Приключения математика

Я подумал, что все это может быть одинаково справедливо для всех процессов с ветвящейся схемой событий, в том числе в получении и последующем размножении нейтронов в некоторых материалах, содержащих уран или какие-либо другие расщепляемые элементы. На каждой стадии процесса существует множество возможностей, определяющих судьбу нейтрона. Он может расщепиться под каким-нибудь углом, изменить свою скорость, поглотиться, породить другие нейтроны, вызвав деление намеченных ядер, и так далее. Сами по себе элементарные вероятности каждой из таких возможностей известны, отчасти благодаря знанию поперечных сечений. Проблема состоит в том, что необходимо знать, какая последовательность, какая ветвь из сотен тысяч или сотен миллионов будет в действительности иметь место. Можно написать дифференциальные уравнения или интегально-дифференциальные уравнения для «ожидаемых величин», однако решить их или получить хотя бы приближенные представления о свойствах решения — совершенно иное дело.

Идея заключалась в том, чтобы испытать тысячи таких возможностей и на каждом этапе выбрать с помощью «случайного числа» с приемлемой вероятностью судьбу, или своего рода исход, и проследить, так сказать, ее линию вместо того, чтобы рассматривать абсолютно все ветви. Рассмотрев возможные «судьбы» для всего лишь нескольких тысяч возможных исходов, можно получить хорошую выборку и, следовательно, приближенное решение задачи. Все, что для этого необходимо — располагать средствами для получения таких выборочных испытаний. Кое-где здесь требовались машинные расчеты, и, так случилось, что как раз тогда в нашу жизнь начали входить вычислительные машины.

Вычислительные машины появились благодаря интеграции научного и технологического развития. С одной стороны, велась работа в области математической логики, в основах математики, подробное изучение формальных систем, в котором фон Нейман сыграл такую важную роль; с другой стороны, стремительно совершались открытия в электронике, что позволило создать электронные вычислительные машины. Они, в свою очередь, обеспечили такое количественное увеличение скорости выполнения операций по сравнению с машинами на механических реле, что оно повлекло за собой и качественные перемены, значительно усовершенствовав и расширив использование этих инструментов. Сегодня результаты известны каждому: вычислительные машины обусловили зарождение новой эпохи эвристического исследования новой связи, сделали возможным космический век.

Число их применений в точных и естественных науках, а также в нашей повседневной жизни настолько велико, что можно говорить о начале «эры компьютеров и автоматов».

Но в то время компьютеры были еще только in statu nascendi[24]. В шутку я предложил нанять для проведения расчетов по методу Монте-Карло несколько сотен китайцев из Тайваня, посадить их на корабль, вооружить каждого счетами или даже просто ручкой и бумагой и, дав им задание, предполагающее некий реальный физический процесс, бросание костей, к примеру, заставить тем самым получать случайные числа. Затем кто-нибудь собрал бы результаты и обобщил эти статистические данные в виде конкретных ответов.

Фон Нейману принадлежала ведущая роль в зарождении ЭВМ. Благодаря уникальному сочетанию своих талантов, интересов и особенностей характера, он прекрасно подходил для этой роли. Я думаю в этой связи о его способности и склонности доводить до конца каждую скучную деталь при программировании, учитывать любую мелочь, связанную с представлением очень больших задач в «удобоваримой» для компьютеров форме. Именно понимание и знание деталей систем математической логики и теоретической структуры формальных систем позволило ему придумать гибкое программирование. Это было великим его достижением. Благодаря составлению соответствующих блок-схем и программ, стало возможным рассчитывать на одной машине огромное разнообразие задач, ничего не меняя при этом в соединениях. До его изобретения каждый раз, когда задача менялась, приходилось выдергивать провода и заново соединять платы.