Как у Чарльза Бэббиджа появилась идея вычислительной машины
В 1851 году в Лондоне открылась Всемирная выставка промышленных достижений — посетители впервые увидели изобретения, будто вышедшие из научно-фантастических книг. А к концу XIX века люди, которые занимались или даже просто интересовались наукой, были уверены: уже очень скоро человек полетит на Луну. В книге «Капсула времени: Как открытия XIX века преобразовали мир» («КоЛибри»), переведенной на русский язык Даной Карсановой, исследователь науки Айван Рис Морус рассказывает, как викторианцы создавали выдающиеся изобретения и формировали образ мышления о будущем, которым мы руководствуемся до сих пор. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о том, как автоматоны, игра в шахматы и любовь к математике связаны с идеей замены людей машинами.
Одним из самых ярких воспоминаний детства Чарльза Бэббиджаматематик и изобретатель первой аналитической вычислительной машины — прим. N + 1 было то, как мать водила его на «выставки машин». Особенно ему запомнилась одна из них, созданная «человеком, называвшим себя Мерлином». Больше всего среди экспонатов этой выставки Бэббиджу понравились «две непокрытые женские фигуры из серебра, высотой около 12 дюймов». Одна из них «проходила или, скорее, проплывала расстояние около четырех футов, а затем поворачивалась и возвращалась на свое прежнее место». Учтивый робот «иногда подносил к лицу монокль и часто кланялся, словно узнавал своих знакомых». Что касается другой серебряной фигуры, то она представляла собой «очаровательную танцовщицу с птичкой на указательном пальце правой руки, которая виляла хвостом, хлопала крыльями и раскрывала клюв». Серебряная танцовщица «двигалась крайне очаровательным образом», а ее «глаза казались волшебными и неотразимыми». Под именем волшебника Мерлина скрывался Джон Джозеф Мерлин, мастер по изготовлению инструментов, родившийся в Валлонии (Бельгия) и прибывший в Лондон в поезде испанского посла в 1760 году. Он прославился своими автоматическими механическими диковинами, в том числе самоиграющей валлийской арфой. Вероятно, Бэббиджу было около десяти лет, когда он посетил Механический музей Мерлина, где его привели в восторг два очаровательных автомата. Оказавшись как-то потом на аукционе, он случайно увидел вторую из двух пленительных серебряных фигурок и сразу же купил ее.
Возможно, эти две очаровательные механические дамы запомнились Бэббиджу потому, что они представляли собой прекрасный пример машин, похожих на людей. Нельзя сказать, что он был первым, кого это поразило. Двумя столетиями ранее французский философ Рене Декарт стал изучать автоматы, чтобы определить, что значит быть человеком. По его словам, тела животных и людей подобны автоматам. Отличие людей от животных заключается в том, что, обладая душой, они не являются только автоматами, в то время как животные действительно всего лишь машины. Автоматы вошли в моду. Например, французский механик Жак де Вокансон прославился как изобретатель невероятно замысловатых и сложных автоматов для своих богатых покровителей. Среди его самых известных творений были флейтист, тамбуринщик и, на удивление, самодвижущаяся утка. Утка состояла из более чем четырех сотен подвижных частей и, судя по всему, могла даже есть, переваривать пищу и испражняться. Наблюдая за подобными устройствами и читая труды Декарта в попытках найти изъяны, радикально настроенный французский философ Жюльен Офре де Ламетри пришел к выводу, что Декарт не добрался до самой сути: люди — это не автоматы с душой, а просто автоматы. Такого феномена, как душа, не существовало, а разум был не более чем продуктом сложного механизма, а именно простой секрецией мозга.
К концу XVIII века искусные механики действительно, как казалось, могли создать даже механический разум. С 1770 года Вольфганг фон Кемпелен путешествовал по Европе, демонстрируя своего «шахматного турка». Большую часть своей карьеры фон Кемпелен провел в качестве придворного советника Габсбургов, но он также был страстным изобретателем, создававшим диковинные машины. К примеру, он разработал говорящую машину, управляемую вручную. Изначально «турок» был придуман в качестве подарка императрице Марии Терезии. Автомат представлял собой фигурку турка, сидящего перед шахматной доской. Он реагировал на действия противника движением руки. Ящик под шахматной доской оставался открытым во время представления, чтобы продемонстрировать зрителям, что внутри машины нет места, чтобы скрыть человека (хотя, как оказалось, оно имелось, и «турком» на самом деле управлял скрытый игрок). Судя по всему, механический турок играл в шахматы сам с собой. На протяжении более восьми лет сначала фон Кемпелен, а затем, после его смерти, ряд других организаторов зрелищных представлений брали «турка» с собой в турне, предлагая зрителям сыграть с ним, а заодно и узнать, как он работает. Бэббидж, безусловно, слышал об автомате и сам был заядлым игроком в шахматы.
Вот что Бэббидж писал в своей автобиографии: готовясь к студенческой жизни в Кембридже, «я разработал план по созданию шахматного клуба для моих будущих друзей, а также другого клуба для обсуждения вопросов математики». Шахматы были его страстью на протяжении всех лет обучения в университете. Игры с другими любителями шахмат требовали предельной концентрации. Больше всего Бэббидж любил играть против своего «сокурсника по Тринити-коллледжу по имени Бранде». Во время игры они сидели в полной тишине, а по окончании партии обсуждали ее, восстанавливая по памяти расположение фигур на разных стадиях игры. Разумеется, ключевую роль в этом деле играла память. Впоследствии Бэббидж пришел к выводу, что в игре против Бранде единственным шансом на победу было «сделать в начале партии настолько плохой ход, чтобы о нем не нашлось упоминаний ни в одном трактате», поскольку Бранде знал и помнил наизусть все ходы. На самом деле под именем «Бранде» скрывался Джон Брэнд, выдающийся лондонский игрок в шахматы (и крикет) 1820-х годов. Он принадлежал к числу преданных игроков, жизнь которых во многом строилась вокруг увлечения шахматами. В его лице Бэббидж имел серьезного соперника, однако и сам Бэббидж, судя по всему, был недурным игроком, раз он все-таки надеялся бросить ему вызов.
Брэнд был членом Лондонского шахматного клуба, и в 1820 году, когда Иоганн МельцельИоганн Непомук Мельцель (1772–1838) — немецкий механик, пианист, педагог., тогдашний владелец «шахматного турка» фон Кемпелена, привез автомат в Лондон, Брэнд вошел в число игроков, выбранных, чтобы бросить ему вызов. Ему даже удалось несколько раз обыграть «турка». Успех Брэнда в противостоянии автомату укрепил его репутацию одного из сильнейших шахматных мастеров Лондона. В 1824 году он принял участие в знаменитом турнире между игроками Эдинбурга и Лондона. В 1830 году Брэнда признали сумасшедшим, и остаток жизни он провел в психиатрической больнице. Одним из симптомов умопомешательства Брэнда посчитали его уверенность, что он заплатил 1500 фунтов стерлингов за механического шахматиста. Увлечение Брэнда шахматной игрой явно переросло в одержимость, но, прежде чем его разум сдался, он дал понять, насколько Бэббидж неравнодушен к шахматам. В этой игре было что-то механическое, отчего она и казалась такой увлекательной. Для нее требовался совершенно особый склад ума. Недавно появившийся медицинский журнал The Lancet добавил колонку о шахматах и рекомендовал игру своим читателям, основываясь на том, что «она развивает интеллектуальные способности благодаря постоянному вниманию, которого она требует», а также «навыкам прогнозирования, терпения и усидчивости, которые она прививает». Шахматы способствовали развитию машинального и методичного мышления.
Такие же свойства имела и математика. К моменту поступления Бэббиджа в кембриджский Тринити-колледж в октябре 1810 года он уже «страстно любил алгебру». Бэббидж уже был знаком с новейшими французскими аналитическими подходами и с ужасом обнаружил, что Кембридж все еще придерживается старомодных ньютоновских подходов к дисциплине. В конце концов, в 1812 году Бэббидж и несколько его деятельных единомышленников основали Аналитическое общество. Оно задумывалось, по крайней мере отчасти, как развлечение. В то время в Кембридже шли споры о том, нужно ли снабжать Библию комментариями, поясняющими истинный смысл неясных отрывков. Незадолго до этого в Кембридже было создано отделение Британского и иностранного библейского общества, миссия которого заключалась в распространении Библии. Споры разгорелись между сторонниками высокой церкви, которые хотели, чтобы Библия распространялась наряду с англиканской Книгой общих молитв, и евангелистами, которых возмущала любая попытка улучшить Слово Божье. Бэббидж и его друзья считали эти споры нелепыми, и создание Аналитического общества задумывалось как попытка подшутить над ними. Так они хотели сделать на них пародию.
План «Аналитиков», таким образом, состоял в том, чтобы:
«создать общество для перевода небольшого курса Лакруа о “дифференциальном и интегральном исчислении”. Предполагалось, что члены общества станут устраивать периодические собрания для популяризации дифференциалов и обрекут на погибель всех, кто поддерживает кощунственные точкиИмеются в виду обозначения, которые ввел в математику Ньютон, производная первого порядка по времени обозначалась точкой, второго порядка — двумя точками. Эти обозначения уже в викторианское время считались устаревшими, было принято пользоваться обозначениями Лейбница. — Прим. науч. ред.. Они также утверждали, что курс Лакруа настолько безупречен, что любые комментарии излишни».
Когда пришло время публиковать их труды, Бэббидж в шутку предложил назвать его «Принципы чистого Д-изма в противовес университетского поклонения точкам». В этом предложении заключалась не только насмешка с библейским подтекстомОтсылка к Евангелию от Матфея 5: 18 — «Ибо истинно говорю вам: доколе не прейдет небо и земля, ни одна йота или ни одна черта не прейдет из закона, пока не исполнится все». — Прим. науч. ред., но также и выпад в адрес устаревшего кембриджского почитания ньютоновской математики. Впрочем, дело могло зайти слишком далеко. Священным писанием, о котором шла речь, был «Элементарный трактат о дифференциальном и интегральном исчислении», написанный несколькими годами ранее французским математиком Сильвестром Франсуа де Лакруа, который был одним из главных сторонников нового подхода и поддерживал более универсальную систему обозначений Готфрида ЛейбницаГотфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716) — немецкий философ, математик, механик, изобретатель, языковед, создал основы дифференциально и интегрального исчисления и систему символов к ним, ввел символ интеграла., а не старомодные и громоздкие ньютоновские производные, которые до сих пор патриотично используют в Кембридже. Бэббидж и его друзья из Аналитического общества были убеждены, что новые подходы французских ученых открывают путь к механизации математики — высшего интеллектуального занятия.
Однако Бэббидж желал большего. «Я бы хотел, чтобы эти вычисления были выполнены с помощью пара», — с недовольством говорил он Джону Гершелю летом 1821 года. Два друга проверяли таблицы вычислений, выполненных компьютерами (молодыми людьми, которых наняли для выполнения утомительных и однообразных арифметических операций) с целью составления астрономических таблиц для Астрономического общества. Бэббидж остался разочарованным количеством обнаруженных ошибок. Эта ситуация и породила идею у молодого человека, одержимого автоматами, шахматами и математикой французов: возможно, вычисления действительно можно производить с помощью паровых машин. Компьютеры, то есть люди, которым платили за выполнение утомительных и однообразных вычислений, выполняли важную работу. Молодые люди, трудившиеся в конторах статистиков и в астрономических обсерваториях, выполняя подсчеты, на которые ориентировались предприниматели, астрономы и капитаны кораблей, являлись важнейшими винтиками в этих машинах. Многие члены Астрономического общества совмещали финансовые дела с астрономическими интересами. Они считали вполне естественным то, что научная и предпринимательская деятельность должны развиваться в одном направлении. Именно поэтому многие из них приняли активное участие в кампании по реформированию Королевского общества. По их мнению, цель задуманных ими реформ заключалась в том, чтобы сделать научную деятельность более эффективной и более прибыльной. Людям вроде членов Астрономического общества и Бэббиджу казалось очевидным, что замена не слишком надежного человеческого интеллекта более эффективным (и покорным) машинным интеллектом принесет свои плоды.
С самого начала возможность использования «думающих» машин вместо «думающих» людей входила в планы Бэббиджа. Именно для этого предназначались вычисления, выполняемые при помощи паровой машины. Как он объяснил угнетенному Гемфри Дэви, тогдашнему президенту Королевского общества, именно «непосильный труд и утомительное однообразие бесконечного повторения однотипных арифметических вычислений сначала вдохновили, а затем натолкнули на мысль о машине, которая с помощью силы тяжести или любой другой движущей силы могла бы заменить одну из простейших операций человеческого интеллекта». Взяв за образец масштабное собрание таблиц, рассчитанных во Франции под руководством выдающегося математика Гаспара де Прони, Бэббидж показал Дэви, что применение вычислительной машины, подобной той, которую он задумал, позволит сократить число необходимых людей-вычислителей с 96 до 12. То, что Прони рассматривал весь процесс вычисления таблиц как процесс, где люди-вычислители являются элементами машины, также имело принципиальное значение для представлений Бэббиджа на этот счет. Прони утверждал, что для эффективности вычислений важен не интеллект отдельных вычислителей, а интеллект системы в целом. Именно этого Бэббидж и хотел добиться с помощью своей машины. Предполагалось, что он заменит целую группу квалифицированных работников, а не только отдельных лиц.
Подробнее читайте:
Морус А. Р. Капсула времени : Как открытия XIX века преобразовали мир / Айван Рис
Морус ; [пер. с англ. Даны Б. Карсановой]. — М. : КоЛибри, Издательство АЗБУКА, 2026. — 416 с.