Новые темные века

В январе 1947 года фон Нейман и Зворыкин выступили в Нью-Йорке на совместной конференции Американского метеорологического общества и Института авиационных наук. За докладом фон Неймана «Будущее использование высокоскоростных вычислений в метеорологии» последовало «Обсуждение возможности управления погодой» Зворыкина. На следующий день в газете New York Times под заголовком «Погода на заказ» вышла статья о конференции, в которой отмечалось, что «если доктор Зворыкин прав, то изобретатели вычислительных машин – создатели погоды будущего»(15).

В 1947 году изобретателем вычислительных машин по преимуществу был сам фон Нейман, двумя годами ранее запустивший в Принстоне проект «Электронный компьютер». Этот проект должен был основываться на аналоговом компьютере Вэнивара Буша (дифференциальный анализатор Буша, разработанный в Массачусетском технологическом институте в 1930-х годах) и на творении самого фон Неймана – первом универсальном компьютере, электронном числовом интеграторе и вычислителе, или ЭНИАК. Днем создания ЭНИАК считается 15 февраля 1946 года, когда о нем официально объявили в Университете Пенсильвании. Изначально ЭНИАК разрабатывался в военных целях для расчета таблиц артиллерийской стрельбы для Лаборатории баллистических исследований армии США, в первые годы его в основном использовали для расчетов постоянно растущей мощности первого поколения термоядерных атомных бомб.

Позднее фон Нейман, как и Буш, глубоко обеспокоился опасностями ядерной войны и контроля над погодой. В 1955 году в эссе «Можем ли мы пережить технологии?» для журнала Fortune он писал: «Ужасы возможной ядерной войны в настоящее время могут уступить место другим, еще более пугающим. Когда станет возможным глобальный контроль климата, все наши нынешние действия в отношении погоды покажутся ничтожными. Мы не должны обманываться: как только такие возможности станут реальностью, ими тут же воспользуются»(16).

ЭНИАК, созданный при участии фон Неймана, воплотил фантазии Ричардсона о математических вычислениях. В 1948 году ЭНИАК перевезли из Филадельфии в Лабораторию баллистических исследований на Абердинском полигоне в Мэриленде. К этому времени он занимал уже три из четырех стен исследовательской лаборатории и включал в себя примерно 18 000 электронных ламп, 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов и 6000 переключателей. Оборудование разделялось на сорок две панели с диагональю 60 сантиметров и глубиной 90 сантиметров. Панели были уложены друг на друга до высоты в 3 метра. Гигантский компьютер потреблял 140 киловатт энергии и вырабатывал столько тепла, что пришлось устанавливать специальные потолочные вентиляторы. Чтобы его перепрограммировать, требовалось вручную повернуть сотни десятиполюсных переключателей. Операторы перемещались между штабелями оборудования, соединяли кабели и проверяли сотни тысяч спаянных вручную соединений. Работой операторов руководила Клара Дан фон Нейман, жена Джона фон Неймана, которая также написала боˊльшую часть метеорологического кода.

В 1950 году группа метеорологов собралась в Абердине для составления первого автоматизированного суточного прогноза погоды, как и предлагал Ричардсон. Для этого проекта континентальную часть Соединенных Штатов разбили на сетку из пятнадцати строк и восемнадцати столбцов. Программа машинных вычислений включала шестнадцать последовательных операций, каждая из которых была тщательно спланирована и записана на перфокарты. В результате проведенных операций создавалась новая колода перфокарт, которые необходимо было воспроизвести, сопоставить и отсортировать. Метеорологи совместно с программистами работали сменами по восемь часов, и все же для осуществления полного цикла потребовалось почти пять недель непрерывной работы, 100 000 перфокарт IBM и миллион математических операций. Но руководитель эксперимента фон Нейман изучил лабораторные журналы и обнаружил, что фактическое время вычислений составляло всего двадцать четыре часа. «Есть основания надеяться, – писал он, – что мечта Ричардсона о вычислениях, которые будут проводиться быстрее, чем меняется погода, может скоро осуществиться»(17).

Математик Гарри Рид, работавший над ЭНИАК в Абердине, позднее вспоминал о личном опыте проведения таких крупномасштабных вычислений: «ЭНИАК, как это ни странно, был весьма персональным компьютером. Теперь мы считаем персональным компьютер, который можно носить с собой, а ЭНИАК был компьютером, внутри которого вы как бы жили»(18). На самом деле, сегодня мы все живем внутри такого компьютера – огромного вычислительного механизма, охватывающего весь земной шар, а через сеть спутников – даже космическое пространство. Именно эта машина, придуманная Льюисом Ричардсоном и реализованная Джоном фон Нейманом, сегодня так или иначе управляет всеми аспектами нашей жизни. И, пожалуй, самое поразительное в этой вычислительной системе то, что она остается почти незаметной.