Бэббидж не только попытался усовершенствовать
Примерно через 20 лет после смерти Бэббиджа американцем Германном Холлеритом был сделан следующий шаг на пути к созданию автоматических вычислительных машин. Правда» машины Холле-рита (впоследствии счетно-аналитические) предназначались в первую очередь для статистической обработки данных, но в 30-е годы нашего столетия англичанин Л. Дж. Комрн успешно использовал их и для научных вычислений. Этот английский ученый в первой трети XX века был одним из
пионеров использования различных счетных машин для научно-технических расчетов.
«ОДИНОЧЕСТВО БЕГУНА НА ДЛИННЫЕ ДИСТАНЦИИ»
Природа научных знаний такова, что малопонятные и совершенно бесполезные приобретения сегодняшнего дня становятся популярной пищей для будущих поколений.
Ч. БЭББИДЖ (.1791—1871)
СЧАСТЛИВЫЕ ГОДЫ
Чарлз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года в небольшом поместье на берегу моря неподалеку от Городка Тейгмаут в графстве Девоншир. Поместье принадлежало отцу будущего ученого — банкиру -Бенджамену Бэббиджу.
Чарлз рос болезненным ребенком.' Слабое здоровье Чарлза было, вероятно, причиной того, что родители не решились отдать его в школу, и мальчика поначалу учила и воспитывала мать, о которой впоследствии он вспоминал с глубочайшим уважением и благодарностью и к советам которой всегда прибегал в трудные минуты.
Любознательность Чарлза, его стремление проникнуть в сущность вещей — как умозрительно, так и буквально—проявились очень рано. Бэббидж вспоминал:
«Получив новую игрушку, я задавал неизменный вопрос: «Мама, а что находится внутри?» И пока я не получал ответа, я не давал покоя ни игрушке, ни окружающим. Если же ответ не соответствовал моим собственным представлениям о данном предмете, я ломал игрушку, чтобы проверить все самому».
.В И лет родители помещают Чарлза в частную школу, которую некий священник содержал в местечке Ал-фингтон в Девоншире. Родители просят не особенно утруждать мальчика занятиями, а обращать побольше внимания на его здоровье.
То ли морской воздух Девон- шира пошел на пользу Чарлзу, то ли священник слишком добросовестно выполнил просьбу родителей, но так или иначе мальчик значительно окреп и возмужал.
110
После Алфингтона его отдают в другую частную школу, в Энфилде, предместье Лондона. Школа имела тщательно подобранную библиотеку из 300—400 томов. Среди книг был учебник алгебры — «Руководство Уорда для юных математиков». Это руководство сыграло в жиз- -ни Бэббиджа большую роль. Он с таким увлечением занимался в школе алгеброй, что позднее, поступив в Кембридж, к великому своему смущению обнаружил, что знает в этой области значительно больше, чем его репетитор.
Чарлзу исполняется 18 лет, и родители решают, что он должен поступить в университет. Но какой из многочисленных колледжей Кембриджа или Оксфорда выбрать?
Бенджамен Бэббидж обращается за советом к репетитору одного из кембриджских колледжей, отдыхавшему неподалеку от девонширского имения Бэббиджей и часто пользовавшемуся их гостеприимством. Ответ сего достойного педагога был весьма лаконичен, но вряд ли мог удовлетворить родителей Чарлза: «Посоветуйте вашему сыну покупать вино не в Кембридже». На семейном совете было решено, что Чарлз поступит в самый известный из 16 колледжей Кембриджа—Тринити-колледж, в котором всвое время учился Исаак Барроу, а потом и его ученик Исаак Ньютон.
Для поступления в колледж необходимо было «подтянуть» классическое образование Чарлза, и он занимается некоторое время греческим и латынью. Что касается математики, то увлечение ею продолжается — до поступления в университет Бэббидж самостоятельно прорабатывает несколько монографий и учебников. Среди них «Флюксии» Диттона, «Принципы аналитических вычислений» Вудхауза, «Теория функций» Лагранжа и др. "
1811 год. Чарлз Бэббидж—студент Тринити-коллед-жа. Время учебы в Кембридже — самый счастливый период его жизни. Остроумный и общительный, он сразу же становится душой общества.
«Мы собирались у меня по субботам и обсуждали все понятные и непонятные вещи»,— писал спустя 50 лет Бэббидж. Иногда друзья, дурачась, организуют чудаческие клубы, например Клуб Привидений, члены которого были обязаны собирать доказательства в пользу существования «неуспокоенных душ». Другие развлечения — вист «по малень-
11"1
кой» (ставка — шестипенсовик), шахматы, до которых Чарлз был большой охотник и в которые отлично играл, наконец гребля- и плавание под парусом.
Среди многочисленных друзей Бэббидж выделяет Джорджа Пикока и Гершеля—сына-первооткрывателя планеты Уран. Молодых людей объединяют не только и не столько клубные интересы, вист и шахматы, но и нечто большее—горячая любовь к математике и желание «приложить все силы к тому, чтобы сделать мир более мудрым...».
Хотя после смерти Ньютона (1727) прошло к тому времени почти 85 лет, английские математики не прибавили ничего нового к трудам своего великого соотечественника. Более того, находясь под сильным влиянием ньютоновских идей, они почти не использовали резуль-' татов своих континентальных коллег. В стране великих математиков Тейлора, Барроу, Ньютона интерес к математике постепенно падал.
Желая возродить былую славу Англии, Бэббидж, Пи-кок, Гершель и несколько их соучеников образуют в
1812 году Аналитическое общество. Друзья снимают помещение для встреч, устраивают дискуссии, обсуждая работы своих континентальных коллег, и даже издают том трудов («Записки Аналитического общества»). По свидетельству современников, Аналитическое общество дало первый толчок возрождению интереса к математике в Англии.
Другим увлечением Бэббиджа в университете была химия. Он посещал лекции профессора Смитсона Тен-нанта, открывшего иридий и осьмий, и вместе с Гер-шелем часто ассистировал профессору. Но в 1815 году после трагической гибели Теннанта Бэббидж забросил химию и полностью переключился на математику.
Математические способности своих друзей Чарлз ста-' вил выше своих, может быть, недооценивая собственные.
Он был уверен, что сдаст экзамен хуже, чем Пикон, и уж наверняка хуже, чем Гершель. Не желая быть третьим в Тринити-колледже, Бэббидж переходит в
1813 году в колледж св. Петра, который и заканчивает первым, получив в 1814 году степень бакалавра, а в 1817—степень магистра. Между этими датами происходит еще ряд важных событий в его жизни: в 1815 году он женится и переезжает в Лондон, в 1816 году становится членом Королевского общества, в 1815—1817 го-
1'12
дах публикует три статьи в «Философикэл транзекшнс» по функциональному исчислению.
Бэббидж высоко ценил дружбу с сэром Джоном и своего сына, родившегося в 1815 году, он назвал Бенд-жаменом Гершелем. С Джоном Гершелем Бэббидж выполнил ряд совместных научных работ. Хотя в дальнейшем их научные интересы не совпадали, сэр Джон всячески помогал создателю первой вычислительной машины и был, пожалуй, единственным человеком, с которым Бэббидж сохранял ровные, дружеские отношения на протяжении многих лет.
РАЗНОСТНАЯ МАШИНА
Казалось бы, судьба уготовила Чарлзу Бэббиджу жизнь легкую и счастливую: он достиг определенных успехов на научном поприще, был счастлив в семейной жизни, хорошо обеспечен материально. Многочисленным друзьям нравится его остроумие, общительность, широкие познания, умение поддержать разговор на самые разнообразные темы. Таким мы видим Бэббиджа в знаменательном для него 1820 году, когда 28-летний ученый начал активно работать над осуществлением самого выдающегося своего изобретения-— вычислительной машины. Идея создания такой машины стала для Бэббиджа манией, которая преследовала его всю оставшуюся часть жизни, предметом его гордости и источником глубочайших разочарований.
В автобиографической книге «Страницы жизни философа» (1864). Бэббидж пишет': «...однажды вечером я сидел в одной из комнат Аналитического общества в Кембридже, подремывая над открытой таблицей логарифмов, которая лежала передо мной. Один из членов общества вошел в комнату и, видя, что я почти сплю, воскликнул: «О чем ты мечтаешь, Бэббидж?»—'на что я ответил: «Я думаю,- что все эти таблицы могли бы быть вычислены с помощью машины...
Это событие, должно быть, произошло в 1812-м или 1813 году...»
Итак, с 1812 года Чарлз Бэббидж начинает размышлять о возможных способах машинного вычисления таблиц. Почему именно к таблицам как объекту вычислений обратился Бэббидж?
Он хорошо знал, что всевозможные математические таблицы широко используются в практической деятель-
113
HQCfa
землемеров, архитекторов, каменщиков, кораблестроителей, банковских клерков, инженеров и т. д.
Широкое распространение в Европе конца XVIII — начала XIX века получили арифметические, тригонометрические и логарифмические таблицы; банки и ссудные конторы применяли таблицы процентов, а страховые компании — таблицы .смертности, но совершенно исключительное значение для Англии — свеликой морской державы» — имели астрономические и навигационные таблицы. В 1776 году известный ученый доктор Маскелин, ставший впоследствии королевским астрономом, выпустил «Морской календарь» (свод астрономических, навигационных и логарифмических таблиц), основанный на наблюдениях астронома Брэдли.
Первое издание календаря готовилось с тщательностью, которую не знала еще вычислительная практика тех лет. И тем не менее в нем содержалось множество ошибок — результат недостаточно точных исходных данных, просчетов в вычислениях (а они, естественно, производились вручную) прописок при переписывании. К чему приводили эти ошибки? Интересный пример мы находим в истории Астрономического общества.
...В начале прошлого столетия после длительной англо-испанской войны наступил, наконец, -долгожданный мир. Однако недавние враги относились друг к другу еще подозрительно, ожидая всяческих подвохов и вспышек вражды. В это время английский военный корабль под командованием некого капитана Смита баражировал в Средиземном море. В гости к капитану с визитом вежливости приехал его испанский коллега и в память о своем посещении преподнес Смиту серебряный поднос. Смит не остался в долгу и одарил испанца навигационными таблицами, составленными великим физиком Томасом Юнгом.
Прекрасно изданные и заключенные в ко жаный переплет таблицы были, однако, совершенно неверными, поскольку не учитывали високосных годов. Испанский капитан, с благодарностью принявший этого «троянского коня», не знал его истинных «достоинств». Он отплыл... и больше о нем никогда никто не слыхал;
капитан же Смит, используя французские и итальянские таблицы, благополучно добрался домой.
Описывая этот эпизод, английский историк полушутливо-полусерьезно классифицирует его как одну из наиболее хитроумных операций королевского флота...
114
«Морской календарь» выходил ежегодно, и каждое издание требовало огромного труда множества вычислителей.
Сотни и даже тысячи ошибок содержали самые, пожалуй, распространенные таблицы — логарифмические. Издатели таблиц вынуждены были содержать специальный штат корректоров, что, впрочем, все равно не спасало от ошибок.
Интересный способ организации ручных вычислительных работ, повышающий надежность вычислений, был предложен в конце XVIII века во Франции. Инициатором этой работы был математик Гаспар Клэр Франсуа Риш маркиз де Прони (1755—1839).
Прони организовал вычисления как бы по «конвейерной системе». Он разбил вычислителей на '3 группы. В первой группе было 5 или 6 математиков (среди них М. Лежандр), которые выбирали наиболее пригодные методы и формулы и составляли схемы расчетов. Во вторую группу вошли 7 или 8 вычислителей, которые по выбранным формулам определяли численные значения функций с шагом 5 или 6 интервалов. В третьей группе было около 90 вычислителей низкой квалификации. Они должны были только уплотнять таблицу, то есть заполнять интервалы между вычисленными на предыдущем этапе значениями. Две группы вычислителей работали параллельно, сверяя полученные результаты.
Бэббидж был высокого мнения о проекте де Прони. Он предложил заменить третью группу вычислителей машиной, чтобы автоматизировать, как он писал, «самые примитивные действия человеческого интеллекта».
Предложенная Бэббиджем машина предназначалась для табулирования многочленов по способу разностей, хорошо известному в численном анализе *. Рассмотрим его на простом примере. Допустим, что требуется вычислить таблицу четвертых степеней членов натурального ряда, то есть табулировать функцию N = п4 (п == = 1,2, ...).
Пусть такая таблица уже вычислена — см. колонки (1) — (2). Вычтем из каждого последующего значения предыдущее. Мы получим последовательные значения
• Впервые идея разностной машины была высказана в 1786 году Иоганном Гельфрайхом Мюллером. Но он даже не приступал к ее постройке, и, видимо, Бэббидж ничего не знал о предложении Мюл
лера.
115
первых разностей Д, колонка (3). Проделав ту же операцию с первыми разностями, получим вторые разности А2, колонка (4), третьи Л3, колонка (5) и, наконец, четвертые Д4, колонка (6).
Как видно из таблицы, четвертые разности оказываются постоянными: колонка (6) состоит из одного и того же числа 24. И это не случайность, а следствие важной теоремы: если функция есть многочлен п-й степени, то в таблице с постоянным шагом ее п-е
разности постоянны.
(1) |
'2) |
{3) |
l4) |
,5) |
(6) |
~ 1 |
1 |
15 |
50 |
60 |
24 |
2 |
16 |
65 |
110 |
84 |
.24 |
3 |
81 |
175 |
194 |
108 |
24 |
4 |
256 |
369 |
302 |
132 |
24 |
5 |
625 |
571 |
434 |
156 |
••• |
6 |
1296 |
1105 |
580 |
||
7 |
2401 |
. 1695 |
|||
8 |
4096 |
... |
Например, чтобы продлить составленную таблицу еще на одну строку, нужно выполнить сложения:
156 + 24 = 180, 590 + 180 = 770, 1695+770=2465, 4096+2465 ==6561.
В разностной машине Бэббиджа применялись те же десятичные счетные колеса, что и у Паскаля. Для изображения числа использовались регистры, состоящие из набора таких колес.
Каждой колонке таблицы, кроме (1), содержащей значение аргумента, соответствовал свой регистр; всего в машине их было 7, поскольку предполагалось вычислять функции с постоянными шестыми разностями.
Ре гистр состоял из 18 цифровых колес по числу разрядов изображаемого числа и нескольких дополнительных, используемых как счетчик числа оборотов и для других вспомогательных целей.
116
Если все регистры машины хрднят значения, соответствующие последней строке таблицы, то для получения очередного значения функции необходимо последовательно выполнить число сложений, равное числу имеющихся разностей. Бэббидж предложил записывать разности нечетного порядка из предыдущей строки. Тогда половину сложений можно совместить по времени, и весь процесс получения нового значения функции можно уложить в два такта. На первом такте образуются новые значения разностей нечетного порядка, то есть к содержимому второго, четвертого и последующих регистров (Л', Д3 и т. д.) прибавляется соответственно содержимое третьего, пятого и последующих (Л2, Д4 и т.д.). В течение второго такта получают новое значение функции и одновременно 'с
ним следующие значения разностей четных порядков.
Таким образом, независимо от показателя степени многочлена и количества рассматриваемых разностей для получения очередного значения функции оказывается достаточным двойного времени сложения.
Само сложение в разностной машине Бэббиджа также происходит в два этапа. Регистры, содержащие слагаемые, сдвигаются так, чтобы произошло зацепление зубцов счетных колес. Затем колеса одного из регистров вращаются в обратном направлении, пока каждое из них не дойдет до нуля. Этот этап называют фазой сложения. По окончании этого этапа в каждом разряде второго регистра получится сумма цифр данного разряда, но пока еще без учета возможных переносов из разряда в разряд.
Перенос происходит на следующем этапе, который называется фазой переноса и выполняется так. При переходе каждого колеса в фазе сложения от 9 к 0 освобождается специальная защелка. В фазе переноса все защелки возвращаются на место специальными рычагами, которые одновременно поворачивают-колесо следующего, старшего, разряда на один шаг.
Каждый такой поворот может, в свою очередь, вызвать переход от 9 к 0 и, значит, освобождение защелки, которую снова надо возвратить на место, сделав перенос в следующий разряд. Таким образом, возвращение защелок на место должно происходить последовательно, начиная с младшего разряда регистра. Такая система называется сложением с последовательным переносом.
117
Ввиду необходимости последовательного просмотра всех разрядов время на перенос может оказаться значительно большим, чем на первую фазу — сложение. В дальнейшем Бэббидж разработал другую схему переноса, о которой будет идти речь ниже.
Строго постоянными старшими разностями для своей области определения обладают только многочлены. При табулировании логарифмической, тригонометрических и других функций они приближаются многочленами, различными на разных участках. Переходя от одного участка к другому, необходимо вручную изменить значения разностей. Бэббидж предусмотрел такую возможность. Более того, чтобы вычислитель, работающий с машиной, не забыл о необходимости сменить значения разностей, машина была снабжена звонком, который звонил после выполнения определенного числа шагов вычислений.
Разностная машина Бэббиджа была снабжена печатающим механизмом, связанным с вычислительной частью машины кулачками, • аналогичными кулачкам механизма боя часов. Результат вычислений передавался группе стальных пуансонов, запечатлевавших его на медной пластинке, причем процессы вычисления и печатания совмещались, то есть во время вычислений печатался предыдущий результат. Медная пластинка с выгравированными на ней результатами в дальнейшем использовалась для получения нужного числа оттисков.
ХРОНИКА «ГЛАВНОГО ДЕЛА ЖИЗНИ» БЭББИДЖА
1819 год.
Бэббидж встречается с известным английским физиком Уильямом Волластоном и излагает ему свои план построения разностной машины. Волластон одобряет проект молодого ученого и рекомендует ему начать разработку.
1820 год — июнь 1822 год.
Ч. Бэббидж самостоятельно конструирует и изготов ляет действующую модель разностной машины, которая может табулировать с точностью до восьмого знака функции с постоянными вторыми разностями. Она содержит 96 зубчатых колес, расположенных на 24 осях.
118
1822 год, 14 июня.
Ч. Бэббидж читает членам Астрономического общества доклад о возможности вычисления таблиц с помощью машин. Доклад встречается с энтузиазмом.
1822 год, 3 июля.
Бэббидж публикует открытое письмо президенту Королевского общества сэру Хэмфри Дэви: «О применении машин для вычисления и печатания математических таблиц».
«Я отдаю себе отчет,— пишет Бэббидж,— что мои утверждения, возможно, могут рассматриваться как нечто сверхутопическое и что они вызовут в памяти философов Лапуты, дабы оспорить мои претензии на оригинальность. Но если такое и случится, то я надеюсь, что сходство будет найдено в сущности проблем, а не в методах, с помощью которых они решаются».
Цель письма, по-видимому, содержится в следующих заключающих его строках: «...Буду ли я заниматься в дальнейшем конструированием разностной машины боль-^ших размеров в значительной степени зависит от характера той поддержки, которую мне удастся получить...» И уточняет: «...Я не сомневаюсь в успехе этой работы, однако этот успех не может быть достигнут без очень больших финансовых затрат...»
Копии письма Бэббидж рассылает влиятельным знакомым, одна копия попадает в казначейство.
1822 год. 6 ноября.
Бэббидж пишет д-ру Брюстеру письмо, которое было опубликовано затем под названием «О теоретических принципах построения машин для вычисления таблиц» в издаваемом Брюстером «Эдинбургском научном журнале». Второй вариант этой статьи в декабре 1822 года появляется в «Записках Астрономического общества».
1823 год, 1 апреля.
Первый лорд казначейства обращается в совет Королевского общества с просьбой оценить достоинства и практическую ценность предлагаемой Бэббиджем (в письме к X.
Дэви) машины для вычисления таблиц.
1823 год, 1 мая.
Выдержка из официального ответа специального комитета Королевского общества на запрос казначейства.
«...Мистер Бэббидж проявил большой талант и изобретательность при конструировании своей вычислительной машины. Изобретение мистера Бэббиджа-полностью
119
соответствует целям, которые преследовал изобретатель, и комитет полагает, что мистер Бэббидж несомненно заслуживает общественной поддержки в осуществлении его трудного предприятия...»
Казначейство направило ответ комитета вместе с копией письма к X. Дэви в парламент.-
1823 год, 13 июня.
Бэббидж награждается золотой медалью Астрономического общества за работы по созданию вычислительной машины.
. Из речи президента общества Н. Колбрука при вручении награды:
«...эта машина... облегчит развитие науки, освободив ее от того, что автор справедливо называет непреодолимым бременем числовых подробностей».
1823 год, июль.
Бэббидж встречается и беседует с министром финансов Робинсоном. Министр дает понять Бэббиджу, что правительство заинтересовано в создании машины для вычисления астрономических и морских таблиц. Правительство, как правило, не финансирует работу изобретателей, но в данном случае, в порядке исключения, оно согласно оказать Бэббиджу некоторую материальную поддержку.
Размеры- названной Бэббиджем суммы вполне удовлетворяют министра финансов, и молодой ученый начинает работу над машиной, которая должна табулировать с точностью двадцатого знака функции с постоянными шестыми разностями, а также во избежание ошибок при переписывании печатать полученные результаты. Казначейство извещает Королевское общество о выделении для создания разностной машины суммы в 1500 фунтов стерлингов.
1823 год, июль — 1827 год, октябрь.
Работа над разностной машиной. Бэббидж привлек к работе выдающегося английского механика и станкостроителя Джозефа Клемента.
1826 год.
Бэббидж публикует в «Философикэл транзекшнс» статью «О методе выражения, знаками движения машин», в которой предлагает своеобразный язык для пояснения работы сложных механизмов во времени.
Сам Бэббидж считал предложенную им систему «механических обозначений» наиболее выдающимся своим теоре-
120
тнческим достижением. «Без этих обозначений невозможно было бы удержать в памяти положения отдельных элементов вычислительных машин в процессе выполнения ими счетных операций»,— писал он.
1827
год, октябрь.
Расходы на конструирование и изготовление машин составили к этому времени уже 3575 фунтов стерлингов.
Состояние здоровья Бэббиджа, работавшего над машиной по 10—12 часов в сутки, значительно ухудшилось. Кроме того, его постигло большое несчастье. В течение нескольких месяцев он потерял отца, жену и двух сыновей. Вообще из восьми детей Бэббиджа лишь три сына дожили до взрослых лет.
"По совету врачей он едет на континент, оставляя своим помощникам необходимые чертежи и точные инструкции. Он также дает распоряжение своему банкиру выделить еще 1000 фунтов стерлингов на финансирование работ по созданию разностной машины.
1827 год, октябрь — 1828 год, декабрь.
Бэббидж путешествует по Европе (Италия, Франция, Германия), не упуская любой возможности посетить машиностроительные и другие заводы, чтобы пополнить свои знания в области механической обработки металлов. Во время путешествия он поддерживает письменную связь со своими инженерами, давая указания и советы;
ему присылают на проверку чертежи новых дета-лей и узлов машины.
1828 год, январь.
Обеспокоенный материальной необеспеченностью своего проекта, Бэббидж решает вновь обратиться к правительству за финансовой поддержкой. Он пишет своему Шурину банкиру У. Уайтмору и просит его переговорить с министром финансов.
1828 год, февраль.
Из письма У. Уайтмора Бэббиджу:
«Беседа с министром дала неудовлетворительные результаты. Лорд Годерич (новый министр финансов.— Авт.) утверждает, что во время" Вашей встречи в июле 1823 г. не было достигнуто соглашения о том, что правительство гарантирует финансовую помощь сверх обещанных 1500 фунтов стерлингов».
1828 год, декабрь.
Бэббидж возвращается в Лондон и лично встречается с министром финансов, а затем обращается с письмом
121
к главе кабинета министров Англии — прославленному военачальнику герцогу Веллингтону. Премьер-министр просит Королевское общество оценить проделанную Бэб-биджем работу, чтобы установить, подтверждает ли ход изготовления машины предположения, высказанные в письме общества от 1 мая 1823 года.
1829 год, 12 февраля. .
Этим днем датирован официальный ответ нового специального комитета Королевского общества.
Достопочтенные господа, осмотрев чертежи, детали и узлы разностной машины, писали: «...комитет не имеет цели ни подробно вдаваться в абстрактный математический принцип, на котором основано действие разностной машины, ни рассматривать ее полезность для общества. Они полагают, что первое не только ясно само по себе, но уже рассматривалось и одобрялось ранее. Второе же очевидно всякому, кто осведомлен о важности астрономических и морских таблиц, для вычисления которых предназначена машина. Они не имеют ни малейших сомнений относительно правильности их решения в поддержку проекта мистера Бэббиджа». Что касается задержек в сроках изготовления машины, то члены комитета объясняют их необходимостью изобретения и изготовления большого количества сложных и точных деталей и узлов.
1829 год, 28 апреля.
По рекомендации герцога Веллингтона казначейство выделяет еще 1500 фунтов на изготовление машины. Однако к этому времени расходы составляют уже 6697 фунтов стерлингов, и поэтому гарантированная правительством сумма не может удовлетворить Бэббиджа. Он решает обратиться за советом к тем высокопоставленным или авторитетным знакомым, которые хорошо осведомлены о ходе работ над машиной.
1829 год, 12 мая.
С помощью У. Уайтмора Бэббидж организует встречу, на которой присутствуют герцог Сомерсет, лорд Эшли, Джон Гершель, знаменитый полярный путешественник Джон Франклин, члены Королевского общества Фиттон и Бэйли и банкир Уайтмор.
Участники встречи решают вновь обратиться к правительству за материальной помощью.
Вскоре после этого Уайтмор и Гершель встречаются и беседуют с герцогом Веллингтоном, а тот изъявляет
122
желание лично осмотреть чертежи и детали разностной
машины.
1829 год, ноябрь.
Мастерскую посещают герцог Веллингтон, лорд Эшли и министр финансов Гоулберн. Премьер-министр дает высокую оценку работе Бэббиджа.
1829 год, 23 ноября.
Бэббидж получает письмо министра финансов, в котором сообщается, что по распоряжению главы правительства казначейство выделяет Бэббиджу еще 3000 фунтов стерлингов.
1829 год, 25 ноября.
Воодушевленный поддержкой герцога Веллингтона. Бэббидж предпринимает еще один шаг, дабы обеспечить дальнейшую финансовую поддержку правительства. Он пишет письмо лорду Эшли, в котором сообщает, что хотя работа над разностной машиной .уже приостановлена на 9 месяцев, он не сможет принять выделенные ему деньги, если правительство не согласится со следующими требованиями:
1. Разностная машина должна рассматриваться как собственность правительства (Бэббидж наивно полагал, что в этом случае правительство будет финансировать работы над машиной, как бы долго они ни продолжались, вплоть, до полного завершения проекта).
2. Правительство должно назначить опытных инженеров для проверки обоснованности затрат как на уже выполненные, так и на предполагаемые работы; эти затраты должны обеспечиваться финансовыми дотациями правительства.
1830 год, 24 февраля.
Лорд Эшли сообщает Бэббиджу решение правительства:
1. Хотя правительство не давало обещание финансировать работу над разностной машиной до ее полного окончания, оно согласно объявить машину своей собственностью (хитрость Бэббиджа разгадана!) s
2. Опытные инженеры будут назначены для проверки обоснованности затрат.
3. Правительство согласно выделить еще 3000 фунтов стерлингов сверх уже отпущенной суммы в 6000 фунтов.
123
4. Когда разностная машина будет закончена, правительство выполнит любые требования мистера Бэбби-джа по вознаграждению.
'1830 год, декабрь.
" Бэббидж пишет письмо министру финансов лорду •Олтропу. Он сообщает о задержке оплаты очередного счета и «ультиматуме» своего «главного инженера» Кле-мента: если счета не будут оплачены, то он, Клемент, уволит часть рабочих.
Кроме того, Бэббидж обращает внимание министра на целесообразность постройки здания для окончательной сборки и эксплуатации машины, которое к тому же могло бы предохранить чертежи и детали машины от уничтожения при случайном пожаре.
Казначейство извещает Королевское общество об оплате счетов Клемента и просит общество еще раз оценить ход работ над машиной.
1831 год,13 апреля.
Специальный комитет Королевского общества вновь подтверждает: чертежи выполнены превосходно, детали изготовляются с максимально возможной точностью, счета находятся в исправном состоянии. Комитет поддерживает предложение Бэббиджа о постройке пожарозаши-щенного здания и рекомендует участок, примыкающий к лондонскому дому Бэббиджа.
1830 год — 1833 год.
Работа над разностной машиной.
1833 год, январь.
Знаменательное событие в жизни Бэббиджа! Собрана и успешно испытана часть разностной машины. Она может табулировать с точностью до 5-го знака многочлены с постоянными вторыми разностями.
1833 год, апрель.
Закончено строительство мастерской и пожароза-щищенного здания; оно обошлось правительству в 8000 фунтов стерлингов. Но... возникли новые препятствия.
Клемент потребовал оплаты за простой рабочих, вызванный переездом в новое помещение. Требование было отклонено, и тогда Клемент немедленно уволил всех рабочих и чертежников и забрал все инструменты и оборудование, созданные во время работы над машиной, нередко по идеям Бэббиджа и под его непосредственным руководством (по английским законам инже-
124
неры и механики обладают правом собственности на сконструированные ими инструменты и машины, хотя бы их стоимость была оплачена другими).
1834 год, июль.
В «Эдинбургском обозрении» опубликована большая
статья доктора Дионисия Ларднера «Вычислительная машина Бэббиджа», в которой довольно подробно описан принцип действия и конструкция разностной машины.
Эта статья побудила двух шведов — состоятельного
печатника Георга Шютца и его сына Эдварда начать разработку своего варианта машины для той же
цели.
Что касается разностной машины Бэббиджа, то в
этом месяце наконец-то ее чертежи и детали удается перевести в новое помещение. Но Бэббидж не спешит продолжить работу над разностной машиной, он уже захвачен новой грандиозной идеей — идеей универсальной вычислительной машины!-"
Во время своего вынужденного простоя он долго размышлял над принципами автоматических вычислений и понял, что. разностная машина — это лишь первый и весьма робкий шаг в задуманном им предприятии. Он, Бэббидж, должен создать машину, которая вычисляла бы не только таблицы, но и решала бы все многообразие тех задач, с которыми регулярно сталкиваются
математики и инженеры.
В течение двух месяцев (август — сентябрь) Бэббидж
разрабатывает основные принципы построения своей новой машины, названной им аналитической и являющейся прообразом универсальных цифровых вычислительных машин, появившихся более чем через столетие!
1834 год, 26 сентября.
Бэббидж решает сообщить об изобретении аналитической машины главе правительства лорду Мельбурну и просит его об аудиенции. Премьер-министр дает свое согласие, но встреча так и не состоялась, так как правительство пало.
1834 год, октябрь.
, Работа над конструкцией аналитической машины. Бэббидж приходит к выводу о необходимости кардинального упрощения основной схемы арифметического узла машины — схемы сложения. Он придумывает около 20 вариантов, пока не создает схему сложения со
125
сквозным переносом —одно из самых выдающихся своих изобретений (позже мы остановимся на этом подробнее).
1834 год, декабрь.
Бэббидж встречается и беседует с новым премьер-ми-нистррм — герцогом Веллингтоном, который просит письменно изложить соображения ученого по поводу окончания работы над разностной машиной в связи с изобретением аналитической.
Реакции герцога Веллингтона на это письмо не последовало, так как его кабинет ушел в отставку.
1836 год, 14 января.
Бэббидж получает записку от министра финансов нового правительства Спринг-Райса. Министр узнал о новом изобретении Бэббиджа из письма последнего герцогу Веллингтону. Надо отдать должное мистеру Спринг-Райсу — он довольно точно истолковал это весьма неопределенное письмо: Бэббидж придумал новую машину и обращается с предложением о ее создании к правительству, надеясь, что последнее согласится оплатить издержки на строительство. Министр хотел бы перед тем, как обсуждать предложение Бэббиджа в парламенте, убедиться в том, что работы над разностной машиной подходят к концу. Он предлагает Бэббиджу встретиться и обсудить положение дел, а также обратиться как к арбитру к Королевскому обществу.
1836 год, 20 января.
Бэббидж отвечает Спринг-Райсу.
Понимая, что правительство вряд ли согласится финансировать работы над аналитической машиной, не убедившись в окончании разностной, Бэббидж предлагает следующий вариант. Он не будет строить аналитическую машину, а закончит разностную, но переделает ее с учетом своих новых изобретений и в первую очередь — схемы сложения со сквозным переносом. «Про-. стота механического устройства сложения, которую мне удалось достичь в процессе работы над аналитической машиной, такова, что, вероятно, дороже будет закончить разностную машину по старому проекту, чем сконструировать и изготовить ее, использовав новую схему сложения...»
Бэббидж оправдывается: «В нашей промышленности мы постоянно наблюдаем, как новые машины вытесняют в течение каких-нибудь нескольких лет старые. Можно указать также случаи, когда развитие'техники идет столь
126
стремительно, что законченная наполовину машина так и остается недоделанной как бесполезная».
Бэббидж жалуется «...Около 14 лет руковожу я созданием разностной машины. Однако в течение примерно четырех последних лет работы полностью прекращены и вместо того, чтобы заниматься преодолением технических трудностей, я борюсь с тем, что можно было бы назвать «моральными трудностями проблемы»...» 1836 год, январь — 1838
год/июль. Ответного письма от министра финансов нет. Бэббидж продолжает работу над аналитической машиной, оплачивая расходы из собственных средств.
Новая беда подстерегает его: наиболее опытный и талантливый чертежник, польстившись на более высокую заработную плату в компании, производящей паровозы, собирается уйти. Бэббидж обращается за советом к матери, и — цитируем Бэббиджа — «...моя замечательная матушка сказала: «Мой дорогой сын! Вы продвинулись так далеко в осуществлении великой, достойной Вашего честолюбия цели! Мой совет — продолжайте Вашу работу, даже если Вам придется жить на хлебе и сыре». Этот совет полностью соответствовал моим собственным чувствам. Я оставил своего главного чертежника, значительно повысив ему заработную плату».
К этому же периоду относится запись в дневнике Мэри Соммервил — математика и друга Бэббиджа:
«...мистер Бэббидж выглядит очень нездоровым. Я сделала все, что было в моих силах, чтобы убедить его уехать из города, но тщетно. Я очень боюсь, что вычислительная машина погубит его, так как уверена в том, что человеческая машина не сможет выдержать это непрерывное умственное напряжение». 1838 год, 21 октября.
Очередное письменное обращение к очередному министру финансов: «Требует ли правительство, чтобы он руководил окончанием разностной машины... в соответствии с первоначальным планом, или оно намерено вообще прекратить эту работу?»
В очередной раз ответа не последовало. 1840 год.
Итальянский математик барон М. Плана приглашает Бэббиджа принять участие в конференции итальянских ученых, которая должна состояться в городе Турине. Плана пишет также о том, что от многих англичан он
127
слышал об удивительной вычислительной машине, которую изобрел Бэббидж, и надеется при встрече узнать подробности этого изобретения.
Весьма польщенный, Бэббидж собирает имеющиеся чертежи, плакаты и узлы аналитической машины и отправляется в Турин. В течение нескольких дней он излагает итальянским коллегам — инженерам и математикам — принципы действия своей машины.
Один из участников встречи — молодой военный инженер Л. Ф. Ме-набреа (впоследствии генерал в армии Гарибальди, а затем премьер-министр Италии) —подробно конспектирует выступление Бэббиджа. Через два года (1842) в одном из швейцарских научных журналов появляется статья Менабреа «Очерк аналитической машины, изобретенной Чарлзом Бэббиджем». Переведенная на английский язык и прокомментированная леди Лавлейс (1843) эта статья является наиболее полным из существующих описаний замечательного изобретения.
1842 год, 8 октября.
Бэббидж повторяет тот же вопрос в письме, адресованном премьер-министру Роберту Пилю.
1842 год, 4 ноября.
_ Роковой для Бэббиджа день. Он получает письмо, подписанное первым лордом казначейства и министром финансов Гоулберном. Правительство решило отказаться от финансирования работ Бэббиджа, так как «затраты, которые необходимы для того, чтобы довести машину до состояния, удовлетворительного вообще или удовлетворительного для мистера Бэббиджа (!), даже по самым скромным подсчетам намного превышают первоначально предполагавшуюся сумму».
Правительство отказывается от прав на разностную машину и передает ее изобретателю, дабы способствовать его дальнейшим научным успехам.
1842 год, 6 ноября.
Бэббидж отвечает своим высокопоставленным адресатам — он отказывается от машины.
1842 год, 11 ноября.
Бэббидж встречается с Робертом Пилем. Он пытается убедить премьер-министра 'в- необходимости продолжения работ, на которые он, Бэббидж, затратил почти 20 лет жизни, жертвуя здоровьем, материальным благополучием, научными и общественными успехами.
128
Результат встречи неудовлетворительный. Затратив на поддержку Бэббиджа 17000 фунтов стерлингов (6000 фунтов он вложил сам), правительство .прекращает финансировать работы над вычислительной машиной.
В парламенте при обсуждении вопроса о финансировании работ Бэббиджа премьер-министр иронически заметил, что разностная машина годна лишь на то, чтобы вычислить время, в течение которого она будет использована, и только один депутат проголосовал за продолжение финансирования.
Отвечая Пилю в журнале «Атенаум», профессор де Морган рекомендовал ему подсчитать на машине число запросов Бэббиджа в министерство, которые остались без ответа.
Законченную часть разностной машины, от которой Бэббидж отказался, помещают в музей Королевского колледжа, где она затем находилась почти двадцать лет.
1842—1848 годы.
Бэббидж продолжает работать над аналитической машиной, преодолевая технические трудности и испытывая трудности финансовые. Где добыть денег для закупки инструментов, для выплаты инженерам, рабочим и чертежникам? Бэббидж разрабатывает несколько оригинальных, но, увы, нереальных способов обогащения.
Вместе с верным другом леди Лавлейс Бэббидж придумывает «беспроигрышную систему» заключения пари на лошадиных бегах. Приходится сожалеть, что, несмотря на остроумие изобретателей, экспериментальная проверка дала отрицательные результаты. Правда, Бэббидж успел вовремя остановиться, но леди пришлось расплачиваться фамильными жемчугами.
Затем Бэббидж собирается писать роман в трех томах, рассчитывая получить за него 5000 фунтов. Он даже .устанавливает для себя ориентировочный срок — за 12 месяцев роман должен быть написан. К счастью, по совету своего друга поэта Роджерса Бэббидж оставляет эту затею.
Другая идея — Бэббидж конструирует автомат для игры в крестики и нолики. Он надеется, что, разъезжая с этим автоматом по стране и давая своеобразные представления, сможет насобирать денег для работы над машиной. Автомат, однако, не был создан, так как одному знакомому Бэббиджа удалось убедить его в том, что представлениями такого рода^ вряд ли удастся выколотить из английской публики достаточную сумму денег.
7 2405 |
129 |
Бэббидж временно прекращает работу над аналитической машиной, так как решает сделать полный комплект чертежей разностной • машины (№ ~2), в которой были бы использованы его последние изобретения (новая схема сложения и т.
д.).
1849—1852 годы.
Бэббидж продолжает работу над аналитической машиной.
1852 год.
Президент Королевского общества лорд Росс предлагает Бэббиджу передать чертежи правительству и обратиться с письмом к премьер-министру лорду Дерби. Росс берется лично передать это письмо и от имени Королевского общества поддержать проект создания разностной машины № 2.
1852 год, 8 июня.
Из письма Бэббиджа лорду Дерби: «... 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 исследованием...
Я прошу Вашу светлость сделать мне честь и рассмотреть мое предложение».
1852 год, июнь.
Лорд Дерби передает письмо Бэббиджа министру финансов Дизраэли для окончательного решения.
И вот безапелляционное решение:
«Проект мистера Бэббиджа представляется настолько дорогостоящим, окончательный успех так проблематичен, а затраты так трудно подсчитать, что вряд ли можно было бы оправдать правительство, если бы оно приняло на себя какие-либо обязательства по этому проекту».
1854 год.
Отец и сын Шютцы закончили работу над шведским вариантом разностной машины, которая табулирована с точностью до 15 десятичных знаков функции с постоянными четвертыми разностями.
Машину привозят в Лондон и устанавливают в выставочном зале Королевского общества.
130
Сын трактирщика Пер Георг Шютц (1785—1873) занимался адвокатской деятельностью в провинции и с 1812 года в Стокгольме. В 1817 году он покупает типографию и вскоре становится совладельцем и соредакто-ром влиятельной газеты «Аргус». Кроме того, Шютц издает несколько журналов и выпускает ряд переводов классиков — Шекспира, Скотта, Боккаччо...
В течение нескольких лет после знакомства с упоминавшейся статьей Ларднера он самостоятельно мастерит модели различных узлов машины.
В 1837 году к нему присоединяется сын Эдвард (1821—1881), бросивший ради этого учебу в Королевском технологическом институте.
В 1840 году отец и сын построили модель, которая вычисляла до пяти знаков функции с постоянными пер-вьтми разностями, а к 1842 году—вторую модель, которая табулировала с той же точностью функции с постоянными третьими разностями. В 1843 году вторая модель, дополненная печатающим механизмом, демонстрировалась Шведской королевской академии наук.
Работа над разностной машиной поглотила все сбережения Шютцев. Продав типографию, Георг становится в 1842 году сотрудником газеты «Афтонбладет». В течение 8 лет Шютцы добивались финансовой поддержки для строительства большой разностной машины. Наконец в 1851 году парламент решает выдать 5 тысяч риксталеров (около 280 фунтов стерлингов) на довольно жестких условиях: деньги должны быть возвращены, если машина не будет закончена в течение года и не будет при этом «полностью соответствовать предполагаемым целям».
Среди членов академии нашлись люди, согласившиеся в случае неудачи изобретателей компенсировать затраты правительства, и Шютцы принялись за работу с такой энергией, что парламент выделил им еще 5 тысяч. К октябрю 1853 года машина была закончена.
1855 год.
Машина Шютцев демонстрируется на Всемирной выставке в Париже. Чарлз Бэббидж всячески приветствует эту демонстрацию, а его сын Генри делает плакаты, на которых с помощью «механических обозначений» поясняет работу машины. Машине присуждается золотая медаль.
Z* 131
На годичном "собрании Королевского общества Бэб-бидж добивается награждения Шютцев почетной медалью общества.
1856 год.
Георг Шютц избран в Шведскую академию наук,-награжден орденом и рентой в 1200 риксталеров. Разностная машина приобретена для Дудлевской лаборатории и используется для вычисления астрономических таблиц.
В 1924 году она была куплена уже известным нам изобретателем Д.
Э; Фелтом для музея его фирмы.
1858—1859 годы.
Замечательный английский инженер Донкин по заказу правительства (!) строит английскую копию шведской разностной машины. Машина Донкина широко использовалась для вычисления таблиц смертности, по которым страховые компании делали свои начисления.
1862 год.
Часть разностной машины Бэббиджа, находившаяся в музее Королевского колледжа, демонстрируется на большой международной выставке в Лондоне.
Бэббидж безуспешно пытался выставить свою машину на выставках в Дублине (1847), Лондоне (1851), Нью-Йорке (1853), Париже (1855). Правительство, чьей собственностью была машина, всякий раз отвечало отказом.
Наконец в 1862 году удалось добиться согласия. Но и здесь Бэббиджу не повезло. Машину разместили в маленькой и к тому же проходной комнате. Только три человека могли одновременно осматривать машину. Бэббидж вместе со своим младшим сыном подготовил плакаты, иллюстрирующие принципы действия его изобретения, но развесить их было негде: на стенах комнаты устроители выставки разместили стенды с коврами и клеенками. Бэббидж писал, что «организаторы выставки были более квалифицированы для того, чтобы судить о фурнитуре для ног, чем о фурнитуре для головы».
- После окончания работы выставки разностная'машина и сделанные Бэббиджем иллюстративные плакаты были переданы в научный музей в Южном Кенсингтоне, так как музей Королевского колледжа отказался принять машину.
1863 год.
Швед Виберг привозит в Париж свой вариант разностной машины. В ней используются идеи Бэббиджа и
132
Шютца, но благодаря удачным конструктивным решениям она имеет меньшие размеры.
1859—1871 годы.
Бэббидж продолжает работу над аналитической машиной. До последних дней жизни сохранил он ясность и остроту ума.
1871 год,18 октября.
В 11 часов 35 минут Чарлз Бэббидж умер, не дожив двух месяцев до своего 80-летия. Перефразируя слова Кондорсе об Эйлере, можно сказать, что Бэббидж «перестал жить и строить вычислительные машины».
1871 год, ноябрь.
Служа науке, он терпел лишенья,
Был рок его тревожен и суров,
Он злой судьбою избран был мишенью
Скорей ударов, нежели даров,
С тех пор, когда влекомый блеском таийСТв,
Присущих математике, решил
Ступить на многотрудный путь, пытаясь
Достичь аналитических вершин *.
Из английского журнала «Панч»
1872 год.
Из отчета специального комитета Британской ассоциации содействия развития науки, изучавшего материалы по аналитической машине:
«Мы полагаем, что существование подобных устройств, помимо экономии труда при выполнении обычных (т. е. арифметических) операций, сделает осуществимым то многое, что, будучи практически осуществимым, находится слишком близко к пределам человеческих возможностей».
1871—1876 годы.
Идеи Бэббиджа пересекают океан. В 1871 году 22-летний студент Гарвардского колледжа Джордж Бар-нард Ррант предлагает свой вариант разностной машины. Первый экземпляр машины Гранта, изготовленный к 1876 году, был передан Пенсильванскому университету. Построенный несколько позже второй экземпляр свыше 20 лет эксплуатировался одной из американских страховых компаний.
1874—1879 годы.
Генерал-майор Генри Провоет Бэббидж (1824—1918), выйдя в отставку после возвращения из Индии, намере-
* Перевод И. М. Липкина.
133
вается завершить работы отца. Он за свой счет изготовляет недостающие части разностной машины. Финансовые трудности заставляют его отказаться от завершения постройки машины.
1880—1888 годы.
Генри Бэббидж решает-заняться аналитической машиной, ограничившись разработкой ее основных блоков — «мельницы» (арифметическое устройство) и печатающего механизма.
1888 год, 21 января.
Аналитическая машина вычислила и напечатала произведение на числа натурального ряда с '29 знаками. При вычислении 32-го члена сбой в механизме переноса привел к неверному результату.
1888 год, 12 октября.
Генри Бэббидж выступает на собрании членов Британской ассоциации содействия развитию науки с докладом об аналитической машине.
1906 год.
Генри Бэббидж переконструирует некоторые узлы аналитической машины и изготовляет их с помощью фирмы «Р. В. Мунро».
1909 год.
Немецкий инженер К. Гаманн строит немецкую разностную машину, которая табулирует функции с постоянными вторыми разностями с точностью до восьми знаков. С помощью этой машины были получены логариф-мическо-тригонометрические таблицы, изданные в 1910 году Баушингером и Петерсом.
1914 год.
Первое применение счетных («коммерческих») машин для научных расчетов. Сотрудник департамента морского календаря Т. Хадсон использует машину фирмы «Бэрроуз» для табулирования функций с постоянной первой разностью.
... год.
Эта хроника не может быть закончена, так как все-дальнейшее развитие вычислительной техники и автоматизации вычислений можно рассматривать- как продолжение работ Бэббиджа. Поэтому мы прервем ее.
С идеями и именем Бэббиджа мы еще встретимся при упоминании работ Комри и Айкена.
134
АНАЛИТИЧЕСКАЯ МАШИНА
Разностная машина Бэббиджа отличалась от предшествовавших тем, что в процессе вычислений не требовала вмешательства человека. Это был, конечно, шаг вперед по сравнению с простыми суммирующими устройствами, но и разностная машина обладала ограниченными возможностями. Она, пользуясь современной терминологией, представляла собой специализированное вычислительное устройство с фиксированной программой действий: установив в регистрах машины некоторые исходные данные, можно было табулировать многочлен одного вида. Чтобы перейти к вычислению другой функции, необходимо вмешательство человека — он должен ввести в регистры новые исходные данные. Кроме того, «арифметические способности» разностной машины, как мы помним, были невелики, она могла выполнять только одно действие — сложение.
А нельзя ли создать машину, которая была бы универсальным вычислителем, то есть выполняла бы все действия без вмешательства человека и в зависимости от полученного на определенном этапе решения результата сама выбирала дальнейший путь вычислений?
Бэббидж дает положительный ответ на этот вопрос — он изобретает аналитическую машину. Он испытал бы полное удовлетворение, узнав, что структура вновь изобретенных почти через столетие универсальных цифровых вычислительных машин по существу повторяет структуру его машины!
По словам Генри Бэббиджа, его отец пришел к идее аналитической машины путем следующих рассуждений. При табулировании функций приходится время от времени заменять значение последней разности, причем это делается, в зависимости от результата в «регистре таблицы». Чарлз Бэббидж попытался автоматизировать эту замену, предложив круговую конструкцию разностной машины, в которой регистры «последней разности» и «таблицы» располагались бы рядом и «регистр таблицы» управлял бы ходом вычислительного процесса *.
Развивая эту идею, Бэббидж пришел к мысли о возможности создания других способов и устройств для
* «Машина, съедающая собственный хвост»,—говорил о такой конструкции сам изобретатель.
135
управления процессом вычислений, причем не только для табулирования.
Аналитическая машина имела следующие составные части:
1) «склад» для хранения чисел (по современной терминологии «накопитель», или «запоминающее устройство», «память»);
2) «мельницу» — для производства арифметических действий над числами («арифметическое устройство») ;
3) устройство, управляющее в определенной последовательности операциями машины * (сейчас — «устройство управления»);
4) устройства ввода и вывода данных.
Для хранения чисел Бэббидж предложил использовать регистры из десятичных счетных колес. Каждое из колес могло останавливаться в одном из 10 положений и таким образом «запоминать» один десятичный знак.
Для переноса чисел из памяти в другие устройства машины предполагалось' использовать зубчатые рейки, которые должны были зацепляться с зубцами на колесах. Каждая рейка продвигалась до тех.пор, пока колесо не занимало нулевое положение. Движение передавалось стержнями и связями в арифметическое устройство, где посредством другой рейки оно использовалось для перемещения в нужное положение одного из колес регистра.
Бэббидж считал, что запоминающее устройство должно иметь емкость в 1000 чисел по 50 десятичных знаков «для того, чтобы иметь некоторый запас по отношению к наибольшему числу, которое может потребоваться». Для сравнения укажем, что запоминающее устройство одной из первых английских ЭВМ (EDSAC) имело объем 2НСГ десятиразрядных чисел.
Особое внимание Бэббидж уделял конструированию арифметического устройства. Здесь ему удалось сделать одно из наиболее выдающихся своих изобретений: систему предварительного переноса (по современной терминологии — систему сквозного переноса).
В разностной машине время, затрачиваемое на фазу сложения, было значительно меньше времени, необходимого для выполнения переноса. Бэббидж упорно работал над усовершенствованием механизма последовательного
Бэббидж не дал ему названия.
136
переноса. Он придумал более 20 (I) вариантов его исполнения, пока не понял, что для кардинального ускорения -процесса необходим совершенно новый принцип.
Чтобы легче разобраться в этом изобретении Бэбби-джа, представим, что счетные колеса приводятся в движение электрически и могут перемещаться из данной позиции в следующую при помощи приложения электрического импульса к входному зажиму.
Во время фазы сложения импульсы, представляющие добавляемое слагаемое, прикладываются ко входным зажимам счетных колес Ci—€4
регистра, в котором находится второе слагаемое. Двухпозиционные ключи Si— Sz замыкаются, если соответствующие колеса (Ci—Сз) проходят от 9 к 0. В следующей фазе импульсы переноса последовательно прикладываются к проводникам 1, 2 и 3; если ключи замкнуты, то они перемещают колеса Ci, Са и Сз соответственно на одну позицию каждое. Заметим, что между импульсами переноса должно оставаться определенное время для переключения; если соответствующее колесо передвинулось в этой фазе от 9 к 0 (рис. 62).
В схеме сквозного переноса, разработанной Бэбби-джем, перенос во всех разрядах происходит одновременно.
В этой схеме переключатели нормально находятся в нейтральном положении."Если соответствующее колесо переходит от 9 к 0, то замыкается верхний контакт; если оно оказывается в положении 9, то — нижний, а во всех остальных случаях переключатель остается в нейтральном положении. Единственный импульс, приложенный к линии переноса, производит одновременный перенос во всех разрядах (рис. 63).
Название «перенос с предварением» объясняется тем, что если на некотором колесе была девятка, то возникший сигнал переноса в этот разряд «обходит» его, попадая сразу в следующий, и т. д. Этим самым значительно сокращается время, необходимое для выполнения фазы переноса.
При вычитании (а оно выполняется введением дополнительной шестерни, вращающей колеса в противоположную сторону) перенос возникает на переходе от О к 9.
Бэббидж предполагал указывать алгебраический знак числа особым зубчатым колесом, не соединенным с другими колесами устройством переноса и располо-
137
женным над регистром. Если это колесо показывало четное число, то знак должен был считаться положительным, в случае нечетного числа — отрицательным. .
При умножении знак образовывался сложением, при делении — вычитанием чисел на знаковых колесах.
Умножение и деление в аналитической машине выполнялись последовательными сложениями и вычитаниями соответственно. Каждому сложению соответствовал поворот очередного колеса регистра множителя в нулевое положение. Когда в некотором разряде это положение достигалось, кулачок, расположенный на колесе, толкал рычаг, который разрывал «цепь сложения» и получалась «цепь сдвига» частичной суммы на один разряд, а затем снова восстанавливал «цепь сложения».
Время на производство арифметических операций оценивалось Бэббиджем так: сложение или вычитание — 1 секунда: умножение (двух 50-разрядных чисел) — 1 минута; деление (100-разрядное число на 50-разрядное) — 1 минута.
Для управления машиной Бэббидж предложил применить механизм, аналогичный механизму ткацкого станка Жаккара.
Так как он играет принципиальную роль, то полезно сначала коротко ознакомиться с действием механизма станка Жаккара.
Ткань представляет собой переплетение взаимно перпендикулярных нитей. Нити основы (продольные) продеты через глазки — отверстия в проволочных петлях. При самом простом переплетении петли через одну поднимаются, соответственно приподнимая продетые через них нити основы. Между поднятыми и оставшимися на месте нитями образуется промежуток, в который челнок протягивает за собой нить утка (поперечную), после чего поднятые петли опускаются, остальные поднимаются. Если нужен более сложный узор, переплетения петли следует приподнимать в различных других комбинациях.
Сын лионского ткача Жаккар после настойчивой 30-летней работы изобрел в 1801 году механизм, позволявший автоматизировать движения петель в соответствии с заданным законом с помощью набора картонных карт с пробитыми в них отверстиями — перфокарт. В станке Жаккара глазки связаны с длинными иглами, упирающимися в перфокарту. Встречая отверстие, иглы продвигаются, в результате чего связанные с ними глазки будут приподниматься. Иглы, упирающиеся в карты
138
в том месте, где отверстия нет, остаются на месте вместе со связанными с ними глазками. Таким образом, промежуток для челнока, в который протягивается уток, а тем самым и узор переплетения нитей определяется набором отверстий на соответствующих картах.
Идея Бэббиджа заключалась в том, чтобы заставить два жаккаровских механизма с цепочкой карт в каждом управлять действиями машины.
Один механизм с «картами операции» (управляющими картами) должен был соединяться с арифметическим устройством и приводить его в состояние готовности для выполнения той или иной арифметической операции в зависимости от отверстий, пробитых в соответствующей карте.
Второй механизм должен был управлять переносом чисел из «склада» в «мельницу» и обратно. Для него готовились карты нескольких типов: «поставляющие карты» предназначались для передачи чисел из памяти в арифметическое устройство, «получающие карты» — для передачи чисел в обратном направлении.
Кроме того, « поставляющие карты» делились на два класса: «нуле-V вые карты» — при их использовании после передачи на «мельницу» содержимое соответствующего регистра становилось равным нулю (осуществлялось «стирание» регистра) и «сохраняющие карты»— содержимое регистра оставалось после передачи чисел прежним.
Таким образом,'с помощью жаккаровских карт, прообраза современных перфокарт, Бэббидж предполагал осуществить автоматическое управление процессом механических вычислений. Он предполагал также с помощью карт осуществлять ввод числовой информации в машину, благодаря чему в машину могли подаваться логарифмические и другие таблицы.
Бэббидж довольно подробно рассматривал вопросы, связанные, как мы сейчас говорим, с программированием. В частности, им была разработана весьма важная в'про-граммировании идея «условной передачи управления».
Один из видных итальянских математиков того вре-' мени, профессор Мосотти обратился к Бэббиджу во время его пребывания в Италии по поводу следующего затруднения. «Он заметил, что теперь вполне готов поверить в способность механизма овладеть арифметическими и даже алгебраическими соотношениями в любой нужной степени. Но он добавил, что не может понять,
139
как машина может сделать выбор, который часто необходим при аналитическом исследовании (т. е. в процессе вычислений), когда представляются два или более путей, особенно в том случае, когда правильный путь, как это часто бывает, неизвестен до тех пор, пока не проделаны предшествующие- вычисления».
В ответ на это Бэббидж показал, что решение вопроса о выборе одного из двух возможных путей зависит от того, какой знак (плюс или минус) имеет некоторая вычисляемая величина. Если она отрицательна, то это значит, что из меньшего числа вычитается большее. Процесс переноса приведет в этом случае к тому, что на всех местах слева от «существенных» цифр появятся девятки. Движение механизма переноса, который заставил бы девятку появиться левее самого левого из существующих в машине разрядов, можно использовать для пуска любой требуемой цепи действий.
Поскольку соответствующий рычаг движется только в случае отрицательного результата, то действие будет иметь место условно, Бэббидж предложил для этой условной операции использовать движение вперед или назад карт в механизме Жаккара. Если карты продвинутся вперед, то часть программы будет опущена. Если они продвинутся назад, то часть программы будет повторена. Тем самым можно будет повторять некоторый цикл операций нужное число раз.
В аналитической машине предусматривались три различных способа вывода полученных результатов: печатание одной или двух копий, изготовление стереотипного отпечатка, пробивки на перфокартах.
Аналитическая машина не была построена. Но Бэббидж сделал более 200 чертежей ее .различных узлов и около 30 вариантов общей компоновки машины. При этом было. использовано более 4 тысяч «механических обозначений»!
ЛЕДИ ЛАВЛЕЙС -ПЕРВАЯ ПРОГРАММИСТКА
За свою долгую жизнь Чарлз Бэббидж написал более 80 заметок, статей и книг по самым различным вопросам. Однако подробное изложение принципов работы разностной и аналитической машин сделано не им (Бэббидж говорил, что слишком занят созданием ма-
140
шин, чтобы еще заниматься и их описанием). Разностная машина весьма детально описана в упоминавшейся уже статье Ларднера, аналитическая — в статье Л. Ф. Менабреа, переведенной на английский язык леди Лавлейс.
Леди Лавлейс не только перевела отчет Менабреа, но и дополнила' его собственными комментариями, свидетельствующими о замечательном понимании ею принципов работы вычислительных машин Бэббиджа. Кроме того, она привела ряд примеров практического использования машин и, выражаясь современным языком, составила программу вычисления чисел Бернулли по довольно сложному алгоритму.
В то время" как статья Менабреа касается в большей степени технической стороны дела, комментарии леди Лавлейс посвящены в основном математическим вопросам. По этой причине статья Менабреа представляет сейчас лишь исторический интерес, поскольку современные вычислительные машины построены на иных технических принципах, тогда как комментарии Лавлейс заложили основы современного программирования, базирующегося именно на тех идеях и принципах, которые были ею здесь высказаны.
Леди Лавлейс была единственной «дочерью дома и сердца» Джорджа Гордона Байрона. Семейная жизнь великого поэта сложилась неудачно. Он женился на Аннабелле Милбэнк 2 января 1815 года. 10 декабря у них родилась дочь, которую назвали Августа Ада, а с января 1816 года супруги разъехались навсегда. Когда лорд Байрон видел последний раз дочь, ей был всего месяц от роду.
Математические способности Ады проявились довольно рано. Леди Байрон и ее интеллектуальные друзья — профессор и миссис де Морган, БэбЗндж, Мэри Соммер-вил — всячески поддерживали увлечение Августы Ады математикой. Профессор де Морган был высокого мнения о способностях своей ученицы и даже сравнивал ее с Марией Аньези, выдающимся итальянским математиком. Впрочем, Ада также превосходно играла на нескольких музыкальных инструментах и владела несколькими языками.
Семейная жизнь Августы Ады сложилась счастливей, чем у ее родителей. В июле 1835 года она вышла замуж за Уильяма, 18-го лорда Кинга, ставшего впоследствии
14^
первым графом Лавлейсом. Сэр Уильям, которому в то время исполнилось 29 лет, был спокойным, уравновешенным и приветливым человеком. Он с одобрением относился к научным занятиям своей жены и помогал ей как мог.
Супруги вели светский образ жизни, регулярно устраивая вечера и приемы, на которых бывал «весь Лондон».
Один из постоянных посетителей этих вечеров, редактор популярного журнала «Экзаминер» Олбани Фон-бланк оставил такой портрет хозяйки дома:
«Она была ни на кого не похожа и обладала талантом не поэтическим, но математическим и метафизическим...
Наряду с совершенно мужской способностью к пониманию, проявлявшейся в умении решительно и быстро схватывать суть дела в целом, леди Лавлейс обладала всеми прелестями утонченного женского характера. Ее манера, ее вкусы, ее образование — особенно музыкальное, в котором она достигла совершенства,— были женственными в наиболее прекрасном смысле этого слова, и поверхностный наблюдатель никогда не угадал бы, сколько внутренней силы и знания скрыто под ее женской грацией.
В той же степени, в какой она не терпела легкомыслия и банальности, она получала удовольствие от истинно интеллектуального общества и поэтому энергично искала знакомства со всеми, кто был известен в науке, искусстве и литературе».
В начале 50-х годов Ада тяжело заболела и 27 ноября 1852 года скончалась, не дожив нескольких дней до 37 лет (она умерла в том же возрасте, что и лорд Байрон). Согласно завещанию она была похоронена рядом с могилой отца в семейном склепе Байронов в Ньюстеде.
Наиболее яркая страница короткой жизни Августы Ады — дружба с Чарлзом Бэббиджем.
Вот как описывает в своих мемуарах миссис де Морган первое посещение юной Адой мастерской Бэббиджа:
«В то время как большинство из присутствующих только глазело на это прекрасное устройство (разностную машину.—Лег.), выражая свое восхищение возгласами, характерными для дикарей, которые впервые увидели зеркало или услышали пушечный выстрел, юная мисс Байрон разобралась в принципе его работы и оценила его красоту».
142
Чтобы склонить правительство к финансированию работ по постройке аналитической машины, Бэббиджу необходимо было получить одобрение и поддержку его планов в различных кругах общества, а для этого требовалась популяризация идеи автоматических вычислений;
четкое и законченное, но понятное для достаточно широких кругов изложение принципов действия .аналитической машины, разъяснение различий между разностной и аналитической машинами и колоссальных преимуществ последней. Здесь и был источник научного сотрудничества Чарлза Бэббиджа и Августы Ады Лавлейс.
«Спустя некоторое время после появления его очерка,— писал Бэббидж в своих «Страницах жизни философа»,— покойная графиня Лавлейс сообщила мне, что она перевела очерк Менабреа. Я спросил, почему она не написала самостоятельной статьи по этому вопросу, с которым была так хорошо знакома. На это леди Лавлейс отвечала, что эта мысль не пришла ей в голову. Тогда я предложил, чтобы она добавила некоторые комментарии к очерку Менабреа.
Эта идея была немедленно принята».
План комментариев разрабатывался совместно с Бэббиджем, который ограничивается об этом в «Страницах...» фразой: «Мы обсуждали вместе различные иллюстрации, которые могли быть использованы; я пред ложил несколько, но выбор она сделала совершенно самостоятельно». В это же время Бэббидж договорился с редактором солидного научного журнала «Ученые записки Тейлора» о публикации перевода статьи Менабреа и комментариев к нему.
Первый вариант перевода и комментариев был передан в типографию 6 июля 1843 года. Спустя несколько дней графиня Лавлейс получила оттиски своей первой (и единственной!) научной работы. Однако потребовалось еще немало напряженного труда, чтобы завершить работу. Отчасти в этом были виноваты печатники, допускавшие большое число ошибок, отчасти и автор, которая непрерывно дополняла, исправляла и совершенствовала свои «Комментарии».
Уже после получения корректур она пишет Бэббиджу:
«Я хочу вставить в одно из моих примечаний кое-что о числах Бернулли в качестве примера того, как неявная функция может быть вычислена машиной без того,
143
чтобы предварительно быть разрешенной с помощью головы и рук человека. Пришлите. мне необходимые данные и формулы». Бэббидж прислал все необходимые сведения. Желая избавить Аду от трудностей, он сам составил, как мы сказали бы сейчас, алгоритм для нахождения этих чисел, но... допустил при этом грубую ошибку, которую Ада обнаружила. 19 июля она сообщила Бэббиджу, что самостоятельно «составила список . операций для вычисления каждого коэффициента для каждой переменной», то есть написала программу для вычисления чисел Бернулли.
Эта программа вызвала восторг Бэббиджа. Он считал, что ее описание достойно отдельной статьи, а не скромных комментариев к переводу. Бэббидж догово- J рился о публикации такой статьи в одном из научных журналов. Однако графиня Лавлейс не приняла предложения, так как это было связано с отказом или по крайней мере задержкой публикации примечаний в журнале Тейлора и она считала невозможным не сдержать данного ею обещания.,
Ежедневно Бэббидж получал страницы «Комментариев» с поправками и. дополнениями, просматривал их и либо передавал в типографию Тейлора, либо возвращал с замечаниями обратно Аде. Когда встречались особые трудности, Ада приезжала из своего загородного имения в Лондон, чтобы разрешить их в личной беседе.
Нельзя сказать, чтобы Бэббидж, охотно помогавший Аде, был внимательным редактором. Он часто путал параграфы, таблицы, листы, верстки, по нескольку раз смотрел одни и те же листы, оставляя без внимания их новый вариант, а иногда и терял некоторые страницы. . Все это раздражало весьма пунктуальную леди Аду. Впрочем, и она была не очень «удобным» автором для своего редактора. Дочь своего отца, Ада очень ревниво относилась к попыткам Бэббиджа исправлять что-либо в ее работе без ее ведома.
Следует сказать, что Бэббидж, вообще человек желчный и раздражительный, нетерпимый и к критике, и к возражениям, в данном случае проявил максимум чуткости и тактичности. Он высоко ценил и ее способности, и ее работу и, зная, как много значит его высокая оценка для неуравновешенной и легко впадающей в крайности Ады, не жалел хвалебных слов по ее адресу, впрочем • вполне ею заслуженных,
144
Успехи давались ей большим напряжением и не без ущерба для здоровья. «Я едва ли смогу описать Вам, как меня мучит и изводит болезнь...» — пишет она Бэббиджу в письме 4 июля; «Я работала непрерывно с семи часов утра, до тех пор, пока не была вынуждена оставить ее из-за полной невозможности сконцентрировать далее внимание...» — в письме 26 июля.
Наконец 8 августа 1843 года напряженная работа закончена. Ада долго не могла решить, как подписать перевод и комментарии: не в обычаях того времени для графини подписывать литературные произведения. Тем не менее Аде хотелось, чтобы последующие работы, о которых она мечтала, могли бы как-то связываться с ее именем. По совету мужа она решает под каждым комментарием поставить свои инициалы.
Читая «Комментарии», поражаешься проницательно-» сти молодой женщины, точности ее формулировок, не потерявших своего значения даже сейчас.
Вот, например, некоторые из них.
«Машина (аналитическая.— Авт.) может быть опре делена как материальное воплощение любой неопределенной функции, имеющей любую степень общности или сложности».
«Под словом «операция» мы понимаем любой процесс, который изменяет взаимное соотношение двух или более вещей... Аналитическая машина воплощает в себе науку операций».
Некоторые высказывания леди Лавлейс, относящиеся к 1843 году, производят впечатление выступления участника бурных дискуссий на тему «Может ли машина мыслить?», происходивших в 60-х годах, нашего столетия:
«Необходимо предостеречь от вероятных преувеличений возможностей аналитической машины. При рассмотрении любого нового изобретения мы довольно часто сталкиваемся с попытками переоценить то, что мы уже считали интересным или даже выдающимся, а с другой стороны — недооценить истинное положение дел, когда мы обнаруживаем, что наши новые идеи вытесняют те, которые мы считали незыблемыми.
Аналитическая машина не претендует на то, чтобы создать что-либо. Она может делать все то, что мы знаем, как приказать ей делать. Она может только следовать анализу (то есть программе.—Лег.), она не в состоянии предугадать какие-либо аналитические соотно-
145.
шения или истины. Сфера ее деятельности — помочь нам^ сделать то, с чем мы уже знакомы». \
Эти соображения отнюдь не оставались незамечен'', ными. В знаменитой статье Алана Тьюринга «Может ли;
машина мыслить?», впервые опубликованной в 1950 году, специальный раздел, озаглавленный «Возражения леди Лавлейс», посвящен разбору приведенных нами высказываний.
Интересно также отметить, что терминология, которую ввела леди Лавлейс, в заметной степени используется и современными программистами. Так, ей принад' лежат термины «рабочие ячейки», «цикл» и некоторые. другие.
Стефан Цвейг писал когда-то о «звездных часах человечества». Песня, написанная за одну ночь скромным армейским капитаном Руже де Лиллем, сделала его имя бессмертным.
Несколько десятков страничек, исписан ных накануне дуэли Эваристом Галуа, открыли миру великого математика. «Комментарии переводчика» Августы Ады Лавлейс навсегда оставили ее имя в истории кибернетики и вычислительной техники.
«ВКЛАД ФИЛОСОФА В ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ»*
«Я считаю, что величайшее проявление человеческих способностей состоит в попытках открыть те законы мышления, руководствуясь которыми человек проходит путь от уже известных фактов к открытию новых явлений»,— писал Бэббидж.
Если попытаться обобщить разбросанные в его статьях и книгах многочисленные замечания о характере и особенностях научной работы, то получим следующую «философию открытия».
1. Любому открытию должно предшествовать накопление знаний в данной области.
2. Открытию нового явления должна предшествовать тщательная систематизация и классификация известных факторов.
3. Один из основных принципов «совершения» открытий во многих областях знаний заключается в обобще-
* Так Бэббидж назвал главу своих автобиографических «Страниц...». -
146
нии отдельных случаев до целого вида, а затем — возвращении к частным случаям.
4. Если в процессе работы над некоторым изобретением исследователь сталкивается с каким-либо дефектом, недостатком, он должен помнить, что этот недостаток может послужить основой другого изобретения *.
По характеру творческого мышления и деятельности Бэббидж — типичный «генератор идей». Он, как правило, • не доводил до полного завершения свои многочисленные предложения и проекты. Очень часто, убедившись в том, что им найдено принципиально правильное решение, Бэббидж терял всякий интерес к своему изобретению и начинал заниматься исследованиями, совершенно не связанными с тем, что было сделано ранее.
Бэббидж был великим тружеником науки.
Никогда не упускал он возможности измерить, пощупать, осмотреть то, что представлялось ему объектом исследований. В своих многочисленных путешествиях он измеряет пульс и частоту дыхания животных и публикует статью «Таблицы постоянных одного класса млекопитающих»; желая испытать влияние высокой температуры на человеческий организм, он проводит 10 минут в специальной печи при температуре 265 градусов по Фаренгейту, предвосхищая тем самым эксперименты профессора Дж.
Холдейна **; он опускается под воду в водолазном колоколе" и под впечатлением этого события' конструирует , двухместную подводную лодку; он поднимается на действующий Везувий, чтобы наблюдать за извержением вулкана и собрать коллекцию камней;
намереваясь исследовать природу рудничного газа и провести эксперименты с лампой Дэви, с опасностью для жизни опускается в шахты; он участвует в археологических раскопках, наблюдает расчистку канала для Темзы и обследует горячие источники вблизи Неаполя...
Конечно, главным делом Бэббиджа всегда были вычислительные машины, и многие выдающиеся его изобретения являются «побочным продуктом» работы над ними.
* Бэббидж писал, что, руководствуясь этим правилом, он придумал, в частности, систему световой сигнализации.
** В 1926 году этот выдающийся английский ученый опубликовав статью «Я сам себе кролик» о целесообразности опытов на себе и провел ряд экспериментов для исследования влияния резких перепадов давления на человеческий организм.
147
Но кроме того...
Чарлз Бэббидж является автором 18 математических! статей. Его основные математические работы посвящены ' созданию аппарата, аналогичного дифференциальному^ и интегральному исчислениям, в котором роль переменной будет играть функция *. Ряд других работ Бэббиджа посвящен вычислению сумм степенных рядов и уравнениям в конечных разностях, вопросам, относящимся к геометрии, теории чисел, теории вероятностей. Интересен цикл статей о математических обозначениях и их роли в доказательстве теорем.
Но кроме того...
Чарлз Бэббидж — один из пионеров научного изучения проблем железнодорожного транспорта. Будучи другом сэра Айсамборда Брунеля, главного инженера Западной железной дороги, он в течение 5 месяцев 1838 года проводил эксперименты по изучению безопасности железнодорожного движения и мер предупреждения несчастных случаев. В результате этой работы Бэббидж изобрел спидометр (правда, не дал ему наименования) и динамометр для измерения силы тяги паровоза, способы отделения паровоза от состава после крушения, решетку-скотоотбрасыватель и т; д.
Но кроме того...
Чарлз Бэббидж предложил метод определения циклов влажной и сухой погоды по годовым кольцам на деревьях (этот метод в XX веке вновь был открыт американцем Эндрю Эликоттом Дугласом); изобрел—после солнечного затмения 1851 года—коронограф и сконструировал офтальмоскоп; описал устройство для на- -ведения артиллерийских орудий и прибор для регистрации интенсивности и направления подземных толчков;
придумал широко известный в настоящее время способ световой сигнализации путем ритмичного прерывания светового потока (Бэббидж разослал свое предложение правительствам 12 стран, но первыми применили этот способ в русской армии во время Крымской войны);
предложил -и экспериментально проверил способ измерения высоты гор с помощью барометра; выдвинул весьма оригинальную теорию образования глетчеров; пытаясь одним из первых в геологии-дать физическую трак-
* Такой аппарат был действительно создан в "конце XIX — начале XX века под названием «функциональный анализ».
148
ж? товку геологических явлений, создал теорию «изотерми-Ц*,ческих поверхностей Земли»; написал статью «Предпо-^ " ложения по поводу физического состояния поверхности Ц~ Луны»—через столетие один из лунных кратеров-будет
назван именем Бэббиджа.
Он проводил глубокие экспериментальные исследования электромагнитных явлений. Их хорошо знал и ценил великий Майкл Фарадей, присылавший Бэббиджу свои статьи на ту же тему с припиской — «мне особенно важно знать Ваше мнение по этому вопросу». Бэббидж увлекался оптическими экспериментами и редактировал «Scriptores optici...» — сборник наиболее выдающихся работ по оптике, вышедший в 1828 году в Лондоне. Он автор памфлета «Мысли по поводу налогообложения», вызвавшего горячее одобрение Чарлза Диккенса, и ... статьи «Об искусстве открывания любых замков» (пр-ав-да, неопубликованной); он издал религиозно-метафизический «Девятый Бриджуотеровский трактат», в котором пытался доказать, что наука не враждебна религии, черпая аргументы из своего личного опыта создания вычислительных машин (один из современных авторов остроумно заметил по этому поводу, что «если Джине рассматривал Создателя как математика, то Бэббидж несомненно считал Бога программистом...»).
Этот список можно было бы продолжить, но мы ограничимся сказанным, остановивщись несколько подробней * на тбм, что непосредственно связано с «главным делом» Бэббиджа или является косвенным следствие^! его работ над проблемами вычислительной техники.
«Наука вычислений». Вера Бэббиджа во всемогущество численных методов решения инженерных" и научных задач была безгранична. В одной из его книг мы находим восторженные слова в адрес «науки вычислений, которая единовластно должна управлять всеми практическими применениями науки...».
Бэббидж постоянно обращал внимание научных обществ и правительственных учреждений на огромную практическую важность различных математических таблиц—как мы уже знаем, стремление увеличить их точность послужило импульсом, для создания вычислительных машин. Выступая на одной из первых конференций Британской ассоциации содействия развитию науки, он настаивал на необходимости вычисления таблиц .всех тех данных в различных областях науки и техники, которые
149
могли быть выражены числами. Бэббидж называл этч таблицы «Постоянными Природы и Техники».
Сам он составил несколько весьма ценных для своего! времени таблиц, и прежде всего таблицу логарифмов от| 1 до 108000 (1826). Кропотливая работа позволила Бэб-! биджу обнаружить и исправить множество ошибок в ра-| нее составленных таблицах и сделала его таблицы одни-1 ми из наиболее точных для своего времени. Они выдер-;
жали несколько изданий как в Англии, так и за ее пределами. В 1831 году Бэббидж за собственный счет'| издает копию этих таблиц. Издание состояло из 21 тома,' отпечатанного различным шрифтом на бумаге разной толщины и цвета, чтобы установить наилучшие для вычислителя сочетания указанных факторов.
Эта работа может служить образцом эргономического исследования середины XX века!
Другие важные таблицы, составленные Бэббиджем — таблицы смертности,— явились следствием его увлечения проблемами страхования жизни. Он опубликовал в 1826 году небольшую книжку «Сравнительный обзор различных институтов страхования жизни», которая стала первым четким и достаточно популярным изложением теории страхового дела.
Книга была переведена на немецкий язык, а составленные Бэббиджем таблицы использовались долгое время страховыми компаниями Англии и Германии.
Бэббидж прекрасно понимал огромные возможности вычислительных машин. Он, например, пророчески писал в 1838 году:
«Вся химия и кристаллография станут ветвью математического анализа, который, подобно астрономии *, получающей свои постоянные из наблюдений, даст нам возможность предсказать характер любого создания и указать источники, из которых его образование может ожидаться». Через какие-нибудь 130 лет американская вычислительная машина SWAC была использована для определения структуры кристалла витамина Biz. Бэббидж указывал также на возможность численного решения трансцендентных и нелинейных дифференциальных уравнений на вычислительной машине и за 130 лет до первого шахматного матча между вычислительными ма-
* Имеется, очевидно, в виду открытие планет, координаты которых были сначала определены теоретически, путем вычислений, а затем уже обнаружены в телескоп.
150
шинами Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) и Стенфордского университета (этот матч, кстати, со счетом 3 : 1 выиграла машина, а точнее— программа ИТЭФа) выражал твердую уверенность в «шахматных способностях» вычислительных машин.
Бэббидж был, вероятно, одним из первых, кто понял огромное практическое значение статистики. Тематика его статистических работ весьма разнообразна. Здесь и «О пропорциональном соотношении между полами новорожденных среди законных и незаконных детей», и «О статистике маяков», и «О пропорциональном соотношении букв в различных языках» — примерно через 100 лет этой проблемой (в связи с вопросами кодирования) будут заниматься лингвисты и связисты во всем мире, и «Анализ статистик Расчетной палаты за 1839 год».
Пропагандируя статистические методы, Бэббидж стал инициатором организации Лондонского статистического общества; первое учредительное собрание этого общества состоялось в его доме.
Как и многие математики, Бэббидж увлекался шифрами. Он написал несколько статей об искусстве дешифровки и даже составлял специальный словарь для этой цели, в котором в алфавитном порядке располагались двухбуквенные, затем трехбуквенные и т. д. слова.
Научные методы исследования производства. В 1832 году Бэббидж написал удивительную книгу — «Экономика машин и производства». Удивительную потому, что в ней высказаны идеи, которые через много лет составили основу таких научных дисциплин, как системный анализ, исследование операций, научная организация труда и производства, научное управление им, контроль качества и т. д.
«Экономика...» является, пожалуй, единственной вполне завершенной работой Бэббиджа. Написанная на основе знакомства автора с машиностроительным производством в Англии и на континенте, она вскоре была переиздана в Америке и переведена на французский, немецкий, итальянский и испанский языки.
Значение этой книги определяется прежде всего тем, что в ней Бэббидж впервые показал возможность научного анализа в сфере производства и возможность изучения общих принципов управления предприятиями, абстрагируясь от конкретного содержания технологических
151
процессов. Он рассматривал производство как сложную систему, а не как совокупность и последовательность технологических процедур.
Книга написана простым и четким языком, без математических выкладок и туманных «философских» рассуждений, и даже сейчас, спустя 150 лет, представляет интересное чтение — формулировки автора просты и недвусмысленна. Каждая высказанная мысль подтверждается примером из области машиностроения, точнее машинерии. Под этим старинным, но более емким словом в книге Бэббиджа понимаются и машины, и инструменты, и приспособления, и средства передачи информации, и транспортные средства, и приборы — измерительные и регистрирующие.
Таких примеров в «Экономике...» неисчислимое множество: строительство мостов, подрывные работы, утилизация отходов, производство сапожных гвоздей, выплавка чугуна, сборка часов, изготовление шнурков для ботинок, фармакопея, добыча угля, книгопечатание, выпуск газет, дубление кожи, выпаривание соли, измерение уровня жидкости, счет ярдов ткани, станкостроение, Литография, железнодорожный и водный транспорт и многое, многое другое.-
Для графического изображения связей между различными структурными единицами предприятия Бэб-бидж предлагал использовать систему своих «механических обозначений». Он считал, что -такое графическое представление позволит улучшить организацию производства, обнаружив его слабые точки. Тем самым Бэб-бидж предвосхитил диаграммы Ганта и сетевые графики!
Он писал: «Если известны все факторы, относящиеся к морскому или сухопутному сражению, то с помощью механических обозначений его можно описать так же, как любую сложную машину». Через сто с лишним лет, во время второй мировой войны, в Англии был осуществлен проект «Омега», смысл которого заключался в применении операционистских методов при планировании воздушных битв.
Бэббидж не ограничился теоретическим рассмотрением. На примере булавочного производства, действуя почти так же, как и современные операционисты, он подверг анализу характер выполняемых в этом производстве операций, оценил требуемую квалификацию рабочих, издержки каждого процесса и показал направление
152
увеличения эффективности производства булавок (аналогичный анализ книгопечатного дела так обидел книгоиздателей, что они отказались принять книгу к переизданию) .
Несколько позже Бэббидж таким же образом проанализировал работу британского почтамта. В те времена стоимость отправления письма (почтовый тариф) определялась местом жительства адресата. Бэббидж показал, что сортировка писем, штемпелевка и доставка обходятся дороже, чем пересылка писем по единому почтовому тарифу (независимо от расстояния, на которое они пересылаются). И под впечатлением работы Бэббиджа через несколько лет в Англии был введен единый почтовый тариф.
Бэббидж неоднократно подчеркивал, что основу опе-рационистского исследования должны составлять точные факты. Его высказывания по этому поводу могут послужить девизом современных исследователей операций: «Экономистов следует упрекнуть в слишком скудном использовании фактов и излишнем увлечении теорией...
Ошибки из- за отсутствия фактов гораздо более многочисленны и долговечны, чем ошибки от неправильного объяснения данных».
Книгу Бэббиджа высоко ценили его современники, ее хорошо знал Карл Маркс. Ссылки на книгу и цитаты из «Экономики...» мы встречаем в таких его произведениях, как «Капитал» (-1, 3 и 4 тома), «Нищета философии», «К критике политической экономии».
Да и не только современники — о ней, например, с восхищением отзывался такой крупный английский экономист, как Дж. Кейнс. Сам же Бэббидж считал, что высшей похвалой для него были слова рабочего маленькой фабрики в Лидсе: «Сэр, эта книга заставила меня думать!» Описывая этот эпизод, Бэббидж добавляет:
«Заставить человека думать — это значит сделать для него значительно больше, чем снабдить его определенным количеством инструкций...»
Машиностроение. «Неплохо определить человека как животное, делающее инструменты»,— писал в одной из своих книг Бэббидж. Интерес Бэббиджа. к «деланию инструментов» возник, естественно, в связи с вычислительными машинами: «Когда мне пришла в голову идея создания механических средств для вычисления -всех классов астрономических и арифметических таблиц, я
i53
попытался самостоятельно сделать простые чертежи и-, изготовить по ним небольшую модель. Но когда прави-\ тельство пожелало иметь значительно большую модель , для тех же целей, возник очень серьезный вопрос: возможно ли будет при современном состоянии машиностроения так изготовить'детали и узлы разностной машины, чтобы обеспечить их многочисленные и очень сложные движения».
Чтобы ответить на этот вопрос, Бэббидж изучил возможности существующих машиностроительных предприятий и прищел к выводу о необходимости усовершенствования техники конструирования и изготовления механических деталей и узлов. Он обратил свой замечательный аналитический и изобретательский дар на задачи промышленности. «Я смело могу утверждать, что исследования, которые дали мне возможность изобрести новые механизмы, равным образом будут полезны для создания новых инструментов или способов лучшего использования старых».
Бэббидж сделал ряд выдающихся изобретений в области машиностроения. Он создал поперечно-строгаль-ный и токарно-револьверный станки, различные калибры, пресс-формы, резцы (в том числе алмазные), предложил методы заточки инструмента, изготовления зубчатых колес литьем под давлением, высказал идею взаимозаменяемости деталей, столь важную для массового производства, предложил способ гравировки по дереву и т. д.
Интересно, что у Бэббвджа начинал свою деятельность один из наиболее выдающихся английских инженеров XIX столетия сэр Джозеф Уитворт, стандарт которого на резьбовые соединения существовал в Англии вплоть до 1948 года.
Бэббидж прекрасно работал на нескольких станках, но предметом его особой гордости было умение пробивать отверстия в стекле. Им собственноручно выполнено около 400 квадратных метров машиностроительных чертежей, о которых современники отзывались как о шедевре чертежного искусства.
При работе над разностной машиной Бэббиджа долгое время занимал вопрос: как графически изобразить работу сложных механизмов?. Для простых машин достаточно сделать чертежи, на которых было бы отображено положение их различных узлов в разные моменты времени. Но для вычислительной машины таких черте-
154
жей пришлось бы сделать слишком много, и практически этот вариант был неприемлем. Поэтому Бэббидж предложил особую систему обозначений — условный язык для выражения динамики сложных машин. С помощью такого языка работа любого устройства изображалась своеобразной картой, состоящей из двух частей.
Первая часть давала представление о связях между различными частями машины и о характере движения этлх частей (поступательное, вращательное и т. д.). Здесь же условно обозначалось число зубьев или штифтов отдельных деталей и указывалась скорость их движения (номинальная, максимальная Или минимальная). Для обозначения характера взаимодействия между элементами машины Бэббидж применил систему стрелок.
Например, если одна часть устройства получала движение от другой с помощью штифта, это изображалось стрелкой с полоской на конце, движению за счет трения соответствовала штрих-пунктирная стрелка, если использовался храповик, то стрелка продолжалась отточием. Каждый элемент машины изображался вертикальной линией, а стрелки связывали эти линии, начинаясь у ведущего элемента и кончаясь у ведомого.
Вторая часть карты представляла собой временную диаграмму (пользуясь современным языком), которая позволяла определить положение любого элемента машины в любой момент времени. Современные конструкторы вычислительных машин не мыслят своей работы без этих диаграмм, не подозревая, быть может, что их родословная началась около 150 лет назад.
Пользуясь «механическими обозначениями» — так "Бэббидж назвал свой условный язык,— изобретатель или инженер легко прослеживал работу сложной машины во времени. Они могли минимизировать как число элементов машины, так и число их движений. Бэббидж, например, работая над разностной машиной, сократил число оборотов главной оси, необходимых для выполнения операций сложения, с 12 до 5!
Компетентные инженеры считали — об этом писал президент Королевского общества лорд Росс,— что только своими изобретениями в области машиностроения Бэббидж вполне возместил те средства, которые правительство вложило в строительство его разностной машины!
155
НАБРОСКИ К ПОРТРЕТУ ЧАРЛЗА БЭББИДЖА, ЭСКВАЙРА
, С портрета, который висит в научном музее Южного Кенсингтона, на нас смотрит 50-летний Чарлз Бэббидж, эсквайр. У него огромный покатый лоб; длинный и узкий, в саркастической полуусмешке рот, острый взгляд глубоко посаженных глаз.
* * »
Бэббидж, если следовать современной терминологии, типичный «физик». «Музыку я не очень люблю»,— признается он в «Страницах...». Случайно попав с друзьями в оперу на моцартовского «Дон-Жуана», Бэббидж смертельно скучает и через 5 минут после начала представления потихоньку исчезает: отправляется за кулисы смотреть, как устроен механизм управления сценой.
В дру гой раз он все же дослушал оперу до конц1, но лишь потому, что по ходу представления обдумывал идею применения цветного света в театре. Увлекшись, как обычно, новой задачей, он ставит множество опытов — наполняет ячейки, образованные плоскими стеклянными пластинками, растворами различно окрашенных солей и освещает их затем мощными лампами.
Получив хорошие результаты, Бэббидж переносит опыты в здание Итальянской оперы и даже придумывает танец (трудно представить себе более несовместимые вещи—Бэббидж и хореография!), чтобы продемонстрировать свое изобретение. Однако из-за боязни пожара дирекция оперы не согласилась с предложением "изобретателя, а он вскоре потерял всякий интерес к театральному освещению.
Драматический театр Бэббидж тоже не жалует: «Трагедии я не люблю, а комедии, которые доставляют мне удовольствие, часто возбуждают, мои чувства в значительно большей степени, чем это допускает достоинство философского характера».
Из прозаических произведений он предпочитает «Робинзона Крузо», перечитывает его по многу раз; к стихам равнодушен: что может быть прекрасней поэзии чисел? Впрочем, иногда он проявляет к поэзии своеобразный интерес.
156
Известному английскому поэту Альфреду Теннисону по поводу строчек
Каждую минуту умирает человек, Но каждую минуту человек рождается...
из только что выпущенной поэмы «Видение греха» Бэббидж написал следующее: «... я вынужден со всей серьезностью указать Вам, что эти расчеты приводят к выводу, что общая сумма населения Земли находится в состоянии постоянного равновесия. В то же время хорошо известно, что' упомянутая сумма постоянно увеличивается. Поэтому я беру на себя смелость предположить, что в следующем издании Вашей превосходной поэмы ошибочные расчеты, на которые я указал, будут исправлены следующим образом:
Каждое мгновение умирает человек,
Но 1,16 человека рождается...
Я могу сообщить Вам и более точную цифру— 1,167, но это, конечно, должно нарушить, ритм стиха...»
Последние слова 'показывают, что идея стихотворно го размера не была все же чужда Бэббиджу. Нет сомнения в том, что он писал это письмо вполне серьезно и без тени иронии. Вместе с тем, предвосхищая Зигмунда Фрейда, Бэббидж намеревался заняться исследованием природы юмора.
Бэббидж был другом Лапласа, Гумбольдта, Био (сын последнего перевел на французский язык «Экономику машин и производства»), был хорошо знаком с Дарви-ном, Мальтусом, Теккереем, Юнгом, Якоби, Стефенсо-ном, Фурье, Пуассоном, Фуко, Дирихле, Дэви, Карлай-лем, Волластоном, Бесселем, Миллем, переписывался с Фарадеем и Лонгфелло, встречался с герцогом Веллингтоном, королем Италии Карлом Альбертом, членами семьи Бонапарта и... знаменитым французским сыщиком Видоком.
Ч. Дарвин пишет в автобиографии: «Я заходил довольно часхо к Бэббиджу и регулярно посещал его знаменитые вечерние приемы. Его всегда было .интересно слушать...» Другой участник приемов, эдинбургский профессор математики, «с большой неохотой ушел от Бэб-
157
биджа в два часа ночи, после исключительно приятна проведенного вечера...».
Бэббидж считал себя неудачником. Вычислительные машины, «главное дело» его жизни, остались незаконченными. Преследовали его и-другие неудачи, правда рангом пониже. Дважды — в 1832 и 1834 годах — он баллотировался в парламент от партии вигов и оба раза терпел неудачу. В «Страницах...» Бэббидж перечисляет около десятка научных и государственных должностей, которые он хотел бы и мог бы — по своим возможностям и научным заслугам — занять и которые были отданы другим, менее достойным претендентам.
Единственная честь, по словам самого Бэббиджа, которую оказала ему его страна,— избрание профессором лукасовской кафедры * в Кембридже в 1828 году. Это был первый случай, когда на столь почетную должность избирался человек, не имеющий докторской степени. Бэббидж нарушил традицию еще в одном — за время своего профессорства он не прочел ни одной лекции и посетил своих студентов только однажды.
В 1839 году Бэббидж отказался от звания профессора, чтобы полностью посвятить себя работе над аналитической машиной. * .
Неудачи постепенно превратили Бэббиджа в мизантропа.
«...Он был недовольным и разочарованным человеком, и его высказывания были, как правило, мрачны»,— эти и следующие слова из автобиографии Дарвина относятся примерно к 1842 году: «...однажды Бэббидж сказал мне, что придумал план эффективной борьбы с пожарами, но добавил — «Я не опубликую его, пропади они все пропадом, пусть все их дома сгорят». «Все» — это жители Лондона». В другой раз он,рассказал мне, что видел в Италии водокачку с благочестивой надписью, гласящей, что хозяин водокачки построил ее во имя любви к богу и к своей стране для того, чтобы усталые странники
- • В 1663 году член парламента Генри Лукас передал Кембриджскому университету известную денежную сумму для учреждения ка-фрдры математики. Профессора этой кафедры (а среди них были Барроу и Ньютон) избирались мастерами (то есть руководителями) колледжей.
158 ,
могли утолить жажду! Эта надпись насторожила Бэббиджа. Он решил осмотреть водокачку внимательно и обнаружил, что каждый раз, когда путешественник качал воду, большая часть попадала в дом хозяина и лишь небольшая доставалась качающему.
Незадолго до смерти Бэббидж признался своему знакомому, что не припомнит ни одного счастливого дня в жизни: «Он говорил так, как если бы он ненавидел человечество в целом, англичан — в частности, а больше всего — английское правительство и уличных шарманщиков!»
Ох уж эти уличные музыканты! Их музыка, обычно бравурная и нестройная, чрезвычайно досаждала Бэб-биджу и не позволяла ему — по его собственному утверждению — сосредоточить внимание на научных исследованиях. Бэббидж как-то подсчитал, что из-за перерывов в работе, вызванных воплями и визгом бродячих музыкантов, он теряет примерно 'Д своей «рабочей мощности».
Не последовав примеру другого страдальца — Томаса Карлайля, который запирался в звуконепроницаемой комнате, Бэббидж вел длительную и бурную войну с нарушителями тишины и спокойствия.
Эта война принесла Бэббиджу значительно большую и ( недостойную его) известность, чем все его научные изыскания.
Бэббидж ведет кампанию в прессе, рассылает письма членам парламента... Он предлагает меры: полностью запретить «музыкальные представления» на улицах, нарушивших запрет бродяг предавать суду, их инструменты доставлять в полицейские участки, даже если они не использовались нарушителями, и т. д. Но правительство, естественно, безмолвствует, и Бэббидж борется самостоятельно — он тащит музыкантов в участки (если их удается поймать), непрерывно обращается к полицейским за помощью, ходит жаловаться в школу на мальчишек, которые сопровождают улюлюканьем его баталии с музыкантами, и т. д. Но все это лишь распаляет толпу — мелкие ремесленники и торговцы, мастера и подмастерья, люди без определенных занятий, лондонская беднота — все те, кто видит в уличных концертах единственное свое развлечение, свистят Бэббиджу вслед, разбивают окна
159
в его доме * и подбрасывают дохлых кошек, угрожают физической расправой. Пьянчуги после возлияний в таверне отправляются к дому Бэббиджа поорать под его окнами, чтобы повеселиться гневом эксцентричного профессора. Что же до музыкантов^ то они приходят с дальних улиц Лондона, чтобы сыграть бедному Бэббиджу.
Нет поэтому ничего удивительного в том, что после смерти Бэббиджа респектабельная «Тайме» в первых строках некролога охарактеризовала его как «человека, который дожил почти до 80 лет, несмотря на преследования уличных музыкантов».
* *
Надо сказать, что Бэббидж ссорился не только с уличными музыкантами, но и с многими более уважаемыми современниками и даже с целыми научными обществами. Он, например, пытался реформировать Королевское общество,, «чтобы спасти его от презрения в своей стране и насмешек в других странах».
Бэббидж обвинял руководство Королевского общества во множестве грехов — коррупции, неразумном распылении поощрительных фондов, слепой организации издательских дел, а членов общества — в малой активности, равнодушии к научным проблемам и т.
д. Среди множества упреков Бэббиджа был и такой: секретарем общества был капитан Эдвард Сэбин (врач и исследователь земного магнетизма), и Бэббидж гневно возмущался этим фактом, так как считал, что военные из-за привычки повиноваться и командовать принципиально не годятся для таких должностей. «Военные обычно покрывают свои ошибки, ученые же должны иметь мужество признавать их».
Может быть, отрицательное отношение Бэббиджа к деятельности Королевского общества явилось причиной .его активной работы по организации и ныне существующей Британской ассоциации содействия развитию науки.
Очень резко критиковал Бэббидж и правительство за его политику в области науки и даже посвятил этой критике отдельную книгу «Размышления об упадке науки
* Бэббидж верен себе во всем: он ведет своеобразную статистику и в 1857 году публикует в «Микэникл мэгэзин» «Таблицы относительной частоты различных случаев разбиения оконных стекол».
160
в Англии и некоторых причинах этого упадка». Он писал о том, что в Англии наукой занимаются лишь те, кто в состоянии самостоятельно финансировать эти занятия. Такое положение наносит непоправимый вред обществу, а поэтому правительство должно субсидировать работы ученых. Он считал, что следует всячески поддерживать изыскания в области «чистой науки», что необходимо реорганизовать систему университетского образования, а ученых назначить на правительственные должности и т. д.
Все эти критические замечания —-справедливые, хотя нередко преувеличенные,— сопровождались весьма желчными комментариями автора, не упускавшего случай уколоть своих врагов — истинных и вымышленных. Он, например, описывал совет Королевского общества 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».
Нападки Бэббиджа вызывали ответную реакцию:
«У нас начинает болеть голова при одном упоминании об этом типе — Бэббидже.
Какой холодный педант, такой сухарь! Да к тому же невежественный. Бэббидж рифмуется с капустой (cabbage)»,—писал один из журналов. а через столетие американский историк по той же причине окрестил Бэббиджа «научным оводом».
Современники-не понимали Бэббиджа. Поначалу его считали гением, затем чудаком и, наконец, не совсем нормальным человеком, изобретателем, расстроившим свой рассудок беспрерывными поисками наилучшего варианта вычислительной машины. Джон Флетчер Моултон (1844—1921), математик и видный специалист в области патентного законодательства, так рассказывал о посещении мастерской престарелого ученого: «В прихожей я узнал отдельные части его хорошо известной вычислительной машины, которую он много лет назад довел до уровня действующего устройства, и спросил; завершил ли он свою работу. «О, я не занимался больше этой машиной,— ответил он.— Еще до ее окончания мне пришла в голову идея аналитической машины, которая была бы настолько лучше, что не стоило тратить время на завер-
8 2405 161
птение первой машины, а следовало построить новую». Затем мы подошли к аналитической машине, и он рассказал мне э принципах ее устройства и характере дей* ствия. «Закончили ли вы эту машину?» — спросил я. «Нет,— ответил он.— Я пришел к новой идее, которая полностью затмила все предыдущие замыслы; поэтому было бы пустой тратой времени работать далее над старым вариантом». Затем он объяснил мне эту идею, которая была революционна даже для того мира передовых идей, в котором он жил».
Далее Моултон говорит о том, что он в душе всегда считал таких изобретателей, как Бэббидж, «попросту надоедливыми людьми»: «Сами они ничего не могут довести до конца и умаляют заслугу тех, кто большей настойчивостью и более терпеливым трудом достигает успеха там, где они потерпели неудачу. Их изобретениям уготовлена недолгая посмертная слава...»
Научный экстремизм «вспыльчивого гения» по крайней мере на столетие задержал осуществление его замечательных идей.
Он, как мы помним, собирался по строить машину, которая табулировала бы с точностью до 20-го знака функции с постоянными седьмыми разностями. Для сравнения укажем, что созданная в 1934 году его соотечественником Комри машина работала с разностями шестого порядка и с точностью до 13 знаков!
Бэббидж писал однажды: «Если непредубежденный моим примером какой-нибудь человек достигнет успеха в конструировании машины, воплощающей в себе целый исполнительский отдел математического анализа, я без риска оставляю свою репутацию на его ответственность, так как только он один сможет полностью оценить природу моих попыток и значения их результатов».
И мы, восхищаясь достижениями вычислительной техники, воздадим должное ее пророку — сложному, противоречивому человеку, замечательному ученому и инженеру Чарлзу Бэббиджу!
ХРОНИКА ПРОДОЛЖАЕТСЯ...
Статистика не должна состоять в одном только заполнении ведомостей размерами с двухспальную простыню никому не нужными числами, а в сведении этих чисел на четвертушку бумаги и в их сопоставлении между собою, чтобы по ним не только видеть, что было, но и предвидеть, что будет.
А. Н. КРЫЛОВ (1863—1945)