НЕэлектронные компьютеры и их создатели
Шрифт:
Машина Перро
Биография создателя Abaque Rhabdologique заслуживает особого внимания. Клод Перро выходец из чрезвычайно состоятельной парижской семьи, он и все его три брата преуспели в жизни, более всех известен младший Шарль, автор нескольких, в том числе серьезных произведений, но обрел он всемирную славу известными всем «Сказками матушки Гусыни» (Золушка, Кот в сапогах, Красная Шапочка, Мальчик-с-пальчик и еще четыре.) Были ли они детскими? Современным детям читают адаптированные версии этих сказок, в оригинале же они чудовищно жестоки и назидательны. Сказки неоднократно переводили на русский и другие языки, насчитывается множество версий, от одной к другой они теряли брутальность и приобретали нынешнее умильное содержание. Впрочем, в этом нет ничего необычного, если мы возьмем русские сказки из классического трехтомника Афанасьева, то убедимся – они совершенно непригодны для детей.
Клод Перро обладал разносторонними способностями и получил прекрасное образование, по окончании университета с дипломом врача почти 20
Его описание появилось только после смерти автора в 1700 году, в небольшой 22-х страничной книжке наряду с описаниями других изобретенных им устройств, в том числе двух машин для подъема и перемещения грузов, водяных часов с маятником и приспособления для управления зеркалом в телескопе.
В оригинале Abaque Rhabdologique представлял собой удлиненную металлическую пластину размером 30x12x0,7 см и весом чуть больше килограмма, способную считать до 10 миллионов. На лицевой стороне есть «устройство ввода» – семь прорезей по которым с помощью стержня перемещаются узкие пластинки с выгравированными на них цифрами двух цветов, скажем красного и черного, и два ряда окошек, верхнее для сложения, нижнее для вычитания, в них виден сначала первый введенный операнд, а затем результат. Работа с устройством начинается с ввода первого разряда первого операнда, затем вводятся все остальные. Сложение осуществляется движением линеек вверх поразрядно, далее точно также после вводится второй операнд и таким образом выполняется суммирование в разряде, вычитании отличается движением линеек вниз. Если возникает необходимость в переносе или займе, в окошке результата появляется цифра красного цвета, указывающая на то, что нужно вручную сделать увеличение или уменьшение в старшем разряде. Подробнее об абаке Перро в 11 главе.
Машина Лейбница
Готфрид Вильгельм фон Лейбниц признан одним из величайших полиматов своего времени, предметом его интереса были несколько наук: математика, логика, механика, геология, теология, философия, история, лингвистика и другие. Однако из них всех приоритет он отдавал математике, где достиг абсолютного превосходства, стал чрезвычайно честолюбив, не терпел конкурентов. О Лейбнице как о математике известно очень многое, в том числе и то, что у него есть исследования, напрямую относящиеся к современной информатике. Лейбниц одним из первых европейцев исследовал двоичные числа, он считал их своим открытием, хотя за полторы тысячи лет до этого двоичная система была известна в Индии и Китае. Но не только логика для него была важна, как человек своего времени Лейбниц придавал двоичной записи еще и религиозно-мистическое значение. Семерка в виде 111 представлялась ему символом Троицы, он еще как-то связывал эту запись с семью днями творения. Однако в других рассуждениях Лейбниц был более рационален, он даже приблизился к булевой двоичной логике, соотнося значения «1» и «0» с ответами «да» и «нет».
Наиболее известна многолетняя ожесточенная полемикам Лейбница с Ньютоном, предметом спора оставался приоритет в области дифференциального исчисления. Дискуссия вовлекла в свою орбиту почти всех математиков конца XVII – начала XVIII века. Письма служили в ту пору единственным способом доведения до сведения общественности своих результатов, поскольку научных журналов или каких-то иных методов закрепления авторского права в науке не было. Писавшие себя не сдерживали, не случайно происходившее называют «золотым веком диспутов о приоритете в стиле метания грязью». Один показательный пример, Лейбниц 1 февраля 1673 года на заседании Лондонского королевского общества продемонстрировал свою вычислительную машину. Роберт Гук, известный как яростный антагонист Ньютона, исследовал прибор и в отсутствие Лейбница выступил с нелицеприятной критикой машины немецкого ученого, заявив, что он мог бы сделать куда более простую модель. Позже, узнавший об этом Лейбниц, в ответ на этот выпад сформулировал принципы корректного научного поведения.
Библиография трудов Лейбница огромна, многие его рукописи до сих пор не опубликованы, а письма не изучены. На этом фоне машина, о которой идет речь, отнюдь не самое важное в научном наследии Лейбница, не будь ее, историческое значение этой фигуры не изменилось бы. Складывается впечатление, что Лейбницем воспользовались люди, реставрировавшие машину, они явно хотели сыграть на имени великого ученого, наделив машину тем, чего в ней не было и придав ей большее значение, чем она того заслуживает. И надо признать им это великолепно удалось, придуманная ими история машины Лейбница оказалось общепризнанной, а подлинная осталась за кадром. На самом деле ситуация намного сложнее, чем ее обычно представляют, это стало ясно совсем недавно, уже XXI веке были опубликованы исследования альтернативной направленности, обнаруживающие неточности канонизированной версии. В этих исследованиях отмечается, что в конце XIX века усилиями группы энтузиастов произошло явление, которое называют «преобразование истории» (transmission history), по-русски можно сказать точнее – фальсификация истории. Такого рода стремление заменить объективную историю желаемой отнюдь не редкость, обычно оно случается,
Из навязанной трактовки следует, что Лейбниц сделал важнейший шаг в эволюции механических счетных машин – утверждается, что он изобрел ступенчатую шестерню (step reckoner, или, как его чаще называют, Leibniz wheel), хотя нет каких-либо документов, достоверно подтверждающих этот факт, ни одного рисунка, но эта версия без критики была принята общественностью под давлением груза научного авторитета Лейбница. Для большинства естественно – раз он так велик и так много сделал, то мог сделать и эту мелочь. Вплоть до последних лет никто не ставил роль Лейбница в этом узком вопросе под сомнение.
Действительно шестерня, названная именем Лейбница, наряду с колесом с переменным числом зубцов (pin wheel), о которой речь пойдет ниже, стала фундаментальной основой для огромного числа механических счетных машин вплоть до 70-х годов XX века. Вопрос в том, кто ее изобрел? Кажущаяся нам более верной альтернативная версия строится на том, что идея витала в воздухе, так бывает со многими изобретении, наступает момент и кто-то патентует ее и оказывается первым. В данном случае внедрил ступенчатую шестерню в 1820 году и запатентовал ее француз Шарль Томас (Тома), а имя Лейбница к ней прицепили лишь в 1879 более чем через полвека известные своим ревностным отношением к делу борцы за приоритет всего немецкого. Их опыт доказательства несуществующего был использован в СССР в годы сталинского режима. Культ Лейбница создавался по двум причинам. Первая – политическая, после объединения Германии в 1871 году немецкие историки активно принялись восстановлением «исторической правды», нужной им для укрепления позиции науки в зарождающейся новой государственности. Вторая – чисто практическая, в эти годы немецкие промышленники стремились занять лидирующие позиции в деле индустриализации производства арифмометров, что им удалось, спору нет, и такая трактовка истории была выгодна их бизнесу.
Однако вернемся к Лейбницу. Родившийся в 1646 году в профессорской семье с богатыми образовательными традициями, он рано лишился отца, оставившего ему хорошую библиотеку, его домашним образованием занималась мать, отличавшаяся редкими по тем временам либеральными взглядами. Под ее влиянием ребенок рос без строгих ограничений, он мог читать что угодно, увлекаться чем угодно, что нетипично для XVII века с его строгими нормативами.
Талант в сочетании со свободой способствовали раннему самостоятельному развитию и быстрому становлению как ученого. В 15 лет Лейбниц поступил в университет и в 20 его закончил, написав блестящую диссертацию. Юный возраст диссертанта вызвал сомнение в умах консервативно настроенных ученых, поэтому отнюдь не сразу, с преодолением ряда препятствий ему предложили место профессора, от которого, однако, Лейбниц отказался, предпочтя дипломатическую карьеру, приведшую его в Париж. Но на дипломатическом поприще Лейбниц к карьере не стремился, зато двухлетнее пребывание в тогдашней математической столице Европы позволило ему войти в круг наиболее компетентных коллег и стать одним их наиболее видных математиков того времени. Особое значение имело сотрудничество с Кристианом Гюйгенсом, умело сочетавшим математические знания с практическими исследованиями в области механики. В частности, Гюйгенс развил изобретение Хенлейна, который часовой спиралью заменил гири, Гюйгенс пошел дальше, сделав часы с вращающимся маятником, имевшие погрешность менее одной минуты в сутки, такая точность была достигнута впервые, им же была изобретена система «баланс-спираль», позволявшая создавать хронометры.
Что же касается машины, для начала изложим немецкую версию, ставшую канонической. Непосредственным стимулом к ее созданию оказалось описание Паскалины, обнаруженное Лейбницем в трактате «Мысли…» Блеза Паскаля, но он решил пойти «иным путем», ключевым элементом в его машине стала не имеющая аналогов изобретенная им ступенчатая шестерня, ее еще называют барабаном. Такая шестерня представляет собой цилиндр, внешняя поверхность которого разделена на 10 полос, на 9-и из них есть по зубцу, по длине они соответствуют цифрам от 1 до 9, а полоса без зубца соответствует 0. На выбор конструкции ушло минимальною время и уже в 1673 году Лейбниц смог продемонстрировать деревянный макет будущей «арифметической машины» Лондонскому королевскому обществу. Однако в ней таких шестерней не было, по сути, она осталась усовершенствованной Паскалиной. Технологические сложности в ту пору были так велики, что на переход от макета к работающей машине ушло почти полвека. За это время было создано несколько вариантов, известно о трех поколениях конструкции, на изготовление первого латунного прототипа ушло более 10 лет, с 1674 по 1685 год, на второй вариант немного меньше, он строился в период между 1686 и 1694 годами, создание третьего началось в 1690 и продолжалось почти 30 лет, он достраивался после смерти Лейбница. Последняя версия дошла до наших дней, сейчас она хранится в Национальной библиотеке земли Нижняя Саксония, в Ганновере. Путь в музей оказался непрост, после кончины Лейбница машину передали в Геттингенский университет, где она пролежала забытой до 1876 году, когда ее нашли при ремонте здания. Почти 20 лет она оставалась никому нужной пока в 1894 году на нее не обратил внимание Артур Буркхардт, владелец крупной компании, специализировавшейся на производстве арифмометров под торговой маркой Saxonia, где использовалась шестерня Лейбница. Он реставрировал машину и передал в нынешнее место хранения.