2.4.7 Современники Бэббиджа - Ада Лавлейс и Луиджи Менабреа

Рис. 28. Перфокарта для ткацкого станка Жаккара

Несмотря на то что правительство Великобритании сочло идею создания аналитической машины недостойной финансирования, среди современников Бэббиджа нашлись люди, оценившие замысел учёного по достоинству. В сентябре 1840 г. Чарльз Бэббидж прибыл в Турин для участия во Втором конгрессе итальянских учёных. В ходе публичного выступления он рассказал о принципах устройства аналитической машины. Информация об этом визите (помимо воспоминаний самого Бэббиджа) происходит из необычного источника — сообщения секретной полиции о Фортунато Пранди, итальянце, который сопровождал Бэббиджа из Лондона в Турин в качестве переводчика и в котором полицейские подозревали революционного пропагандиста. Благодаря детальным отчётам шпиков мы сегодня можем в деталях восстановить все события итальянской поездки Бэббиджа.

В Туринской академии наук (Accademia della Scienze di Torino), куда Бэббиджа пригласил профессор Джованни Плана, сохранились документы, которые Бэббидж привёз с собой в Турин для того, чтобы передать в подарок Плане и его коллегам. Эти документы включают в себя диаграммы, чертежи, лекционные заметки, множество листов с вычислениями, вырезанных аккуратно, по всей видимости, из записных книжек Бэббиджа, а также набор перфокарт, представляющий, судя по всему, первую дошедшую до наших дней компьютерную программу.

Рис. 29. Перфокарты Бэббиджа

Во время своего визита Бэббидж не ограничился одной только лекцией, он провёл несколько дней с элитой научно-технического сообщества Турина. В воспоминаниях Бэббидж пишет: «М[истер] Плана планировал изначально делать заметки, чтобы затем выполнить описание принципов устройства машины. Но его собственные трудоёмкие занятия заставили его отказаться от этого плана и передать задачу своему младшему товарищу, м[истеру] Менабреа, который уже зарекомендовал себя в качестве глубокого аналитика».

Луиджи Федерико Менабреа — талантливый инженер и математик, в 26 лет получивший должность профессора механики и строительства в Военной академии, позже он станет влиятельным политиком и займёт пост премьер-министра Италии (1867–1869). Однако вписать своё имя в историю мировой науки ему удастся гораздо раньше: в 1842 г. в 82‑м номере журнала Bibliothèque Universelle de Genève выходит на французском языке его статья «Заметки об аналитической машине Чарльза Бэббиджа» (Notions sur la machine analytique de M. Charles Babbage). Английский перевод этой статьи появляется годом позже — в третьем номере журнала Scientific Memoirs — с замечаниями и дополнениями переводчика, миссис Августы Ады Кинг, графини Лавлейс.

Августа Ада (обычно называемая по своему второму имени — Ада, которое она получила в честь сестры отца) была единственной законной дочерью поэта-романтика лорда Джорджа Гордона Байрона. Она родилась в 1815 г. и воспитывалась матерью — Анной Изабеллой Милбенк, дочерью богатого баронета, внучкой лорда Уэнтворта, которая развелась с мужем в апреле 1816 г. Одним из увлечений Анны была математика, из-за чего Байрон называл её «принцессой параллелограммов» и «математической Медеей». Дочь унаследовала увлечение матери, а также во многом страстную натуру отца, которая, как и в его случае, была источником не только вдохновения, но и серьёзных проблем. Например, увлечение Ады скачками в конце 1840-х гг. стоило ей более 3000 фунтов: в 1851 г. она предприняла попытку создать математическую модель для осуществления крупных ставок, однако потерпела неудачу, приведшую её к многотысячным долгам.

Лавлейс впервые встретилась с Чарльзом Бэббиджем в июне 1833 г. благодаря их общей знакомой — Мэри Сомервилль, популяризатору науки и специалистке в области математики и астрономии. Интересно, что слово «учёный» (scientist) возникло в английском языке именно благодаря Мэри Сомервилль. В 1834 г. Уильям Уэвелл, делавший обзор её книги «Взаимосвязь физических наук» (On the Connection of the Physical Sciences), впервые употребил этот термин, так как в данном контексте man of science звучало бы нелепо. Когда философ и экономист Джон Стюарт Милль организовал массовую петицию за предоставление женщинам избирательных прав, адресованную парламенту Великобритании, именно подпись Сомервилль следовала первой в перечне подписантов.

В конце июня Бэббидж пригласил Аду взглянуть на прототип своей разностной машины. Мисс Байрон была очарована машиной и использовала дружбу с Сомервилль, чтобы посещать Бэббиджа настолько часто, насколько могла. Интеллект и аналитические способности девушки произвели большое впечатление на учёного. Он называл её «чародейкою числа» (Enchantress of Number). В 1843 г. Бэббидж писал ей: «Забудьте об этом мире и всех его проблемах, и, если возможно, его многочисленных шарлатанах — оставайтесь только чародейкою числа»^, .

В своих воспоминаниях жена шотландского математика и логика Огастеса де Моргана писательница и общественный активист София Элизабет де Морган так описывает один из первых визитов Ады к Бэббиджу: «В то время как другие посетители смотрели на работу этого прекрасного инструмента с таким выражением <…> которое, говорят, демонстрируют дикари, впервые увидев зеркало или услышав звук ружейного выстрела <…> юная мисс Байрон поняла, как работает это изобретение, и увидела его великую красоту»^, .

В 1835 г. Ада Байрон вышла замуж за лорда Уильяма Кинга. Мать Ады была потомком пресекшегося по мужской линии рода баронетов Лавлейс, и в 1838 г. лорд Уильям Кинг становится первым графом Лавлейс и виконтом Окхэм, а сама Ада соответственно превращается из леди Кинг в графиню Лавлейс. У Ады и её мужа было трое детей: Байрон, Анна Изабелла (в будущем известная путешественница леди Энн Блант) и Ральф Гордон. По удачному стечению обстоятельств Ада принадлежала к привилегированным слоям общества, поэтому ни замужество, ни рождение детей не помешало её занятию наукой. Первым воспитателем детей Ады стал Уильям Бенджамин Карпентер — медик, зоолог и физиолог, сыгравший впоследствии немалую роль в становлении Лондонского университета.

К выполненному переводу 25-страничной статьи Менабреа Ада добавляет 41 страницу собственных примечаний, которые включают «диаграмму вычислений машиной чисел Бернулли», из-за чего Аду часто называют автором первой в мире компьютерной программы. Это, конечно, не совсем точно, так как автором первых программ для аналитической машины был, безусловно, сам Бэббидж: в промежуток между 1837 и 1840 г. он написал их несколько десятков. Однако программа Ады была первой опубликованной, так что я думаю, что мы вполне можем признать графиню Лавлейс предтечей движения за открытое программное обеспечение (open source).

В заметках к статье Менабреа Лавлейс подчёркивает разницу между аналитической машиной и предыдущими вычислительными машинами, особенно возможность запрограммировать её для решения задач любой сложности. Она поняла, что потенциал устройства простирается далеко за пределы простого перемалывания чисел: «[Аналитическая машина] могла бы применяться помимо чисел и к другим вещам. Существуют объекты, чьи взаимные фундаментальные отношения могут быть выражены при помощи абстрактной науки об операциях и которые могут быть приспособлены к действию операционной нотации и механизма машины… Предположим, например, что знания о фундаментальных отношениях звуков определённого тона в музыкальной композиции удастся подвергнуть такому описанию и адаптации, в таком случае машина могла бы сочинять тщательно проработанные и научно обоснованные музыкальные произведения любой степени сложности и любого объёма».

Перу Ады принадлежит и более поэтическое высказывание на этот счёт: «Аналитическая машина ткёт алгебраические узоры, подобно тому как станок Жаккара ткёт цветы и листья».

Помимо работы с Бэббиджем, Лавлейс интересуют и другие сферы деятельности и направления в науке. В 1844 г. она сообщила своему другу Воронцову Грейгу о желании создать математическую модель того, как мозг вызывает мысли и чувства (не удивляйтесь: в данном случае Воронцов — это имя, а Грейг — фамилия. Первым мужем Мэри Сомервилль был русский консул в Лондоне капитан Самуил Грейг, в их браке родились двое сыновей, один из которых, Воронцов Грейг, стал впоследствии адвокатом и учёным).

Вот небольшие выдержки из письма Лавлейс: «…У меня есть определённые надежды, что я однажды смогу выразить мозговые явления в виде математических уравнений, кратко говоря — в виде закона или законов взаимных действий молекул мозга (эквивалента закона всемирного тяготения для планет и звёзд).

<…>

Я не думаю, что вопросы деятельности мозга при правильном рассмотрении должны быть в меньшей степени подвластны математикам, чем вопросы движений звёзд и планет. Я надеюсь завещать будущим поколениям исчисление нервной системы».

К сожалению, мечтам Ады не суждено было сбыться. В возрасте 37 лет она умирает от рака матки.