сделать меня способной нравиться вам, возвратите из изгнания моего отца; спасите невинного! Этим вы возвратите свободу моему духу и телу, голосу и телодвижениям.

Изумленный, вконец очарованный кардинал Ришелье поднял девочку и, не дав ей договорить, несколько раз поцеловал.

– Дитя мое, я сделаю для вас все, что вы хотите. Этот случай, как ни странно, послужил тому, что через три года была изобретена первая в мире арифметическая машина, в появлении которой уже давно возникла необходимость.

Жакелина была младшей сестрой Блеза Паскаля, впоследствии знаменитого ученого. Отец Паскаля – Этьен Паскаль – имел некоторое состояние. За год до описанного события он стал одним из вожаков группы недовольных, пострадавших от французского правительства, которое урезало ренту, получаемую с капиталов.

Ришелье, не терпевший возражений и малейшего противоречия, отдал приказ об аресте Паскаля. Заблаговременно предупрежденный другом, тот бежал, спасаясь от мрачных застенков Бастилии.

Из изгнания Паскаль возвратился вскоре после спектакля, который очень понравился Ришелье. Кардинал милостиво обошелся с беглецом и назначил его на выгодную должность интенданта в Руане.

Этьен Паскаль должен был главным образом заниматься изысканием налогов. Работа требовала большого объема вычислений. Ночами засиживался над ними немолодой уже Паскаль.

Желая облегчить труд отца, юный Блез решил разработать суммирующее приспособление для подсчетов.

Три года пришлось трудиться изобретателю, перепробовать много вариантов, прежде чем в 1642 году ему удалось создать окончательную модель. Паскаль, по сути дела, превратил часовой механизм в счетный: неподвижный циферблат стал подвижным, стрелка, наоборот, из подвижной – неподвижной. Она позволяла устанавливать, фиксировать различные положения вращающегося циферблата. Циферблат превратился в счетный диск, а потом в счетное колесо.

Как было указано в королевской привилегии, выданной Паскалю, «главное изобретение и существенное движение состоит в том, что каждое колесо или стержень некоторого разряда, совершая движение на десять арифметических цифр, заставляет двигаться следующее только на одну цифру».

Значение работы Паскаля велико. До его арифметической машины люди не имели подобных механических устройств для счета. Его машина как бы послужила переходным звеном от простых счетных приспособлений к более сложным машинам с механическими счетчиками.

Но следует сказать, что не с чистого листа бумаги начал создавать историю вычислительной техники гениальный Паскаль. В ряды первооткрывателей можно поставить имена многих талантливых изобретателей и выдающихся ученых.

…В один из штормовых непогожих дней 1900 года искатели губок вынуждены были отвести свое судно от Пелопоннесских островов к острову Антикира. Когда шторм утих, они продолжали поиски губок. И вдруг неожиданно находка: па глубине 60 метров лежали обломки древнего судна, и в пем превосходно сохранились мраморные статуи и бронзовые предметы. Специалисты установили их возраст: 2000 лет.

Но самое интересное выяснилось потом. Рассматривая как-то находки, сотрудник Национального музея Греции Калернос Станс увидел в кусках бронзы части какого-то механизма. С величайшей осторожностью были сняты слои за слоем все отложения. Перед ученым оказался прибор.

Сначала думали, что это навигационный прибор. Потом предположили, что найденное – миниатюрный планетарий, один из тех, которые изготовлял Архимед.

Полвека изучали специалисты найденный механизм. И вот американец Дерек де Солла Прайс реконструировал общий вид прибора. Он оказался вычислительным арифметическим устройством, сделанным примерно в 82 году до нашей эры.

Интересны находки и другого рода.

Сравнительно недавно, в 1957 году, доктор Франц Гам-мер, издатель наследия великого Кеплера, обнаружил между старыми рукописями ученого письмо и рисунок, сделанный пером. Профессор университета в Тюбингене, близ Штутгарта, Вильгельм Шиккард пишет своему другу Кеплеру, что по образцу счетной машины, сконструированной им ранее, он строил для Кеплера другую такую машину, но она еще до окончания постройки сгорела.

Об изготовлении своей первой машины для счета Шиккард сообщил Кеплеру в письме от 20 сентября 1623 года – в год рождения Блеза Паскаля. Шиккард писал, что его машина «числа автоматически складывает, вычитает, умножает и делит».

Вероятно, эта машина была калькуляционной, ибо производила все арифметические действия, тогда как машина Паскаля – только два.

Спустя десять лет после первой находки, в 1967 году, в Национальной библиотеке в Мадриде были обнаружены неопубликованные рукописи Леонардо да Винчи. Среди них оказались чертежи и эскизы, посвященные прикладной механике. На одном эскизе было показано тринадцатиразрядное вычислительное устройство.

Мпого их было построено, первых вычислительных машип. Их делали из бронзы, из латуни, из слоповой кости, из дорогих пород дерева, украшали золотом и перламутром. Потом стали делать и в простых шкатулках, и деревянных ящиках.

Из всего многообразия этих счетных машин впачале выберем английских предшественниц беббиджевской, тем более что после смерти Беббиджа его сып Генри передал их в дар Научному музею в Южном Кеисингтопе, где, как читатель помнит, хранилась и машина самого Беббиджа. Значит, Беббидж не только зпал о других счетных устройствах, но даже коллекционировал их.

Две машины из коллекции изобретателя построил дипломат и механик, соратник Оливера Кромвеля, а затем «magister mechanicorum» короля Карла II сэр Сэмюэль Морланд. Одна из них складывала и вычитала, а другая умножала. Множительная машина представляла собой механизацию созданных ранее «счетных палочек» Неппера. Англичанин же – изобретатель граф Чарльз Стэнхоуп – тоже построил две машины. В обеих он применил принцип ступенчатого валика. В первой машине (1775) валик двигался поступательно, а во второй (1777) – вращательно.

Первые счетные машины строили часовщики, литейщики, астрономы, химики, врачи; среди строителей этих приборов встречаются и священники, чиновники и даже именитые графы и лорды.

В 1832 году в Петербург из провинции приехал коллежский советник Семен Корсаков. Он привез в Академию наук любопытный проект интеллектуальной машины, названной им гомеоскопом. Изобретатель предлагал с ее помощью механизировать запоминание логических выводов из определенного набора фактов.

Это устройство не без язвительности было забраковано Российской Академией наук. Академики нашли, что «господин Корсаков потратил слишком много разума на то, чтобы других научить обходиться без разума».

Вероятно, в предложениях изобретателя были недостатки, но сама идея (об этом нам легко судить сегодня) была чрезвычайно смела и оригинальна.

В то время, когда трудился над своими машинами Беббидж, однофамилец известного немецкого математика, пекто Куммер, предложил Петербургской Академии паук изобретение, па которое получил в 1847 году патент. Математик М. В. Остроградский писал о нем: «Эта машина, предназначенная главным образом для сложения и вычитания, служит для выполнения этих действий в любом количестве и в любом порядке и производит их проще, чем какой-либо другой прибор этого рода».

Интересно отметить, что машины Куммера выпускают до настоящего времени как у нас в стране, так и за рубежом.

Приблизительно в те же годы основатель и руководитель двух парижских страховых обществ со звучными названиями «Ле Феникс» (сказочная птица) и «Ле Солейль» (Солнце) Карл Томас положил начало массовому производству счетных машин.

Общества, которыми руководил Томас, нуждались в большом штате счетных работников. Предприимчивый капиталист решил увеличить свои доходы, уволив часть клерков, а их труд взвалив на машины. Для этого он в 1820 году построил вычислительную машину, названную арифмометром, и организовал массовое их производство. Арифмометры работали довольно быстро. Два восьмизначных числа умножали за 18 секунд, шестизначное число делили на восьмизначное за 24 секунды.

Постепенно Томас совершенствовал свои машины. Арифмометр 1848 года был у него уже десятиразрядным. Через десять лет Томас внес новые усовершенствования, намного улучшившие работу арифмометра.

Мастерские первого фабриканта счетных машин выпускали по тем временам много арифмометров. Начали с 15 штук в год, а затем выпуск был доведен до 100 штук. Машины с течением времени получили довольно широкое распространение.

Можно утверждать, что арифмометры Карла Томаса были самой популярной счетной машиной в XIX столетии.

Изучив счетную машину Томаса, талантливый инженер Петербургской государственной экспедиции бумаг Вильгодт Однер пришел к убеждению, что задачу механического вычисления можно решить более просто.

Через два года после упорных поисков он в 1873 году построил модель «счетной машинки – арифмометра».

За право эксплуатации своего изобретения конструктор в те времена должен был платить большие деньги, поэтому Однер был вынужден продать привилегию на свой арифмометр немецкой фирме «Кешшгсбергер и К°». Фирма эта получила в 1875 году патент па изобретение Однера п быстро развернула торговлю новыми счетными машинами.

Широко распространилась слава однеровских машин, простых и удобных. В 1896 году на Нижегородской выставке знаменитая машина для счета удостаивается серебряной медали, а в 1900 году ее отмечают золотой медалью на Всемирной выставке в Париже. Через три года на выставке в Чикаго арифмометры получают еще одну высшую награду.

Конструкция оказалась настолько удачной, изобретатель сумел заглянуть так далеко вперед, что вот уже сто лет, как арифмометр почти не меняется. Все многочисленные усовершенствования машины, а их было немало, не затронули основного принципа устройства.

Историки техники утверждают, что не может быть полной истории развития вычислительной техники без упоминания о работах выдающихся ученых – Лейбница и Чебышева.

Известный всему миру математик и философ Лейбниц придумал вычислительную машину, с помощью которой можно было не только складывать, но и умножать и делить. Ознакомившись с сочинениями Паскаля, изучив его арифметическую машину, он решил внести в нее значительные усовершенствования.

Некоторые биографы Лейбница указывают также па то, что интерес к счетной машине возник у ученого в связи с его увлечением так называемой вертушкой Луллия. «Небольшого чисто внешнего сходства в приборах было вполне достаточно, – говорят они, – чтобы Лейбниц смог выбрать верный путь поисков и осуществить полезное изобретение, хотя ему и пришлось отталкиваться от совершенно ненаучной идеи». Вопрос этот спорный.

Действительно, известно, что Лейбниц еще в школьные годы пытался создать «азбуку идей», с помощью всем понятных символов хотел выводить всевозможные суждения и умозаключения.

«Позднее чем больше я над этим думал, тем более do мне укреплялась решимость заняться столь важным вопросом», – писал Лейбниц.

Но, как утверждают сами сторонники этой версии, «прямой логической связи между вертушкой Луллия и счетной машиной, в сущности, нет. Идеи, положенные в их основу, скорее противоположны. Машина Луллия дает всевозможные сочетания, которые все, кроме одного, неверны. В счетной машине, наоборот, появляется только та единственно верная комбинация, которую машинка Луллия бессильна отыскать».

Естественно, такой учепый, как Лейбниц, не мог ограничиться только усовершенствованием уже созданной суммирующей машины. В 1672 году он доказывает возможность механического выполнения умножения без последовательного сложения и вычитания и приступает к созданию вычислительной машины.

После многих трудов машина была построена. В 1673 году изобретатель представил ее в Парижскую Академию наук. Машиной восхищались знаменитые ученые Арно и Гюйгенс.

«Посредством машины Лейбница любой мальчик может производить труднейшие вычисления», – заявили они. Даже друзья Паскаля признавали, что новый аппарат совершеннее и проще машины французского ученого. Лейбниц много лет занимался конструированием вычислительных устройств и истратил па это значительную сумму – 24 тысячи талеров. Деньги по тому времени немалые.

Для работы над машинами Лейбниц специально приезжал из Германии в Париж. Здесь под его руководством работал с 1676 по 1694 год известный тогда механик Оливер. В следующее десятилетие над машинами трудились в Гелметедте профессор Вангер и механик Левин, а после смерти Лейбница – математик Тойбер.

Сколько всего ими было построено машин, неизвестно. Две из них однажды попали в ремонт, и об их дальнейшей судьбе сведений нет.

Одна машина находится в музее Кэстнера в Ганновере. Хотя она и поломана, но в ее устройстве разобраться можно.

Машина состоит из двух частей. Неподвижной – шестнадцатиразрядного счетчика и подвижной – восьмиразрядного установочного механизма, который служил для ввода чисел. Его с помощью рукоятки можно перемещать вдоль отдельных разрядов счетчика.

Основу машины составляют ступенчатые валики, зубцы которых расположены на одпой половине валика и имеют разную длину.

Принцип ступенчатого валика, изобретенного Лейбницем, использован во мпогих современных механических счетных машинах.

Многие изобретатели стремились достичь в счетных устройствах плавной, а не скачкообразной передачи десятков. Это удалось сделать только выдающемуся русскому математику и механику Пафнутию Львовичу Чебышеву.

Некоторые исследователи считают, что проблема постройки счетного аппарата заинтересовала Чебышева лишь после появления в 1876 году книги «О самосчетах и нх применении» известного изобретателя и ученого, академика В. Я. Буняковского. Это не совсем так.

Когда двоюродная сестра еще только учила дома маленького Пафнутия Чебышева арифметике, адъюнкт Академии наук Буняковский был уже членом комиссии, дававшей отзывы на новые вычислительные устройства.

Но вот через 20 лет судьба свела двух ученых в стенах Петербургского университета. Маститый академик В. Я. Буняковский занимал кафедру математики, а молодой Чебышев в это же самое время получил должность адъюнкт-профессора.

Они сдружились. Буняковский высоко ценил способности Чебышева и привлек его через несколько лет адъюнктом в академию.

Чебышев не мог не знать об увлечении своего старшего коллеги механизмами для счета и не мог не увлечься ими сам.

Математика Чебышева, пожалуй, можно назвать «математическим инженером». Как и англичанин Беббидж, он с детских лет интересовался механическими игрушками и сам часто мастерил.

Чебышев был человеком тех же устремлений, что и Беббидж. Он – математик – проявлял постоянный интерес к вопросам практики. «Сближение теории с практикой дает самые благотворные результаты, и не одна только практика от этого выигрывает», – говорил Чебышев.

В основе всех его изобретении – стремление сэкономить труд и время.

И Чебышев берется за конструирование счетной маши-пы. Он создает ее на совершенно новом принципе.

Во всех предыдущих машинах перенос десятков из низшего разряда в высший происходил скачкообразно, после того, как десяток уже накапливался. В машине Чебышева перенос десятков происходил непрерывно, постепенно, в процессе накопления единиц, и распространялся на последующие разряды.

Через три года после создания суммирующей машины Чебышев дополнил ее приставкой для выполнения умножения и деления. А сделанное специальное приспособление давало возможность, действуя одной рукояткой, сообщать машине различные движения для двух операций: суммирования и смещения основного счетчика!

11 марта 1894 года состоялось очередное заседание физико-математической комиссии отделения физических наук Общества Любителей Естествознания. На нем было прочитано всего лишь два реферата. Председатель отделения выдающийся русский ученый Н. Е. Жуковский доложил о новом способе исследования движения гироскопа, а известный в то время специалист в области счетных 'машин В. Г. Бооль впервые познакомил аудиторию с машиной Чебышева.

Устройство нового счетного прибора не было известно в России. Экземпляр машины Чебышев послал во Францию на выставку в Музей искусств и ремесел, где он хранится и теперь. Другой, более ранний, экземпляр машины найден лишь совсем недавно в архивах Академии наук СССР. Первое описание машины было напечатало во французском журнале «Научное обозрение».

С большим вниманием слушали члены общества докладчика. Среди них были крупные ученые: Лебедев, Горячев, Каблуков, Умов, Цераский, Чаплыгин, Штернберг.

Счетный прибор Чебышева получил высокую оценку. «Он настолько совершенен, – писал Бооль, – что никогда не может дать отказа или ошибки, и представляет собой безусловно точную арифметическую машину, лучшую из всех машпп по своей простоте и скорости исполнения на ней действий сложения п вычитания».

Вскоре Бооль поместил полное описание устройства и «употребления» машины Чебышева в «Трудах отделения физических наук». «Печатано с разрешения Совета Императорского Общества Любителей Естествознания. 20 декабря 1894 г.» – стоит на титуле.

Из первой же сноски к статье узнаем интересную деталь. Бооль за год до этого напечатал другую статью о машине. Академик Чебышев, прочитав в ней описание счетной машины профессора математики и астрономии Вюцбургского университета Зеллинга, написал Боолю:

«Из этой статьи видно, что основная часть моей машины одинакова по составу с тем, что и у Зеллинга. Интересно знать, кто из нас первый употребил такую систему зубчатых колес… У других, сколько мне известно, ничего подобного не было».

Бооль тут же в сноске отвечает на вопрос: «Изобретение Чебышева… произошло почти за десять лет до изобретения Зеллинга, что прямо указывает, кому надо отдать первенство в этом важном изобретении».

К сожалению, Пафнутию Львовичу Чебышеву не пришлось прочитать этих справедливых слов. В этом же томе «Трудов» был помещен протокол заседания отделения физических наук 3 декабря 1894 года. В нем записано: «Открыв заседание, председатель пригласил присутствующих почтить вставанием недавно скончавшегося академика Пафнутия Львовича Чебышева».

Пусть внимательного читателя не удивляет, что автор, рассказывая о тех, кто создавал вычислительные машины задолго до Беббиджа, вдруг обращается к работе Чебышева, который построил свою машину через пять лет после смерти Беббиджа. Какой же это предшественник?

Изобретение Чебышева интересно для нас в другом отношении. Создавая в классе арифметических машин оригинальную конструкцию, стремясь в работе ее достигнуть плавности и последовательности операций, Чебышев сумел построить удобную для вычислений машину. Но и на арифмометре Чебышева – так же, как и на других арифметических машинах, – при вычислениях человек все делал сам. Сам крутил рукоятку счетного механизма, сам выписывал или держал в уме промежуточные результаты: человек шаг за шагом вел весь вычислительный процесс, а кроме того, выполнял еще и роль координирующего центра. Человек, а не машина устанавливал правильный порядок операций – был для машины ее живой программой.

Для дальнейшего развития вычислительной техники нужны были не новые усовершенствования старого принципа, нужен был новый принцип: «освободить» машину от человека.

К этому-то принципу и пришел в своих столь необычных, с точки зрения современников, проектах «человек, всю жизнь пытавшийся сделать мир умнее», – Беббидж.

Интересно, почему же теперь, спустя сто лет, выделяют среди других английского математика, члена Королевского общества Чарльза Беббиджа, говорят, что имеппо он, а не кто-либо из тех, других, раньше пего строивших совсем неплохие счетные машины, не просто изобрел еще одну новую машину, а сделал выдающееся открытие, опередившее свое время на целое столетие?

Это был грандиозный проект. В век пара, когда электротехника только зарождалась, когда об электрическом реле никто и ничего не мог слышать – оно было создано лишь через год, в 1835 году, – Беббидж задумал «аналитическую машину» из механических узлов. Машина должна была не только вычислять таблицы, но и решать все задачи, с которыми сталкиваются математики и инженеры. Машина должна была выполнять арифметические действия; запоминать начальные данные, промежуточные данные и результаты вычислений; запоминать инструкции и команды, по которым должно выполняться решение задач; выдавать результаты вычислений и последовательно выполнять те команды, которые заданы для программы вычислений. К тому же выполнять все действия без вмешательства человека и в зависимости от полученного па определенном этапе решения результата самой выбирать дальнейший путь вычислений.

Когда наивные люди, не понимавшие ни математики, пи арифметической машины, просили ее создателя объяснить, что же это за чудище его машина, он не без гордости отвечал: «Опа способна идти дальше, поедая свой собственный хвост».

Но одно – замысел, совсем другое – его воплощение. Чтобы строить свои вычислительные машины, Беббидж раньше приобрел дом с земельным участком в очень тихом, уединенном месте. Каретный сарай при доме превратил в кузницу, а конюшню в мастерскую. Еще одну мастерскую построил сам и даже соорудил специальное хранилище для чертежей.

Тогда, во времена бурного развития железных дорог, мастера-механики ценились высоко, их не хватало. Найти специалистов, а главное, удержать их было трудно. Одному из своих помощников Беббидж вынужден был впоследствии прибавлять к жалованью каждый день по гинее, иначе он грозился уйти туда, где больше платят.

Прежде чем приступить к непосредственному изготовлению деталей и механизмов будущей машины, ее создателю пришлось проделать колоссальную подготовительную работу. Надо было сделать чертежи – тысячи листов; найти, как повысить точность изготовления всех деталей и улучшить качество сборки механизмов; решить много чисто технологических задач – ведь с большинством работ сталкивались впервые, назначение многих механизмов не всегда было ясно и понятно изготовителю.

Работа длилась с утра до позднего вечера, а частенько Беббидж прихватывал и ночные часы.

Я листаю объемистые тома в добротных переплетах. В них собраны заметки, статьи, схемы, планы – все, что так или иначе связано с «аналитической машиной». Вот часть из них: «Аналитическая машина Беббиджа» (из «Эдинбургского обозрения», июль 1834 г.); «Описание Аналитической машины» (из «Всеобщей библиотеки Женевы», октябрь 1842 г., № 82); «Общая схема машины» (план 25, датированный б августа 1840 г.).

Даже специалистам трудно разобраться в собрании чертежей и описаний: их более двухсот. Они содержат 30 вариантов общей компоновки машины, более четырех тысяч (!) «механических обозначений». Не легко понять полностью устройство машины, глядя на рисунок, сделанный по оригиналам частей машины, хранящихся в Научном 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, на которых было выгравировано по 10 цифр. Таким образом, в «складе» помещалась тысяча чисел по 50 десятизначных зпаков. 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 нулевое 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, по 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 зарапее 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, опа 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 оп в свою идею.

В июле 1836 года одна из знакомых Беббиджа – Мэри Сомервил – писала: «Беббидж выглядит плохо и очень нездоров. 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 па эти деньги финансировать постройку аналитической машины. Оп 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 оп 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 Беббндж 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 Л. Ф. Менабреа. (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 Беббид-жа 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, по 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 бурпых дискуссий па 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 пе 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.

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 вол«и решимости.

Мне очень поправилось 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 от-цеплепия паровоза, сошедшего с рельсов, чтобы он не 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 Бсббидж 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 па 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. Опи 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. В1853 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 Наполеопа, 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 l 1/16 человека.

Строго говоря, это не точно, точная цифра такая длинная, что я не могу уписать се в одну строчку, но полагаю, что число 1 1/16 удовлетворяет требованиям точности в поэзии.

Преданный Вам Ч. 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 Беббидж а.

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».

Беббодж 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 п 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 п насмешек в других».

Надо сказать, что ученый не занимался голым критиканством и беспочвенным прожектерством. Нет! Оп 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 одпом 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 имепем 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 шармапщиков 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 пими 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 отмеску 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 паступит 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 вычислительной 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 повое 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, словло 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.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перед знакомством с «Историями о «ненужных» открытиях».

КОГДА НАЧАЛАСЬ АТОМНАЯ ЭРА

От открытий к открытию

Июнь 1919-го..

Что тогда говорили.

Как появилась «спичка»

Взрыв…

Когда началась атомная эра

ЭСТАФЕТА БЛАГОРОДСТВА И ЩЕДРОСТИ

«Осознание самого себя»

Учитель и ученик.

Начало…

«Электрическая сила»

Что же сделано?…

Преподаватель Минного класса

«Генрик Герц»…

ПУТЬ В „БЛАГОДЕТЕЛИ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА"

Луи Пастер…

Правые… Левые… Они разные!

С обрыва в воду…

Все из себе подобных

Гармония шагов

Подвиг…

ЕГО СТРАСТЬ, ЕГО НАВАЖДГНИЕ, ЕГО МЕЧТА-ЕГО ДЕЛО

Открытие?.

МаРс…

Астроботаника

Скачок.

СКВОЗЬ СТЕНУ МОЛЧАНИЯ И ВОЗГЛАСЫ УДИВЛЕНИЯ

«Юноша бледный со взором горящим»

Полководец Солнце 183

«Голос» п «эхо»…

«Бесполезны тому очи, кто желает видеть внутренность вещи, лишаясь рук к отверзтию

оной»…

Добрые вести..

Гелиобиология – вот ее имя.

ЧЕЛОВЕК, ВСЮ ЖИЗНЬ ПЫТАВШИЙСЯ СДЕЛАТЬ МИР УМНЕЕ

О пользе любопытства и неверия

Предки и предшественники..

Машина, пожиравшая свой хвост..

Эксцентрический гений с плохим характером.

Для среднего и старшего возраста

Виктор Давидович Пекелис

Ответственный редактор Г. В. Малькова Художественный редактор В. А. Горячева Технический редактор Р. Б. Сиголаева Корректоры Л. И. Дм и трюк и Л. А. Рогова

Сдано в набор 20/V 1975 г. Подписано к печати 13/Х 1975 г. Формат 84x108Vj2. Бум. типогр. Кя 2. Иеч. л. 8,5. Усл. печ. л. 14,28. Уч.-изд. л. 14,32. Тираж 100 000 экз. А13068. Заказ № 941. Ц«-на 57 коп. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Детская литература». Москва, Центр, М. Черкасский пер., 1. Ордена Трудового Красного Знамени фабрика «Детская книга» М» 1 Росглавполиграфпрома Государственного комитета Совета Министров РСФСР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, Сущевский вал, 43.

Пекелис В. Д.

П24 Истории о «ненужных» открытиях. Научно-художественная лит-ра. Гравюры Н. Калиты. М., «Дет. лит.», 1975.

271 с. с ил.

Рассказы об открытиях и изобретениях, жизненных путях ученых, об их творческих поисках.

Для среднего и старшего возраста

70803-598 001(0»)

М101(08)75