Леди софт

 ВЛАДИМИР ГАКОВ, журналист, писатель-фантаст, лектор. Окончил физфак МГУ. Работал в НИИ. С 1984 г. на творческой работе. В 1990-1991 гг. – Associate Professor, Central Michigan University. С 2003 г. преподает в Академии народного хозяйства. Автор 8 книг и более 1000 публикаций

Леди софт

Нельзя пройти мимо женщины, которой достались лавры первого программиста в истории. Тем удивительнее, что им стала не чудачка, не дурнушка и не «синий чулок», напротив – красавица, аристократка, не обделенная традиционными женскими радостями – любовью, семьей, детьми. Но была у нее еще одна любовь – к математике

Ада Августа Байрон-Кинг, графиня Лавлейс

Умница, красавица

Первая программистка в истории прожила до обидного короткую жизнь, но сколько ж всего успела за отведенные ей неполные четыре десятка лет!

Звали эту замечательную женщину Ада Августа Байрон-Кинг, графиня Лавлейс. Первая фамилия, без сомнения, знакома всем любителям поэзии, и это не совпадение. Будущая создательница компьютерных программ – появившихся, кстати, за полтора века до самих компьютеров! – была дочерью великого английского поэта Джорджа Гордона Байрона. Зато последняя фамилия не имеет ничего общего с героем нравоучительного романа Сэмюэла Ричардсона «Кларисса Харлоу» – бессовестным соблазнителем Лавлейсом, который у нас трансформировался в Ловеласа и со временем стал именем нарицательным.

Ада Байрон родилась 10 декабря 1815 года, и своего знаменитого отца не помнила. Он бросил семью, а мать Ады, леди Милбанк, своего бывшего суженого знать не желала, стараясь и дочь оградить от всякого упоминания об отце. Поэт и лорд к тому времени успел заслужить репутацию первого распутника Британии, а также скандалиста, опасного вольнодумца и вообще «врага общества». Так что его уход от супруги с малышкой на руках никого, собственно, не удивил. Хотя на сей раз причина была совсем не типичной – романтик и бунтарь оставил семью не ради другой женщины, а ради политики. Байрон отправился в «чреватую революцией» Италию, где вступил в тайное общество карбонариев, а позже присоединился к революционной армии Гарибальди. В Англию он больше не вернулся, сложив голову в рядах греческих патриотов, сражавшихся против турок.

Мать воспитывала Аду Байрон, игнорируя сплетни и косые взгляды за спиной: «разведенка» и мать-одиночка – в те годы это был приговор. Девочка получила лучшее домашнее образование, на которое могла рассчитывать. Удивительно, но вместо обычных увлечений, присущих ее сверстницам из знатных семей, Ада Байрон неожиданно увлеклась математикой. Впрочем, мать посчитала эту «дурь» меньшим злом, чем привычные для юных девиц поветрия: чтение любовных романов и сочинение стихов. К чему приводят эти увлечения, брошенная жена поэта знала не понаслышке, но, к счастью для леди Милбанк, ее дочь нашла поэзию и гармонию не в мире слов, а в мире цифр.

А когда мать все же заподозрила неладное – уж слишком часто Ада надолго запиралась в своей спальне – и устроила дочери допрос с пристрастием, та не выдержала и призналась в своем «грехе», вытащив из-под подушки листы, исписанные не стихотворными строфами, а… чертежами. И не чего-либо, а летательного аппарата собственной конструкции! Точнее, что там было нарисовано, мать так и не поняла, но хорошо хоть не стихи…

Между тем отцовские гены все чаще напоминали о себе, не случайно дочь поэта-бунтаря выбрала себе жизненный девиз: «Вы получаете от людей больше, если им противоречите». Дух противоречия постоянно осложнял Аде отношения с близкими и сверстницами. Но он же спас ей жизнь – Ада подхватила корь, в ту пору болезнь неизлечимую, однако выжила, хотя на три года была прикована к постели. Все это время больная не только боролась за жизнь и лечилась, но еще и училась. На врачей и преподавателей мать денег не жалела, и один из учителей Ады, известный математик и мистик-эзотерик Огастес де Морган, окончательно заразил впечатлительную и умную пациентку магией цифр и красотой уравнений. Той самой «алгеброй, поверяемой гармонией», которая определила дальнейшую жизнь дочери Байрона.

Творец и муза

Когда болезнь все-таки отступила, Аде исполнилось уже шестнадцать. В этом возрасте девушки из благородных семей впервые выходили в свет, а их матери начинали придирчиво подбирать для своих дочерей будущих женихов.

У дочери Байрона с этим проблем не предвиделось. Репутация репутацией, но все же ее беспутный отец был членом могущественного шотландского клана Гордонов, заседал в палате лордов. Да еще и самый модный поэт – не в Англии, в мире! С ним, «великим и ужасным», мечтали познакомиться все тогдашние светские красавицы. А самые видные женихи Британии точно так же ждали знакомства с дочерью «того самого Байрона». А когда выяснилось, что стройная бледнолицая (три года домашнего заточения дали себя знать) красавица еще и умна, и образованна, Ада Байрон стала главной героиней светских раутов.

Судьба позаботилась о ней – лучшего времени для первого появления в свет для девушки, сведущей в науках, трудно было представить. На дворе стоял XIX век, первые его десятилетия, уже подарившие миру много великолепных достижений технического прогресса. Наука и техника из хобби чудаков-одиночек превратилась в повальное увлечение, захватившее и высший свет европейских столиц. Конечно, в аристократических салонах мало кто всерьез разбирался в науках, в лучшем случае это было чистой воды любительством. (В английском языке и само-то слово «ученый» – scientist – вошло в обиход лишь в 1836 году!) Но приглашать на светские рауты знаменитых ученых стало хорошим тоном, как и обсуждать за обеденным столом новости с научного фронта, перемежая их дворцовыми сплетнями и политикой.

После того как дочь лорда Байрона представили королю, вокруг знатной – и умной! – невесты на выданье сразу же закружился хоровод самых блестящих претендентов на ее руку и сердце. Соперницам Ады, не скрывавшим досады, оставалось лишь распускать слухи о том, что тут дело нечисто – наверняка не обошлось без помощи потусторонних сил. Оккультная мистика тогда в Англии тоже была модной, так что эти «наветы» только увеличивали популярность дочери Байрона. Мистика привлекала и ее: «Клянусь дьяволом, не пройдет и десяти лет, и я высосу достаточно жизненного сока из тайн мироздания. Так, как этого не могут сделать обычные смертные умы и уста. Никто не знает, какая чудовищная сила лежит еще неиспользованной в моем маленьком гибком существе». Согласитесь, не часто такое прочитаешь в дневнике шестнадцатилетней красавицы.

Что касается матери Ады, то у леди Милбанк глаза разбегались от обилия выбора. Тогда мнение самих потенциальных женихов и невест ничего не значило – их судьбу решали родители, подбиравшие своим детям не любимых и спутников жизни, а лишь «выгодные партии». Однако дочь, верная своей фамилии, все решила сама. И выбрала не жениха, не мужа и не отца будущих детей (хотя таковой мужчина и появится в ее жизни, но чуть позже), а для начала друга, коллегу и соратника по увлечению. Это был известный ученый-математик – и, по общему убеждению, чудак, если не безумец! – Чарльз Бэббидж. Профессор Кембриджа, член Королевского общества, автор научных трудов и… создатель первого «компьютера»!

С главным творением Бэббиджа читатель журнала уже успел познакомиться, если не пропустил короткую заметку в №1-2/2013. А будущая «первая программистка» встретилась с создателем первой в истории счетно-вычислительной машины с программным управлением на одной из тогдашних технических выставок. Аде было 17, а маститый ученый только что разменял пятый десяток, и ничего «такого» между ними, конечно, случиться не должно было, иначе скандал вышел бы грандиозный, совсем в духе ее отца! И не случилось – Ада Байрон (позже сменившая фамилию и ставшая графиней Лавлейс) и Чарльз Бэббидж остались коллегами, деловыми партнерами и друзьями по увлечению. Даже слова «деловые партнеры» здесь вряд ли уместны – юная аристократка стала помогать одержимому чудаку-профессору не ради денег или перспектив на замужество – просто по велению души.

Аналитическая машина Бэббиджа

Ткацкий станок  Жаккара

Перфокарта Жаккара

Уж больно ее захватила «безумная идея» Бэббиджа – его «аналитическая машина». Стоит напомнить, что в этом давнем прообразе современного компьютера были предусмотрены кроме всего прочего и программы. Основная «записывалась» на управляющем барабане (читатели со стажем, вероятно, помнят шкафы, в которых вращались такие барабаны с магнитными лентами), а дополнительные программы вводились с помощью перфокарт. Их еще в 1801 году придумал французский изобретатель Жозеф Жаккар, но для управления не вычислительной машины, а всего лишь… ткацким станком! Перфокарты позволяли быстро менять узоры на тканях, и эту идею приспособил под свою задумку Бэббидж при помощи своей благородной (во всех смыслах) добровольной помощницы.

Конкретно изобретатель предполагал, что машиной можно будет управлять с помощью двух наборов перфокарт – «управляющих» (operation cards) и «карт переменных» (variable cards). Первые (из которых, по замыслу Бэббиджа, можно было составить библиотеку функций) должны были управлять процессом обработки данных, записанных на вторых. Кроме того, в конструкции было предусмотрено устройство выводов результатов на такие же перфокарты.

Революционный коммент

Аду Байрон сразу же захватила идея машины, которая «будет способна ткать математические уравнения так же искусно, как ткацкий жаккардовый станок узоры из цветов и листьев». При этом Ада вовсе не собиралась обрекать себя на добровольное заточение в мире формул – в двадцатилетнем возрасте она, наконец, успокоила сердце матери, выйдя замуж. Причем по любви, отдав руку и сердце своему давнему поклоннику. Лорд Уильям Кинг был старше Ады на девять лет и влюбился в нее, когда та еще играла в куклы. Спустя три года после свадьбы мужу Ады Кинг, к тому времени матери троих детей, был пожалован графский титул. И новоиспеченная графиня Лавлейс, решив, что сполна выполнила свой материнский долг, переложила воспитание потомства на плечи матушки и снова с головой окунулась в пленительный мир математики.

А когда в начале 1840-х годов идеями Бэббиджа заинтересовался известный итальянский математик Луиджи Менабреа (он преподавал баллистику в артиллерийской академии в Турине), то перевести на английский его книгу, посвященную «паровому компьютеру» британского коллеги, взялась та же графиня Лавлейс. Она работала над текстом книги долгие девять месяцев и в результате произвела на свет еще одно «дитя» – перевод с собственными пространными комментариями и замечаниями. Именно они – эти комментарии и замечания – «записали» имя Ады Лавлейс в историю науки. А конкретно – в Зал славы истории компьютерного «софта».

Собственный текст переводчицы занимал более полусотни страниц убористым почерком и содержал идеи, будоражащие, революционные, пророческие. Если Бэббидж за полтора века до появления компьютеров разработал их техническую основу и принципы работы, то его помощница столь же прозорливо увидела весь диапазон применения. Иными словами, Ада Лавлейс первой задумалась не над вопросом, как эти машины будут работать, а над другим, важность которого в полной мере человечество оценило полтора столетия спустя: «Какие задачи они смогут решать?»

По мнению помощницы Бэббиджа, задачи самые разнообразные. Все дело не в машине, а в программе – универсальное устройство будет делать все, что ему укажут программисты. «Многие лица, недостаточно знакомые с математикой, считают, что роль машины сводится к получению результатов в цифровой форме, а природа самой обработки данных должна быть арифметической и аналитической. Это заблуждение. Машина может обрабатывать и объединять цифровые величины точно так же, как если бы они были буквами или любыми другими символами общего характера, и фактически она может выдать результаты в алгебраической форме… Возможностям аналитической машины нет границ… Ее суть и предназначение могут произвольно меняться в зависимости от того, какую информацию мы в нее вкладываем. Машина сможет писать музыку, рисовать картины, а кроме того, укажет науке такие пути развития, которые мы не в состоянии себе вообразить». Это, согласимся, уже не «просто вычисления»…

В своих восьми примечаниях графиня Лавлейс ставит три главные проблемы: как будет работать «аналитическая машина», на что она способна в теоретическом плане и как писать программы для решения конкретных задач с помощью такой машины.

В первом примечании (они были обозначены латинскими буквами – от A до H) автор указывает на принципиальное отличие «аналитической машины» Бэббиджа от ее предшественницы – «дифференциальной» (или «разностной») – по сути, просто очень мощного для своего времени калькулятора. «Аналитическая машина» призвана не просто считать, а управлять математическими операциями: «Под «операциями» мы понимаем любой процесс, который изменяет взаимное отношение двух или более вещей, какого бы рода ни были эти отношения. Это наиболее общее определение (охватывающее все предметы во Вселенной)… Операционный механизм может быть приведен в действие независимо от объекта, над которым производится операция… Этот механизм может действовать не только над числами, но и над другими объектами, основные соотношения между которыми могут быть выражены с помощью абстрактной науки об операциях и которые могут быть приспособлены к действию операционных обозначений и механизма машины. Предположим, например, что соотношения между высотами звуков в гармонии и музыкальной композиции поддаются такой обработке; тогда машина сможет сочинять искусно составленные музыкальные произведения любой сложности или длительности». Машина с мультимедийными функциями, увиденная более чем полтора века назад!

Программа на будущее

Наиболее интересно для истории программирования, каторое предстоит создать спустя век с лишним, четвертое примечание (D). Там все, наоборот, предельно конкретно – написана программа решения (с помощью той же «аналитической машины») системы двух линейных уравнений с двумя неизвестными. От введенного «программисткой-любительницей» понятия «рабочей переменной» оставался лишь шаг до основы основ будущих языков программирования – оператора присваивания…

И в следующем примечании (Е) написана, по сути, конкретная программа – машинного решения функций вида: Y= a + bx, Y = A + BcosX. Первые варианты дал автор книги Луиджи Менабреа, переводчица же развивает и обобщает его мысли, а походя впервые же вводит понятия «цикл операций» – одной из фундаментальных конструкций структурного программирования, а также «цикл циклов».

И, наконец, в примечании G приведена третья конкретная программа – вычислений чисел Бернулли, для чего графиня Лавлейс обогатила будущую науку программирования еще одним ценным понятием – «рекурсивные вложенные циклы».

Подробный алгоритм вычисления чисел Бернулли был изложен Адой Лавлейс чуть раньше – в письме Бэббиджу от 13 июля 1843 года. А за три дня до того он же получил еще одно письмо от своей добровольной помощницы, в котором она признавалась: «Я хочу вставить в примечания кое-что о числах Бернулли – в качестве примера того, как неявная функция может быть вычислена с помощью вашей машины безо всякого участия человека… Не знаю, ангел я или дьявол, но для вас, Чарльз Бэббидж, я выполняю поистине дьявольский труд, просеивая числа Бернулли».

Читателям журнала, которые в отличие от автора статьи профессионально занимаются программированием, советую еще раз обратить внимание на дату. И на то, что эти идеи более чем полтора века назад выдвигались не каким-то тогдашнем светилом науки, а молодой аристократкой, матерью троих детей, для которой математика была лишь хобби.

Они все-таки были достойны друг друга – первый творец компьютерного железа и создательница первых программ. Два гениальных чудака, намного опередивших свое время. Оба понятия не имели, как назовут их догадки полтора века спустя, поэтому излагали свои мысли, на наш взгляд, путано и смутно, используя ту терминологию, которую могли понять современники. И если Бэббидж называл составные элементы своего изобретения с помощью предельно доступных, обыденных понятий – «мельница», «склад» и тому подобных, то леди Ада, напротив, постоянно обращалась к еще большей зауми в глазах непосвященных, чем математика. Она охотно цитировала мистиков,оккультистов, превращая свои математические откровения в сущую кабалистику.

В американских салунах времен освоения Дикого Запада можно было часто увидеть предостерегающую надпись: «Не стреляйте в пианиста – он играет, как умеет». Не стоит строго судить и провидцев – они пророчат, как умеют, на основании знаний и на языке, которые им доступны. А порой и отвлекаясь на то, что мы сегодня считаем пустяками, но века назад представлялось чем-то важным и значительным.

Например, графиня Лавлейс оказалась еще и азартным игроком – как, кстати, многие великие математики. Ее тоже манила возможность найти какую-то точную формулу беспроигрышной игры, свои математически вычисленные «три карты, три карты». Да и оставшемуся на бобах Бэббиджу хотелось помочь – еще раз… Поэтому остаток своей краткой жизни графиня вместе с мужем, таким же азартным игроком, провела в поисках «верной формулы» для ставок на бегах. Как не трудно догадаться, безуспешно. К 1848 году сами супруги Лавлейс оказались по уши в долгах, часть из которых великодушно выкупила мать Ады. Спустя два года ее дочь серьезно заболела. Все усилия врачей оказались бессильны – Ада Лавлейс скончалась в ноябре 1852 года на 37-м году жизни. В том же, кстати, возрасте, что и ее отец.

Похоронили их рядом, в родовой усыпальнице Байронов. Известный американский писатель-фантаст и один из гуру движения «киберпанк» (о котором я писал в одном из номеров «СА») с удивлением и нескрываемым восхищением обнаружил, что с наступлением нового, компьютерного, века число посетителей, желающих взглянуть на могилу графини Лавлейс, превысило число тех, кто пришел отдать дань памяти великому поэту. Нынешние же творцы компьютерного «софта» по-своему отметили свою основоположницу – в 1970-х годах один из компьютерных языков, разработанный по заказу Пентагона, был официально назван ADA. А день рождения Ады Лавлейс, 10 декабря, с недавнего времени отмечается как неофициальный День программиста.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи