Компьютеры и интернет не возникли в одночасье: они появились благодаря многолетнему упорному труду множества людей, живших еще два столетия назад. Пионерами компьютерной науки были не только мужчины — информатика, какой мы ее знаем сейчас, существует именно благодаря женщине. Рассказываем, как Ада Лавлейс, единственная дочь поэта Байрона, вошла в историю как первый программист.
«Поэтическая наука»
Одна из самых известных женщин в истории науки Ада Лавлейс родилась в 1815 году в семье поэта-романтика Байрона. Родители девушки бедствовали: Байрон считал, что не должен зарабатывать деньги на стихах, чтобы не принижать свой высокий труд. Мать Ады была уверена, что детское воображение дочери непременно нужно обуздать, чтобы она не пошла по стопам отца. Для контроля Ады леди Байрон решила использовать математику. По иронии судьбы, Ада стала одержима этой дисциплиной, со временем разработав личную философию, которую она назвала «поэтической наукой» — союзом математики и воображения.
«Разностная машина»
В 17 лет Ада Лавлейс познакомилась с Чарльзом Бэббиджем. Он заразил девушку мечтами о создании вычислительного механизма, который он назвал «разностной машиной». Бэббидж хотел сконструировать устройство, безошибочно вычисляющее математические таблицы.
В современном мире с мгновенным доступом к калькуляторам, компьютерам и телефонам мы не считаем точный расчет чем-то важным. Но во времена Ады и Бэббиджа все было не так. Тогда сложные вычисления могли быть выполнены только путем обращения к таблицам логарифмов или тригонометрических функций. Эти математические таблицы были составлены людьми, которых в XIX веке называли «компьютерами» — это слово, так часто используемое сегодня, изначально было прозвищем математиков.
Таблицы были необходимы, но неидеальны: иногда люди-компьютеры совершали ошибки, и это приводило к ужасным ситуациям, потому что никто не знал, где именно могли вкрасться неточности. Чарльз Бэббидж работал проверяющим этих таблиц. Устав от утомительного и трудоемкого труда, он решил сделать устройство, способное выполнять вычисления за него — ту самую «разностную машину». Во время работы над спасительным механизмом Бэббидж решил прыгнуть еще выше и создать аналитическую машину — прообраз современного компьютера. Ада Лавлейс, ставшая другом и соратником изобретателя, приложила все усилия, чтобы помочь Бэббиджу.
Первая компьютерная программа
Ада написала эссе, объясняющее устройство аналитической машины Бэббиджа — один из важнейших документов в информатике. Эта статья наиболее известна своим приложением — «примечанием G». В нем демонстрируется работа машины на примере вычисления так называемых «чисел Бернулли». Числа Бернулли особенно подходят для машинных вычислений, потому что мы можем использовать первое рациональное число для определения второго, второе для третьего и так далее. Есть несколько различных способов вычисления этих чисел, и Ада специально выбрала не самый простой: она отметила, что «цель — не простота или удобство вычислений, а иллюстрация мощи двигателя».
Она подробно и поэтапно описала, как числа проходят через различные компоненты аналитической машины. Процесс проиллюстрирован с помощью большой таблицы, столбцы которой представляют значения данных, переменных, промежуточных результатов, и каждого этапа расчета механизма. Эту таблицу называют первой в мире компьютерной программой.
Предсказание ИИ
В своей работе Ада использовала воображение, которое так старалась обуздать ее мать. Она заметила, что машина может воздействовать не только на числа, но и на другие вещи, если они удовлетворяют математическим правилам: «Предположим, что фундаментальные отношения тональных звуков в музыкальных композициях могут быть подвержены математическому выражению и адаптации. Следовательно, двигатель может составлять музыкальные произведения любой степени сложности». Ада писала, что машина «плетет алгебраические узоры, как ткацкий станок из жаккарда плетет цветы и листья».
Ее интересовали возможности устройства делать недоступные человеку вычисления: «Мы могли бы даже изобрести законы для рядов или формул и настроить двигатель на их работу, и таким образом научить машину выводить числовые результаты, о которых мы иначе и не подумали бы». По сути, Ада думала о том, что мы теперь называем искусственным интеллектом. Однако она утверждала, что двигатель не способен воспроизводить оригинальные идеи: «Аналитическая машина не имеет никаких претензий на создание чего-либо. Он может делать только то, что мы ей прикажем».
«Математическая чародейка»
К концу работы над аналитической машиной Бэббидж и Лавлейс повздорили: Ада не позволила коллеге добавить в их общую публикацию для газеты критику британского правительства, Бэббидж в ответ отстранил ее от дальнейшей работы в проектировании двигателя. Однако он продолжал восхищенно говорить об Аде. В письме к физику Майклу Фарадею он писал о «той Чародейке, которая наложила свое магическое заклинание на самые абстрактные аспекты науки и схватилась за них с силой, которую могли бы иметь немногие мужские умы (по крайней мере в нашей стране)». Бэббидж и Лавлейс больше не сотрудничали, и аналитическая машина так и не была построена. Но, несмотря на эту неудачу, человечество обрело выдающийся труд о фундаментальных принципах работы компьютера и программ, внесший неоценимый вклад в дальнейшее техническое развитие.
Читайте также:
Эти ученые перевернули медицину — но вы вряд ли о них слышали
5 женщин в истории науки, о которых стоит знать
