Идеи с границы познания. Эйнштейн, Гёдель и философия науки

В 1833 году на балу во время первого сезона Ады в Лондоне ее представили вдовцу по имени Чарльз Бэббидж, которому был сорок один год. Бэббидж был не только профессиональным математиком, но и плодовитым изобретателем всяческих усовершенствований и мастером на все руки. В то время он проводил в своем лондонском доме званые вечера, на которых показывал так называемую «разностную машину» – механическое вычислительное устройство размером примерно с дорожный сундук, состоящее из двух тысяч сверкающих медных и стальных деталей – дисков, стержней, шестеренок – и приводимое в движение коленчатой рукояткой. Ада в сопровождении матери пришла взглянуть на эту «мыслящую машину» (как прозвали ее в народе) и была совершенно очарована. Она попросила у Бэббиджа копии чертежей и схем, и тот с радостью их предоставил.

К созданию «разностной машины» Бэббиджа подтолкнули сугубо практические соображения. С приходом Промышленной революции инженерам и навигаторам потребовались точные числовые таблицы, а те, с которыми им приходилось работать, содержали тысячи опечаток, что было чревато кораблекрушениями и техногенными катастрофами. В 1799 году во Франции, когда страна перешла на десятичную систему исчисления, барон Гаспар Риш де Прони, директор Национальной школы мостов и дорог, придумал остроумный способ пересчитать эти таблицы. Де Прони черпал вдохновение в «Богатстве народов» Адама Смита, точнее, в рассказе Смита о распределении труда на булавочной фабрике. Наняв около сотни парижских цирюльников, оставшихся без работы, когда во время Террора их клиенты лишились своих пышно завитых голов на гильотине, де Прони создал своего рода арифметический конвейер, на котором, по его словам, «логарифмы изготовлялись, как булавки». По отдельности парикмахеры не обладали особыми математическими способностями, они могли разве что складывать, вычитать да подстригать волосы. Интеллектуальным достижением была сама организация процесса. Во время визитов в Париж Бэббидж узнал о схеме де Прони, и ему подумалось, что этих неквалифицированных куаферов вполне можно заменить шестеренками. Иначе говоря, те же вычисления могла проделывать машина: она бы проделывала автоматические умственные действия точно так же, как паровая машина проделывает автоматические физические действия.

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

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