Ада Лавлейс: Полет на крыльях математики

Вся ее жизнь была апофеозом великой битвы между миром эмоций и миром логики, между субъективным и объективным, между поэзией и математикой, между слабым здоровьем и взрывами энергии!

Бетти Туул. Ada: The Enchantress of Numbers

Все в этом мире с чего-нибудь начиналось. В том числе и история компьютеров. Что же было первым шагом? Электронные машины, созданные в середине прошлого века, или оглушительно лязгающие арифмометры из его начала? Меняются технологии, однако идеи, зачастую придуманные давным-давно, остаются прежними. Как ни удивительно, первая компьютерная программа написана полтора века назад, когда не существовало даже слова «компьютер». Еще удивительнее, а быть может, символичнее, что первым программистом стала женщина. Женщина, для которой ряды чисел оказались поэтическими строфами, а сухие математические формулы — мистическим явлением. Об этой женщине и пойдет сегодняшний рассказ.

Родилась 10 декабря 1815 г. в Лондоне. Дочь поэта лорда Байрона. Написала первую в истории компьютерную программу. Увлечение — математика. Девиз: «Вы получаете от людей больше, если им противоречите». Предсказала появление современных компьютеров как многофункциональных машин не только для вычислений, но и для работы с графикой, звуком. Умерла 27 ноября 1852 г. в Лондоне.

Ада Августа Байрон-Кинг, графиня Лавлейс, родилась 10 декабря 1815 г. в Англии. Ада появилась на свет в нерядовой для консервативной чопорной страны семье. Ее отец, поэт Джордж Ноэль Гордон, лорд Байрон, оставил супругу, отправившись в революционную гарибальдийскую Италию, и в семейном кругу больше не появлялся. Так что воспитание первого в мире программиста целиком легло на хрупкие плечи матери — прелестной Анны Изабель Милбэнк, леди Байрон. Однако супруга поэта не впала в тоску и уныние, а, презрев светские пересуды, воспитала дочь и дала ей возможность получить самое передовое по тем временам образование. Девочка рано увлеклась музыкой и математикой, что не могло не радовать леди Байрон. Ибо все страхи ее мира таились в иных сферах — в области литературы и поэзии. Леди Байрон отчаянно старалась оградить дочь от рокового (это не метафора!) влияния «беглого» отца. От любого его влияния!

Ада самым неожиданным образом оправдала надежды матери.

В начале 1828 г. у нее вдруг появилась склонность проводить все свободное от обучения время за закрытыми дверями своей комнаты. Леди Байрон вполне закономерно заподозрила дочь в поэтическом сочинительстве и не на шутку перепугалась. «Тень отца» отчетливо и страшно замаячила на семейном горизонте. Несколько трудных вечеров Анна Изабель отчаянно преодолевала в себе материнский инстинкт в пользу «широты взглядов», а потом ее терпение лопнуло, и она потребовала у дочери отчета. Двенадцатилетняя девушка вытащила из-под кровати стопку бумаг и, отчаянно краснея от смущения, показала леди Байрон… профессионально выполненные чертежи летательного аппарата собственной конструкции. Ада сочиняла крылья!

А потом произошло страшное: Ада Августа заболела корью. Лечить этот тяжелый недуг в начале XIX века еще не умели, девушка стала инвалидом и провела в постели целых три года. Однако это время не было потеряно даром. Несгибаемая леди Байрон наняла самых лучших преподавателей Лондона, и девочка продолжила образование на дому.

Период болезни ввел в круг общения Ады Байрон великолепного математика и мистика Августа де Моргана. Де Морган, большой специалист в эзотерической нумерологии, очаровал юную Аду Августы магией чисел, обратил строгую логику математики в волшебство. Волшебство, определившее дальнейшую жизнь будущей графини Лавлейс.

Леди Байрон так и не удалось вытравить поэзию из сердца дочери. Она одержимо писала стихи — с помощью математики.

Настало время, и болезнь отступила. Аду Августу Байрон ожидал первый выход в свет…

Для понимания истоков феномена Ады Лавлейс необходимо уяснить, что собой представляло высшее общество Великобритании в начале далекого XIX в. Поверженный Бонапарт еще томился на острове Святой Елены, а Европа уже залечила военные раны и ринулась «в науку». Стали модны обсуждения «рыб и гадов морских», «движения небесных сфер и светил» и «поясов строения Земли», а затем, в 20–30-е гг., сделались обязательной нормой, показателем передовой европейской светсткости. Конечно, вся эта джентльменская ученость сильно отдавала любительством. Даже самого слова «ученый» тогда еще не изобрели (термин «scientist» был введен в обиход лишь в 1836 г.). Однако нельзя не признать, что высшее общество вполне было подготовлено к появлению в его среде женщины-математика.

Более того, общество жаждало обожать такую женщину!

Ада Байрон произвела фурор. Стройная, изысканно-бледная (сказывались три года заточения), умная, великолепно образованная да к тому же по натуре в немалой степени — дочь того самого Байрона! Столичные джентльмены осаждали прекрасную барышню толпами, вмиг растеряв ортодоксальную британскую чопорность.

Письма Ады и медаль, которой Лондонское астрономическое общество наградило Бэббиджа в 1824 г.

И Ада не разочаровывала их! Увлеченность, посеянная в свое время де Морганом, дала обильные всходы. Красота, Математика и Мистика — вот настоящий портрет Ады Августы Байрон. Конечно, не обошлось и без ревнивых кривотолков. Кто-то из дам запустил «верные сведения» о том, что она, мол, неспроста пользуется таким оглушительным успехом. Мол, не обошлось тут без самого дьявола! Как реагировала на эти инсинуации Ада Байрон? Да никак. Только улыбалась светлее, что, в свою очередь, привело к парадоксальному результату: общество влюбилось в нее еще больше. Это легко объяснить — мистика в многочисленных своих проявлениях почиталась в те времена за такую же науку, как и все остальные. В конце концов, что загадочнее — гордыня Люцифера, падшего ангела Света, или же теория чисел? Где больше тайн? Или же мера их таинственности равновелика?..

Девушка незамедлительно получила свой первый пожизненный титул: высшее общество Лондона провозгласило ее Диадемой круга.

На одном из таких светских раутов (весьма характерном для эпохи — это была технологическая выставка) 17-летней Аде Байрон был представлен выдающийся математик, профессор Кембриджа, член Королевского научного общества Чарлз Бэббидж.

Чарлз Бэббидж — человек, судьба которого неразрывно переплелась с судьбой нашей героини. Однако, чтобы приблизиться к пониманию истоков математики Чарлза Бэббиджа, необходимо вернуться к уже упоминавшемуся выше персонажу — к Наполеону I Бонапарту.

Итак, Франция, 1790 г. Гений великого императора реформирует континентальную Европу. Нет, речь здесь не о левостороннем движении. Вспомним другое, гораздо более революционное нововведение: метрическую систему мер и весов. Император вызвал к себе начальника Бюро переписи барона де Прони и дал ему задание. Необходимо было в самые сжатые сроки подготовить новые, прогрессивные таблицы логарифмов.

Барон не был силен в математике, но зато очень хорошо представлял себе теорию производства. В частности, то, что мы благодаря школьному обществоведению именуем разделением труда. И, повинуясь императорскому приказу, де Прони разработал технологию. Он разделил весь процесс вычисления на три этапа: первый, которым занимались сильнейшие математики,— разработка математического обеспечения, второй — организаторы вычислений на материалах обеспечения, третий — самые обычные, рядовые граждане, «вычислители», осуществляющие сам процесс.

Вам ничего не напоминает это распределение? Математическое (программное) обеспечение — организация вычислений — вычисление (обработка данных). Нужно ли упоминать, что «люди-вычислители» в данной системе назывались «компьютерами»?..

Де Прони не повезло. Разработанные его Бюро таблицы так и не были изданы из-за войны. Однако спустя четыре десятка лет труды де Прони оказались на столе Бэббиджа.

Англичанин, изучив французский метод разделения математических расчетов, пришел в полный восторг. Затем у него возникла идея: а что, если «людей-вычислителей» заменит машина? Ведь вычисления «компьютеров» совсем не сложны, представляя собой сложение и вычитание небольших чисел. Просто их очень много…

Проект стартовал в 1822 г., назывался он Difference Engine и должен был являть собой (в современной нам терминологии) громадный, чрезвычайно сложный арифмометр. Однако, несмотря на неплохое по тем временам правительственное финансирование, он благополучно заглох в 1834 г., его документация осела на складах и полках научных кабинетов. Причин тому было множество; основные из них — халатность главного инженера Джозефа Клемента и потеря интереса к проекту самого Бэббиджа. Дело в том, что уже в 1833 г. математик задумал еще более революционный шаг: заставить машину работать под управлением внешней программы, а не заменить механическим устройством один процесс. Этот агрегат под названием Analytical Engine разрабатывался Чарлзом Бэббиджем на бумаге в 1834 г. Это и был самый первый в мире полностью функциональный компьютер.

Впрочем, не будем заострять внимание на деталях. Подробное описание машины Бэббиджа займет слишком много места. Возможно, мы вернемся к Analytical Engine в следующих номерах ПЛК. В данный момент для нас важнее то, что в 1833 г. Бэббидж встретился с Адой Августой Байрон.

На технологической выставке Бэббидж впервые публично заявил о своей новой разработке. Естественно, его речь была перенасыщена математическими терминами и логическими выкладками, которые неподготовленному лондонскому денди понять было сложно. А Ада поняла, и более того — забросала Чарлза вопросами по существу проблемы. Бэббидж был совершенно очарован дарованиями девушки, а Аде стало, наконец, ясно, что именно она искала. Одержимость юной леди математикой обрела воплощение. И какое! Открылась новая, неизведанная возможность при помощи математики заставить машину помогать человеку решать математические же задачи!

Только ли математические? Да, только. Однако много ли в жизни просвещенного человечества областей, в которых не фигурируют математические задачи?..

Ада с головой погрузилась в проект Бэббиджа. Математика расправила крылья и воспарила. Диалог Бэббиджа и Ады Августы, в личных встречах и в оживленной переписке, продолжался долгие годы.

Нельзя сказать, что жизненные интересы Ады Августы зацикливались исключительно на математике и вычислительной технике. Так, в 1835 г. в возрасте 20 лет Ада Августа вышла замуж за своего давнего обожателя Уильяма, восемнадцатого лорда Кинга. Действительно давнего — лорд Кинг ухаживал за своей суженой в течение 10 лет. Через три года лорду и леди Кингам было пожаловано графство, а с ним и графские титулы. Так наша героиня и получила свое полное имя — Ада Августа Байрон-Кинг, графиня Лавлейс. К этому времени в семействе Лавлейс было уже трое детей.

Вряд ли граф Уильям ощущал себя истинным главой семьи. Несмотря на громкий титул, правила в доме теща, леди Байрон, в очередной раз доказав свой несгибаемый характер. Поначалу граф еще пытался что-то изменить, на чем-то настоять, но потом по-британски пожал плечами, решил, что здоровье дороже, и всецело посвятил себя управлению ленным владением. Графиня Ада занималась с детьми, увлекалась музыкой и продолжала свой диалог с Бэббиджем.

Действующая модель Difference Engine находится в Научном музее Кенсингтона. При ее создании использовались только те технологии, что были доступны во времена Бэббиджа.

Никто не хотел субсидировать изготовление машины Бэббиджа. Проект подразумевал большое количество высокотехнологичных деталей, которые в первой половине XIX столетия обошлись бы спонсирующей стороне невероятно дорого — в куда большую сумму, чем составляли тогда большинство частных состояний империи. Но государство не решалось субсидировать проект, чему виной, не в последнюю очередь, было замораживание первой разработки Бэббиджа. Однако профессор не отчаивался. Он выступал по всей Европе с циклом лекций о своей машине и рассказами о чудесах науки, которые станут доступны, как только она будет построена. Идея будоражила умы, способные видеть будущее.

В 1842 г. выдающийся итальянский математик Луис Менебреа, преподаватель баллистики Туринской артиллеристской академии, опубликовал фундаментальный труд о вычислительной машине Бэббиджа. Книга была написана на французском языке, и Бэббидж обратился к Аде Августе с просьбой перевести ее на язык туманного Альбиона. Графиня Лавлейс, резонно рассудив, что ее матери вполне достаточно, чтобы возиться с зятем, внуками и с многочисленным штатом домашней прислуги, с радостью вернулась в мир математики. Ада Августа решила полностью посвятить себя любимой науке, работе над машиной Бэббиджа и ее широкой популяризации.

В течение девяти месяцев графиня работала над текстом книги, попутно дополнив ее собственными комментариями и замечаниями. Произошло чудо — эти комментарии и замечания сделали ее известной в мире высокой науки, а заодно и ввели в историю.

Она разглядела в машине то, о чем боялся думать сам изобретатель.

Ада Августа предвидела предназначение компьютера еще до того, как его создали. То, что сегодня вошло в нашу жизнь — многофункциональный инструмент для решения огромного количества прикладных задач, Ада разглядела в далеких 40-х гг. XIX в.! Она сформулировала, зачем человеку нужен компьютер:

В середине 1843 г. произошло эпохальное событие. 10 июля Чарлз Бэббидж прочел в очередном письме от Ады:

И буквально через неделю математик получил по почте первую в истории человечества компьютерную программу — алгоритм, представляющий собой список операций для вычисления тех самых чисел Бернулли.

Ада Августа Байрон-Кинг, графиня Лавлейс, скончалась в 1852 г. от рака — в возрасте 37 лет. Она покоится подле усыпальницы своего отца, лорда Байрона, которого ни разу в жизни не видела,— отца, от которого наша героиня, несмотря на все материнские уловки, унаследовала понимание: жить — значит гореть!

С образом Ады Августы связано огромное количество легенд. Часть из них, безусловно, правдива; часть, как водится, сомнительна.

Что с того, что графиня пришла в математику через эзотерику? Что с того, что автографы леди Ады перенасыщены оккультизмом и мистикой? Разве это повод обвешивать монитор соломенными куклами Вуду и устраивать спиритические сеансы на Рабочем столе Windows?

Что с того, что машина, которую так любила Ада, так и не была построена при ее непродолжительной жизни? В 30–40-х гг. ХХ столетия аналогичные Analytical Engine устройства были, наконец, воплощены в металле, ненадолго предварив появление электронно-вычислительных машин.

Что с того, что закат недолгой жизни Ады Августы омрачен нелепыми попытками создания системы для вычисления беспроигрышных ставок в азартных играх? Разве это не было смело? Поиск квадратуры круга — удел беспокойных и дерзких, которым, как известно, поем мы славу.

У нас есть главное! Примечания графини Лавлейс к книге Луиса Менебреа занимают всего 52 страницы. По большому счету, это все, что оставила Ада Лавлейс для истории. Но это — автограф гения. Зачастую 52 страницы могут перевернуть окружающий мир до неузнаваемости. Задумайтесь над этими словами, когда будете работать с вашим компьютером, общаться по Сети или просто перекладывать «косынку».

 На первую страницу