четверг, 10 декабря 2015 г.

Жить — значит гореть! 200 лет первому в мире программисту - Аде Августе Лавлейс

Акварельный портрет
Ады Кинг, графини Лавлейс.
Альфред Эдвард Шалон
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

Жизнь Ады Лавлейс образует некий мифический резонанс с нашим цифровым веком: почтительные посещения могилы Ады теперь превосходят численностью паломничества на могилу ее отца, поэта Байрона.
Брюс Стерлинг

10 декабря стало Днем программиста в честь родившейся в этот день первой представительницы этой не слишком древней профессии, Ады Байрон. Именно потому, что дочь поэта Байрона осталась в истории науки — справедливо или нет — доброй феей, склонившейся к колыбели первого компьютера. Объявляя себя "Великой жрицей машины Бэббиджа", Ада и в самом деле была чем-то большим, нежели просто символической фигурой викторианских салонов…

Портреты Джорджа Гордона Байрона
и Анны Изабеллы Милбенк
Ада Августа Байрон-Кинг, графиня Лавлейс, появилась на свет ровно 200 лет назад, 10 декабря 1815 г. в Лондоне в незаурядной для консервативной чопорной страны семье. По настоянию её отца, поэта Джорджа Ноэля Гордона, лорда Байрона, в чьих жилах текла кровь могущественного шотландского клана Гордонов, девочка получила первое имя Огаста (Августа) в честь его сводной (по отцу) сестры, с которой у него, по слухам, был роман и которой поэт посвятил знаменитые "Стансы Августе". Отец, в первый и последний раз видевший свою дочь через месяц после рождения, оставив супругу, отправился в революционную гарибальдийскую Италию, когда девочке было два месяца, и в семейном кругу больше не появлялся. 21 апреля 1816 года Байрон подписал официальный развод. Многочисленные биографы неизменно упоминают, что отец посвятил крошке Аде, своему единственному законнорожденному ребёнку, всего лишь несколько трогательных строк в "Паломничестве Чайльд Гарольда" (перевод Г. Шенгели):
"О дочь моя! Я именем твоим
Открыл главу; им и закончить надо.
Вовек тебе останусь я родным,
Хоть на тебя нельзя мне бросить взгляда.
Лишь ты - в тенях далеких лет - отрада.
В твои виденья будущие мой
Войдет напев, забытый мной измлада,
И тронет сердце музыкой живой,
Когда мое замрет в могиле ледяной
".
В таком же тоне идет еще несколько строф, и завершаются они отцовским благословением:
"Спи в колыбели сладко, без волненья:
Я через море, с горной высоты
Тебе, любимой, шлю благословенье,
Каким могла б ты стать для моего томленья!
",

Ада Байрон в возрасте четырех лет,
из миниатюры в медальоне,
переданном лордом Байроном его сестре
но при этом в письме к своей кузине заранее беспокоился: "Надеюсь, что боги ей дали все, кроме поэтического дара — одного безумца в семье довольно…". Но были и другие строки посвященные дочери. Вот отрывок из "Прощания с леди Байрон" (перевод И. Козлова):
"И в час, как нашу дочь ласкаешь,
Любуясь лепетом речей,
Как об отце ей намекаешь?
Ее отец в разлуке с ней.
Когда ж твой взор малютка ловит, —
Ее целуя, вспомяни
О том, тебе кто счастья молит,
Кто рай нашел в твоей любви.
И если сходство в ней найдется
С отцом, покинутым тобой,
Твое вдруг сердце встрепенется,
И трепет сердца — будет мой
".

Ада Лавлейс в детстве
гравюра по рисунку Фрэнка СТОУНА
Воспитание первого в мире программиста целиком легло на хрупкие плечи матери — прелестной Анны Изабель (Анабеллы) Милбэнк, леди Байрон, "незаурядной женщины, поэтессы, математика, философа", как охарактеризовал ее еще в 1813 году Байрон, давший ей прозвище "Королева Параллелограммов". Впрочем не сразу: мать новорождённой, отдав ребёнка родителям, отправилась в оздоровительный круиз. Вернулась она уже тогда, когда ребёнка можно было начинать воспитывать. В различных биографиях высказываются различные утверждения относительно того, жила ли Ада со своей матерью: некоторые утверждают, что её мать занимала первое место в её жизни, даже в браке; по другим источникам, она никогда не знала ни одного родителя. Супруга поэта не стала впадать 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, вплоть до того, что из семейной библиотеки были изъяты все книги её отца, а заодно и вся поэзия! Кроме того, после развода её мать и родители матери никогда не называли её Августой, а только лишь Адой.

детский портрет Ады работы графа Альфреда д'Орсэ
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.

Портреты Августа де Моргана
и Мэри Соммервиль
Период болезни ввел в круг общения Ады Байрон великолепного шотландского математика, логика и мистика Августа де Моргана, бывшего учителя её матери, и его жену, знаменитую Мэри Сомервилль, которую за выдающиеся достижения в математике и переводные труды с комментариями (в частности с французского "Трактат о небесной механике" математика и астронома Пьера-Симона Лапласа) называли "королевой науки XIX века". Де Морган, большой специалист в эзотерической нумерологии, очаровал впечатлительную, жаждущую чуда девочку магией чисел, обратил строгую логику математики в волшебство, определившее дальнейшую жизнь будущей графини Лавлейс. Учитель был настолько высокого мнения о способностях своей ученицы, что сравнивал ее с итальянским математиком Марией Аньези. Мэри же стала для своей воспитанницы примером для подражания… Леди Байрон так и не удалось вытравить поэзию из сердца дочери. Она одержимо писала стихи — с помощью математики.

Байрон умер в возрасте 36 лет (в 1824 году), в Греции, за которую сражался (Греческая война за независимость, греческая революция — вооружённая борьба греческого народа за независимость от Османской империи, 1821-1832 гг.), отдав ей всего себя — свои силы, талант и средства. Его останки перевезли в Англию — в родовой склеп в церкви Ханкелл-Торкард, у Ньюстедского аббатства. Аде в ту пору было всего 9 лет, и она только-только начала поправляться, поднявшись с постели.


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. В 12 лет Ада мечтала не о сказочном принце, а о механических крыльях, которые смогли бы оторвать ее от земли и поднять в небо. И не просто мечтала, а сочиняла крылья! Ада унаследовала у матери любовь к математике и многие черты отца, в том числе, близкий по эмоциональному складу характер… Говорят, с тех пор в комнате юной леди ночевали не только "Мифы Древней Греции", но и труды Блеза Паскаля, Исаака Ньютона, братьев Бернулли и прочих математических грандов. Впрочем, есть свидетельства, что Ада тайком писала стихи, стыдясь этого как какой-нибудь наследственной чумы. Свои поэтические наклонности она реализовала гораздо позднее. В тридцать лет Ада написала матери: "Если ты не можешь дать мне поэзию, не дашь ли ты мне тогда поэтическую науку?"

в возрасте 17 лет
И вот Аде исполнилось 17. Её ожидает первый выход в свет… Ада Байрон произвела фурор. Столичные джентльмены осаждали прекрасную барышню толпами, вмиг растеряв ортодоксальную британскую чопорность. Для понимания истоков феномена Ады 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 светскости. 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 своей среде женщины-математика. Более того, общество жаждало обожать такую женщину!

И Ада не разочаровывала их! Стройная, изысканно-бледная (сказывались 3 года заточения), умная, великолепно образованная, да к тому же по натуре в немалой степени — дочь того самого Байрона, лорда и поэта! Она прекрасно танцевала, играла на нескольких инструментах, красиво, со вкусом одевалась, знала несколько языков. Но то были далеко не единственные ее достоинства. Увлеченность, посеянная в свое время де Морганом, дала обильные всходы. С обворожительной улыбкой она могла своими вопросами заставить любого самого невозмутимого джентльмена краснеть, бледнеть и заикаться и, если верить слухам, зналась с нечистой силой, иначе откуда такой ум и логика, ставившая в тупик лондонских денди, за плечами у которых был Оксфорд или Кембридж? 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 - 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. Впрочем, 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) юной Аде Байрон был представлен выдающийся математик, профессор кафедры математики Кэмбриджского университета, член Королевского научного общества Чарлз Бэббидж — человек, судьба которого неразрывно переплелась с судьбой нашей героини. Имя Чарльза Бэббиджа юная мисс Байрон впервые услышала за обеденным столом от Мэри Сомервилль. Спустя несколько недель, 5 июня 1833 года, они впервые увиделись. 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 - сильнейшие математики во главе с Адриеном Лежандром и Лазаром Карно разрабатывали математическое обеспечение, второй — "среднее звено" организовывало процесс вычислений и следило за тем, чтобы он не давал сбоев, третий — десятки самых обычных рядовых счетчиков вели непосредственные расчеты. 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" (от английского "compute" - "вычислять")?

Чарльз Бэббидж и его разностная машина
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", этот "ненадежный человеческий материал", заменить более передовыми механическими устройствами? 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. В нем были предусмотрены центральный процессор (в терминологии Бэббиджа — "мельница"), ввод программ ("инструкций") с помощью перфорированных карт (подобного термина тогда еще не существовало, однако прототип современной карты был хорошо известен и применялся с 1801 года в ткацком станке Жаккарда), блок памяти ("амбар") на 1000 регистров, в котором хранились исходные данные и промежуточные результаты, печатающее устройство, роль которого выполнял печатный пресс. Внутреннее представление чисел было десятичным. Числа можно было передавать на "мельницу", обрабатывать там и возвращать в тот или иной регистр "амбара". Агрегат, состоявший из тысяч механических зубчатых колес, автор предполагал приводить в действие единственной известной к тому времени силой — паром. Кстати, в 1991 году английские ученые по чертежам Бэббиджа построили механическую вычислительную машину (находится в Научном музее Кенсингтона). Одна операция деления или умножения занимает у нее 2-3 минуты. Быстродействие современных ЭВМ составляет 10 в 8-й степени операций в секунду.

Впрочем, не будем заострять внимание на деталях. Подробное описание машины Бэббиджа тема отдельного разговора. Гораздо важнее для нас то, что в 1833 г. Бэббидж встретился с юной 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. Де Морган не без гордости за ученицу так описывает первую встречу Ады с пра-компьютером: "Пока часть гостей в изумлении глядела на это удивительное устройство глазами дикарей, первый раз увидавших зеркало, мисс Байрон, совсем еще юная, смогла понять работу машины и оценила большое достоинство изобретения". Более того — она 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?…

Бэббидж, который был знаком с Анабеллой Байрон, поддерживал увлечение девушки математикой, постоянно следил за научными занятиями Ады, подбирал и посылал ей статьи и книги, в первую очередь по математическим вопросам. 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. Чарльз Бэббидж искренне полюбил эту девушку, он находил в ней главное, что ценил в людях, — остроту ума. Быть может, сыграло роль и то, что Ада была почти ровесницей его рано умершей дочери. Всё это привело к тёплому и искреннему отношению к Аде.

Сэр Уильям Кинг
Нельзя сказать, что жизненные интересы Ады Августы зацикливались исключительно на математике и вычислительной технике. Так, в июле 1835 г. в возрасте 20 лет Ада Августа вышла замуж за своего давнего обожателя Уильяма, восьмого лорда Кинга. Действительно давнего — лорд Кинг ухаживал за своей суженой в течение 10 лет. Сэр Уильям, которому в то время исполнилось 29 лет, был спокойным, уравновешенным и приветливым человеком. Он с одобрением относился к научным занятиям своей жены и даже поощрял ее в них.


Ада Лавлейс
Маргарет Сара Карпентер
Очень выразительна автохарактеристика, данная Адой в одном из писем Бэббиджу: "Мой мозг — нечто большее, чем просто смертная субстанция; я надеюсь, время покажет это (если только мое дыхание и прочее не будут слишком быстро прогрессировать к смерти). Клянусь дьяволом, что не пройдет и десяти лет, как я высосу некоторое количество жизненной крови из загадок вселенной, причем так, как этого не смогли бы сделать обычные смертные умы и уста. Никто не знает, какие ужасающие энергия и сила лежат еще неиспользованными в моем маленьком гибком существе. Я сказала "ужасающие", т. к. Вы можете вообразить, что это означает в некоторых обстоятельствах. Граф Л. иногда говорит: "Каким генералом могла бы ты быть". Представьте меня со временем в общественных и политических заботах (я всегда мечтала обладать мировой властью, силой и славой — эта мечта никогда не сбудется…). Для вселенной хорошо, что мои устремления и честолюбие навсегда связаны с духовным миром и что я не собираюсь иметь дела с саблями, ядами и интригами".

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. Супруги Лавлейс вели светский образ жизни, регулярно устраивая приёмы и вечера в своём лондонском доме и загородном имении Окхат-Парк. Замужество Ады не отдалило её от Бэббиджа; их отношения стали ещё более сердечными.

Портрет Ады Лавлейс (1838)
Уильям Генри Моут (Mote)
У супругов Лавлейс 12 мая 1836 года родился сын, названный Байроном, 22 сентября 1837 – дочь Анабелла (Леди Энн Блюн), а 2 июля 1839 года – сын Ральф Гордон. Естественно, это оторвало Аду на время от занятий математикой. В это же время 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. Вскоре после рождения третьего ребёнка она обращается к Бэббиджу с просьбой подыскать ей преподавателя математики. При этом она пишет, что имеет силы дойти так далеко в достижении своих целей, как она этого пожелает. Бэббидж в письме от 29 ноября 1839 года отвечает Лавлейс: “Я думаю, что Ваши математические способности настолько очевидны, что не нуждаются в проверке. Я навёл справки, но найти в настоящее время человека, которого я мог бы рекомендовать Вам как преподавателя, мне не удалось. Я продолжу поиски".

Ада была маленького роста, и Бэббидж, упоминая о ней, часто называл её феей. Однажды редактор журнала "Examinator" описал её следующим образом: "Она была удивительна, и её гений (а она обладала гениальностью) был не поэтический, а математический и метафизический, её ум находился в постоянном движении, который соединился с большой требовательностью. Наряду с такими мужскими качествами, как твёрдость и решительность, леди Лавлейс присущи были деликатность и утонченность наиболее изысканного характера. Её манеры, вкусы, образование… были женскими в хорошем смысле этого слова, и поверхностный наблюдатель никогда не смог бы предположить силу и знание, которые лежали скрытыми под женской привлекательностью. Насколько она питала неприязнь к легкомыслию и банальностям, настолько она любила наслаждаться настоящим интеллектуальным обществом."

Портрет Ады Лавлейс (ок.1840)
работа неизвестного
С начала 1841 года Лавлейс серьёзно занялась изучением машин Бэббиджа. В одном из писем к Бэббиджу Ада пишет: "Вы должны сообщить мне основные сведения, касающиеся Вашей машины. У меня есть основательная причина желать этого". В письме от 12 января 1841 года она излагает свои планы: "…Некоторое время в будущем (может быть в течение 3-х или 4-х, а возможно, даже многих лет) моя голова может служить Вам для Ваших целей и планов… Именно по этому вопросу я хочу серьёзно поговорить с Вами". Это предложение было с признательностью принято Бэббиджем. С того времени их сотрудничество не прерывалось и дало блестящие результаты. Однако вскоре над Бэббиджем стали сгущаться тучи. На родине его непонятный агрегат вышел из моды, и изобретатель вынужден был отправиться с лекциями на континент.

В октябре 1842 г. выдающийся итальянский математик и инженер Луиджи Федериго Менабреа, преподаватель баллистики Туринской артиллерийской академии (впоследствии генерал в армии Гарибальди, а затем премьер-министр Италии) опубликовал в Общественной Библиотеке Женевы "Очерк Аналитической машины, изобретенной Чарльзом Бэббиджем", на основе семинара Чарльза Бэббиджа о своей аналитической машине. 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, решив полностью посвятить себя любимой науке, работе над машиной Бэббиджа и ее широкой популяризации. Таким образом замужество не только не помешали Аде с упоением отдаться тому, что она считала своим призванием, но даже облегчило её труды: у неё появился бесперебойный источник финансирования в виде фамильной казны графов Лавлейсов.

В течение девяти месяцев графиня работала над текстом книги, попутно дополнив ее, по совету Бэббиджа, собственными комментариями и замечаниями. Перевод статьи Менабреа занимал 20 страниц, примечания же Ады Лавлейс — в два с половиной раза больше, 50 страниц. Одно это сопоставление показывает, что Ада Лавлейс отнюдь не ограничилась ролью простого комментатора. При этом статья Менабреа касался в большей степени технической стороны дела, тогда как примечания Лавлейс — математической. После получения первых корректур 4 июля 1843 года она пишет Бэббиджу: "Я хочу ввести пример в одно из примечаний: вычисление чисел Бернулли в качестве примера вычисления машиной неопределенной функции без предварительного решения с помощью головы и рук человека. Пришлите мне необходимые данные и формулы. Я – дьявол или ангел? Я работаю подобно дьяволу для Вас, мой дорогой Бэббидж: я просеиваю Вам числа Бернулли". По ее просьбе Бэббидж прислал все необходимые сведения и, желая избавить Аду от трудностей, сам составил алгоритм для нахождения этих чисел. Но допустил очень грубую ошибку в составлении алгоритма, и Ада сразу же это обнаружила. Она самостоятельно написала программу для вычисления чисел Бернулли. Эта программа, признанная первой программой, специально реализованной для воспроизведения на компьютере, представляет исключительный интерес, поскольку величина, сложность и математическая постановка данной задачи не идут ни в какое сравнение с элементарными примерами. Этот пример позволил Лавлейс в полной мере показать методику программирования на Аналитической машине и те преимущества, которые дает последняя при подходящем методе вычислений. 6 июля 1843 года работа была передана в типографию. И произошло чудо — эти комментарии и замечания сделали ее известной в мире высокой науки, а заодно и ввели в историю.

Предвосхищая "этапы" компьютерного программирования, Ада Лавлейс, так же как и современные математики, начинает с постановки задачи, затем выбирает метод вычисления, удобный для программирования, и лишь тогда переходит к составлению программы. Эта программа вызвала восторг Бэббиджа, он не жалел хвалебных слов для её автора, и они были вполне заслуженными. Поддержка и теплые слова укрепляли уверенность Ады и давали ей силы для работы. Успехи давались ей с большим напряжением и не без ущерба для здоровья, на что она неоднократно жалуется в письмах Бэббиджу. Лавлейс хотелось, чтобы эта и последующие работы, о которых она мечтала, могли как-то связываться с ее именем. Однако в то время считалось неприличным для женщины издавать свои сочинения под полным именем, и, Ада решает поставить на титуле только свои инициалы - AAL (Augusta Ada Lovelace). Поэтому её труды, как и работы многих других женщин-учёных, долго пребывали в забвении.

Комментарии Лавлейс заложили основы современного программирования, базирующегося на тех идеях и принципах, которые были ею высказаны. В них были приведены три первые в мире вычислительные программы, составленные ею для машины Бэббиджа. Самая простая из них и наиболее подробно описанная — программа решения системы двух линейных алгебраических уравнений с двумя неизвестными. При разборе этой программы было впервые введено понятие рабочих ячеек (рабочих переменных) и использована идея последовательного изменения их содержания. От этой идеи остается один шаг до оператора присвоения — одной из основополагающих операций всех языков программирования, включая машинные. Вторая программа была составлена для вычисления значений тригонометрической функции с многократным повторением заданной последовательности вычислительных операций; для этой процедуры Лавлейс ввела понятие цикла — одной из фундаментальных конструкций структурного программирования: "Под циклом операций следует понимать любую группу операций, которая повторяется более одного раза". Организация циклов в программе значительно сокращает ее объем. Без такого сокращения практическое использование Аналитической машины было бы нереальным, т. к. она работала с перфокартами, и требовалось бы огромное их количество для каждой решаемой задачи. В третьей программе, предназначенной для вычисления чисел Бернулли, были уже использованы рекуррентные вложенные циклы. В своих комментариях Лавлейс высказала также великолепную догадку о том, что вычислительные операции могут выполняться не только с числами, но и с другими объектами, без чего вычислительные машины так бы и остались всего лишь мощными быстродействующими калькуляторами.

Чарльз Бэббидж нашел в лице Ады исключительную пропагандистку своего изобретения. Говорила ли она об аналитической машине, что "возможности ее механизмов столь обширны, что она станет правой рукой любого специалиста по абстрактной алгебре", или о способности машины "ткать алгебраические идеи так же, как станок Жаккара ткет цветочки и листики", — Ада умела находить ясные и точные слова. Уже в то время Ада Лавлейс отдавала себе полный отчет в колоссальной "широте спектра" возможностей универсальной вычислительной машины. Вместе с тем она очень четко представляла себе границы этих возможностей: "Желательно предостеречь против преувеличения возможностей Аналитической машины. Аналитическая машина не претендует на то, чтобы создавать что-то действительно новое. Машина может выполнить все то, что мы умеем ей предписать. Она может следовать анализу; но она не может предугадать какие-либо аналитические зависимости или истины. Функции машины заключаются в том, чтобы помочь нам получить то, с чем мы уже знакомы". Она разглядела в машине то, о чем боялся думать сам изобретатель: "Суть и предназначение машины изменятся от того, какую информацию мы в нее вложим. Машина сможет писать музыку, рисовать картины и покажет науке такие пути, которые мы никогда и нигде не видели".

Кстати, музыка не случайно была второй страстью Ады, после математики. Она считала, что язык музыки, как и язык математики, выводит ее на контакт с Высшими Силами — "ещё один язык для неземных бесед".

Объясняя, что машина Бэббиджа работает не только с числами, но и с абстрактными связями между понятиями, Ада ссылается на "фундаментальные отношения между звуками в науке о гармонии и музыкальной композиции", которые сделают возможным "научное сочинение сколь угодно сложных и продолжительных музыкальных произведений". 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.! Но графиня сделала и следующий шаг, определив перспективные возможности машины: "Разработка и пакетная обработка любых функций… Машина — механизм выражения любой неопределенной функции любой степени общности и сложности.".

Невзирая на неслыханный апломб девушки ("Я думаю, что обладаю уникальным сочетанием качеств, обрекающих меня, как никого другого, на обнаружение в природе скрытой реальности...", "Для Вселенной хорошо, что мои устремления и честолюбие навсегда связаны с духовным миром, и что я не собираюсь иметь дела с саблями, ядом и интригами вместо X, Y и Z"), которая впрочем обманувшись в своих надеждах в отношении цвета британской науки, впоследствии увлеклась месмеризмом, Бэббидж признавался в искренних дружеских чувствах к своей "повелительнице чисел", о чем свидетельствует небольшая записка, объявляющая о его приезде, датированная 9 сентября 1843 года:
"Моя дорогая леди Лавлейс !
Отчаявшись дождаться появления у меня свободного времени, я решил бросить все и отправиться в Эшли, захватив с собой достаточно бумаг, чтобы забыть об этом мире, всех его заботах и, если удастся, его бесчисленных шарлатанах — словом, обо всем, кроме Повелительницы чисел.
Живете ли Вы сейчас в Эшли? Не отвлечет ли Вас мой приезд от Ваших дел? Я приеду в среду, или в четверг, или в любой другой день, если Вам так будет удобнее. Сворачивать я должен буду в Тоунтоне или в Бриджуотере? При Вас ли Арбогаст [автор книги "Об исчислении производных"]? Я хотел привезти несколько книг, посвященных этой чудовищной проблеме — проблеме трех тел, которая почти так же темна, как и знаменитая De Tribus Impostoribus1. Так что если Арбогаст у Вас, я привезу что-нибудь другое.
С Богом, моя дорогая и достопочтенная толковательница.
Ваш, как никогда,
Ч. Бэббидж
".

С 1844 года, Ада Лавлейс всё больше увлекается игрой на скачках, тем более, что сама прекрасно ездила и любила лошадей. На скачках играли и Бэббидж и Вильям Лавлейс, причём Бэббидж интересовавшийся прикладными вопросами теории вероятностей, рассматривал с этих позиций и игру на скачках и искал оптимальную систему игры. Кроме того, таким способом они хотели раздобыть недостающую сумму на строительство аналитической машины Бэббиджа. Увы, богатеть на азартных играх удается только их устроителям. "Система" не оправдала надежд, проиграв довольно внушительную сумму, Бэббидж и граф Лавлейс отказались от участия в совершенствовании "системы". Но леди Ада, азартная и упрямая, стала игроманкой, увязшей в долгах и закладывавшей даже фамильные драгоценности. Лондонский свет был напуган натиском, с которым эта женщина выпрашивала под своего протеже деньги. Загоревшись, она обращалась за помощью ко всем, кого знала, включая своих великих современников: Майкла Фарадея, Дэвида Брюстера, Чарльза Уитстона, Чарльза Диккенса (всерьез полагавшему, что после ее посещений в доме остается шлейф нечистой силы)… увы, в основном получая отказ. Более того, леди Ада сблизилась с неким Джоном Кроссом, который впоследствии шантажировал ее. Она израсходовала почти все принадлежащие ей средства, а к 1848 году пустила под откос состояние мужа. Потом её матери пришлось погасить эти долги, а заодно и выкупить компрометирующие письма у пресловутого Джона Кросса…

Ада Лавлейс за пианино (1852)
Генри Филлипс.
Возможно, эти преследования, угрозы, неудачи в работе над созданием беспроигрышной системы подорвали здоровье этой удивительной женщины. В начале 50-ых годов у Ады Лавлейс появились первые признаки болезни. В ноябре 1850 года она пишет Бэббиджу: "Здоровье моё … настолько плохо, что я хочу принять Ваше предложение и показаться по приезде в Лондон Вашим медицинским друзьям". Несмотря на принимаемые меры, болезнь прогрессировала и сопровождалась тяжёлыми мучениями. По иронии судьбы именно Чарльз Диккенс, певец борьбы с засилием машин, уступил последней воле леди Лавлейс и пришел прочитать у ее изголовья несколько страниц "Дэвида Копперфильда". 27 ноября 1852 года Ада Лавлейс скончалась от кровопускания при попытке лечения рака матки, не достигнув 37 лет. Вместе с выдающимся интеллектом отец передал ей и эту страшную наследственность — раннюю смерть — поэт умер в таком же возрасте и тоже от кровопускания… Согласно завещанию, она была похоронена в фамильном склепе Байронов в Ноттингемпшире рядом с могилой отца, которого ни разу в жизни не видела,— отца, от которого наша героиня, несмотря на все материнские уловки, унаследовала понимание: жить — значит гореть! По свидетельству современников, с этого времени могилы двух гениев – отца и дочери – стали местом паломничества, причем, чаще приходили поклониться не великому поэту, а удивительной женщине, сумевшей заглянуть в будущее.

Гроб Байрона (слева) и его дочери, леди Лавлейс.
Фотография сделана П. Баллоком в 1938 г.,
когда был открыт склеп Байрона
в церкви Св. Марии Магдалины
Время не стерло память об этой удивительной женщине. Имя Ады Лавлейс воскресло из небытия в середине 1930-х годов в связи с работами английского математика Алана Тьюринга, введшего понятие логической алгоритмической структуры, получившей название "машины Тьюринга", а также последующим созданием первых электронных вычислительных машин.

В честь Ады Лавлейс названы в Америке два небольших города — в штатах Алабама и Оклахома. В Оклахоме существует и колледж ее имени.

реклама АДА-приложений,
используемых МО США
В память об Аде Лавлейс назван язык Ada. К концу 1970-х годов исследования, проведенные в министерстве обороны США, выявили отсутствие языка программирования высокого уровня, который бы поддерживал все основные этапы создания программного обеспечения. Применение же различных языков программирования в разных приложениях приводило к несовместимости разрабатываемых программ, дублированию разработок и другим нежелательным явлениям, включая рост стоимости программного обеспечения, многократно превышающей стоимость самой вычислительной техники. Выход из кризиса виделся в разработке единых языка программирования, среды его поддержки и методологии применения. Все три составляющие этого проекта разрабатывались очень тщательно с привлечением наиболее квалифицированных специалистов разных стран. В 1975 году Министерство обороны США приняло решение о начале разработки универсального языка программирования для американских вооруженных сил, а в дальнейшем и для всего НАТО. В мае 1979 года победителем в конкурсе разработки языков был признан язык "Ада", названный в честь Ады Августы Лавлейс и предложенный группой под руководством француза Жана Ишбиа. Министр прочитал подготовленный секретарями исторический экскурс и без колебаний одобрил и сам проект, и предполагаемое название для будущего языка — "Ada". 10 декабря 1980 года был утверждён стандарт языка. В СССР в 80-х годах была организована рабочая группа по языку Ада при Госкомитете по науке и технике. Группа занималась изучением всех открытых (а также, по слухам, добытых разведкой закрытых) данных по языку Ада и исследовала возможность и целесообразность развития и использования Ады в СССР. Деятельность этой группы привела к концу 80-х годов к разработке компиляторов Ады для практически всех применяемых в СССР компьютеров. Было выпущено несколько книг по языку Ада на русском языке. В МГУ проводилась работа по созданию собственных пакетов тестирования ада-трансляторов на соответствие стандартам. В ЛГУ для создания ада-системы была использована ранее разрабатываемая для реализации Алгола-68 система "Паллада", которую перевели на Аду. Система содержит интегрированную среду разработки, компилятор, текстовый редактор, отладчик, библиотеки, систему контроля версий и командный интерпретатор. После распада СССР работа по распространению Ады практически прервалась. Правда, были приняты три программы развития разработки ПО на Аде (в министерстве обороны, министерстве гражданской авиации и министерстве образования и науки), но разработка их ведётся медленно и нескоординированно. В результате в России язык Ада малоизвестен, большинство современных российских программистов считают его "мёртвым языком" и ничего о нём не знают. Ада используется в России и СНГ отдельными энтузиастами. Кроме того, Ада имеет, пусть и весьма ограниченное, применение в сфере высшего образования: в МГУ и Харьковском университете читаются спецкурсы по Аде.
Пример программы "Hello, world!" на АДА:
with Ada.Text_IO;

procedure Hello is
  use Ada.Text_IO;
begin
  Put_Line("Hello, world!");
end Hello;

Бе-200ЧС выливает воду,
окрашенную в цвета российского флага,
на МАКС-2009
Тем не менее, язык применяется для промышленной разработки ПО. Известно несколько разработанных на Аде проектов, работающих в России, среди них комплекс стандартного пилотажно-навигационного и связного оборудования для российского самолета-амфибии Бериев Бе-200. Разработка проведена Научно-исследовательским институтом авиационного оборудования г. Жуковский, совместно с американской фирмой Allied Signal, Флорида, США. Использован комплекс разработки ада-систем фирмы DDC-I на платформе Intel 80486.

Российские программисты-остряки не приминули обыграть двусмысленность такого названия (в русском звучании, разумеется) и в противовес языку "Ада" создали свой алгоритмический язык "Рая". Широко известен и выпад советского журналиста-международника Мэлора Стуруа, ярого антиамериканиста: "Язык Пентагона – враг мира. Язык "Ада" – голос термоядерного ада… В языке "Ада" слышится проклятие роду людскому". Ну это "Маркс – Энгельс – Ленин – Октябрьская революция" (именно так расшифровывается имя Мэлор), что называется, перегнул. Без компьютера и его программной системы не обходится сегодня не только Пентагон, но и ни один человек в цивилизованном мире. И то, над чем так самозабвенно работали Чарльз Бэббидж и Ада Лавлейс, – безусловный дар всему человечеству. И именно поэтому современные компьютерщики отмечают 19 июля, когда Адой была написана первая программа, и 10 декабря, когда родилась Ада Августа Байрон, как неофициальные дни программиста.


Тильда Суинтон в фильме "Задумывая Аду"
В 1997 году вышел в прокат фантастический фильм Линн Хершман-Лисон "Задумывая Аду" ("Conceiving Ada"), главная героиня которого, Эмми, стремится с помощью манипуляций со временем оказаться в прошлом, чтоб познакомиться с Августой Адой Кинг, которую играет Тильда Суинтон. Стремясь достичь своей цели, Эмми даже экспериментирует с собственным ДНК, несмотря на опасность возможных побочных эффектов… Линн Хершман Лисон: "В своё время "праматерь всех программистов" Ада Байрон-Кинг, графиня Лавлейс, создала первый компьютерный язык и предсказала его использование в музыке, поэзии и искусстве. Ада родилась в викторианскую эпоху и вынуждена была вести двойную жизнь. Поэтому и фильм строится по принципу двойной спирали, образующей загадочные взаимосвязи истории Ады и рассказа о том, как нити ДНК заставляют генетическую память пройти через четыре поколения. Каждый эпизод выстроен и снят с использованием изображения молекулы ДНК в качестве модели. Я считала чрезвычайно важным применять в работе технологию, открытую Адой, поскольку она обеспечивает ещё одно измерение рассказа о ней. Виртуальная реальность и цифровой звук словно позволили ей обрести свободу передвижения во времени и тем самым придали её облику зримость и осязаемость". К сожалению этот замечательный фильм на русский не переведен.

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. Иные ученые мужи трудятся десятилетиями и оставляют после себя сотни работ, которые забываются раньше, чем осядет могильный холмик над местом последнего упокоения их создателей. Аде Лавлейс, великой дочери великого Байрона, на то, чтобы войти в историю, хватило всего 52 страниц. 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".

Не может быть здесь многих мнений:
умна как дочь, отец велик!
Не оттого ль тогда возник
её совсем не женский гений,
что непонятное постиг?

Зачем графине "подпрограмма"
и "индексный регистр" зачем?
Её удел – парфюмный крем
и на платочке монограмма,
и не было б больших проблем.

Но славно как, когда такие
графини в нашем мире есть!
Мы им поём сегодня честь,
и восхваленьями людскими
к наукам можем сопричесть…


© Copyright: Философский Саксаул, 2010 Свидетельство о публикации №110121001437

по материалам:
Википедия
habrahabr.ru
chernykh.net
schools.keldysh.ru
Элеонора Мандалян "Цифровая вычислительная машина Чарльза Бэббиджа"

Комментариев нет :

Отправить комментарий