Как Ада Лавлейс обходила запрет женщинам печатать научные статьи
Один из друзей Ады предложил ей перевести текст Менабреа для Scientific Memoirs — периодического издания научных статей. Это дало бы ей возможность помочь Бэббиджу и продемонстрировать свои таланты. Когда она закончила, она сообщила об этом Бэббиджу, тот и обрадовался, и несколько удивился: «Я спросил ее, почему она сама не написала собственную статью на тему, в которой так хорошо разбиралась». Она ответила, что эта мысль не пришла ей в голову. В то время женщины обычно не публиковали научные статьи.
Бэббидж предложил ей сделать некоторые примечания к переводу Менабреа, и она с энтузиазмом взялась за работу. Она начала работать и писать раздел, который она назвала «Примечания переводчика», что в конечном итоге вылилось в написание текста, содержащего 19 136 слов — больше чем вдвое превышающего оригинальную статью Менабреа. Подписала она свои комментарии инициалами АAL —Августа Ада Лавлейс, ее «Примечания» стали более знаменитыми, чем сама статья, и им суждено было сделать ее знаковой фигурой в истории программирования». [...]
В «Примечаниях» Ада предложила четыре концепции, которые будут активно обсуждаться век спустя, когда наконец появится компьютер. Во-первых, это концепция машины общего назначения, которая могла бы решать не только заданную задачу, но может быть запрограммирована и перепрограммирована на выполнение бесконечного числа и неограниченного круга задач. Другими словами, она нарисовала в своем воображении современный компьютер. Эта концепция описана в ее «Примечании А», где она подчеркивает разницу между первоначальной разностной машиной Бэббиджа и предложенной им новой аналитической машиной. [...]
Эти предложения звучат несколько экзальтированно, но их стоит прочитать внимательно. Они передают сущность современных компьютеров. И Ада изложила свою мысль поэтическим слогом: «Аналитическая машина плетет алгебраические узоры так же, как ткацкий станок Жаккарда ткет цветы и листья». Когда Бэббидж прочитал «Примечание А», он пришел в восхищение, не внес никаких изменений в текст и написал ей: «Умоляю вас ничего не менять в нем».
Второе примечание Ады возникло из описания общего назначения машины. Она поняла, что ее функции не должны ограничиваться математикой и числами. Обратившись к обобщению де Морганом алгебры на формальную логику, она заметила, что такое устройство, как аналитическая машина, может хранить, управлять, обрабатывать и работать с некоторыми нечисловыми объектами, которые могут быть выражены в символах: словами, логическими операторами, музыкальными звуками и любыми другими, которые мы смогли бы описать символами.
Чтобы объяснить эту идею, она точно определила понятие операции: «Желательно пояснить, что под словом «операция» мы понимаем любой процесс, который изменяет взаимное отношение двух или более вещей, каким бы это отношение ни было». Операция такой машины, отметила она, может изменить отношение не только между числами, но и между любыми символами, которые логически связаны между собой. «Она может манипулировать другими объектами, а не только числами, если найти объекты, фундаментальные соотношения между которыми могут быть выражены с помощью операций, описываемых абстрактной наукой». Аналитическая машина теоретически может даже выполнять операции с музыкальными звуками: «Допустим, например, что фундаментальные соотношения высоты звуков в науке о гармонии и музыкальной композиции возможно описать с помощью символов, тогда машина может составить искусное музыкальное произведение любой степени сложности». Это была Адина концепция «поэтической науки» в чистом виде — искусное и научно обоснованное музыкальное произведение, составленное машиной! Ее отец от такой идеи содрогнулся бы.
Эта концепция станет основной для цифровой эпохи: любой фрагмент контента, данных или информации: музыка, текст, изображения, числа, символы, звуки, видеоконтент может быть записано в цифровом виде, и машина может этими символами манипулировать. Даже Бэббидж не смог понять это в полной мере он ограничился операциями с математическими объектами. Но Ада поняла, что цифры, записанные с помощью шестеренок, могут обозначать и другие объекты, а не только математические величины. По существу она сделала концептуальный рывок, мысленно перейдя от машин, которые были просто калькуляторами, к тем, которые мы теперь называем компьютерами. Дорон Суэйд, занимающийся историей компьютеров и специализирующийся на изучении машин Бэббиджа, считает, что этот концептуальный скачок является одним из главных исторических наследий Ады. Он отметил: «Если Мы поищем и внимательно исследуем историю этого концептуального скачка, то увидим, что именно Ада в своей публикации 1843 года совершила его»
Третий вклад Ады состоял в том, что в своем заключительном «Примечании G» она подробно, шаг за шагом объяснила, как работает то, что мы сейчас называем компьютерной программой или алгоритмом. Для примера она написала программу вычисления чисел Бернулли — чрезвычайно сложно устроенного бесконечного ряда чисел, которые в том или ином виде играют важную роль в теории чисел.
Чтобы показать, как аналитическая машина могла генерировать числа Бернулли, Ада описала последовательность операций, а затем составила диаграмму, показывающую, как каждая из них может быть закодирована в машине. Попутно она помогла разработать концепцию подпрограмм (последовательности инструкций, которые выполняют определенную задачу, например вычисление косинуса или сложных процентов, и которые могут по мере необходимости вставляться в более крупные программы), а также рекурсивных вложенных циклов (последовательности повторяющихся инструкций). Это стало возможным сделать благодаря применению перфокарт. Для определения каждого числа Бернулли, как она объяснила, необходимо семьдесят пять карт, затем процесс становится итерационным, поскольку это число отправляется обратно и используется в процессе уже для получения следующего числа. Она пишет: «Очевидно, что те же самые семьдесят пять переменных карт могут быть использованы для вычисления каждого последующего числа». Она предвидела, что будет создана библиотека часто используемых подпрограмм, и действительно, спустя столетие ее интеллектуальные наследники, в том числе такие женщины, как Грейс Хоппер из Гарварда, а также Кей Макналти и Джин Дженнингс из Пенсильванского университета, создадут такую библиотеку. Кроме того, машина Бэббиджа позволяла переходить туда и обратно внутри последовательности команд на картах в зависимости от полученных промежуточных результатов, и таким образом появилось то, что в будущем станет операцией условного перехода — когда тот или иной тип инструкций выбирается в зависимости от условий.
Бэббидж помогал Аде с расчетами чисел Бернулли, но из ее писем видно, что она сама глубоко погрузилась в сущность задачи.«Я упорно ищу и тщательно анализирую все возможные способы вычисления чисел Бернулли,— писала она в июле, всего за несколько недель до того, как ее перевод и примечания были посланы в печать. Я в таком смятении из-за того, что возникло такое странное затруднение и разочарование с этими числами, что я сегодня не «40 могу ничего делать... Я в оцепенении и растерянности»
Когда эта проблема была решена, Ада сделала еще одну вещь, и она была в первую очередь ее собственным достижением, составила таблицу и диаграмму, показывающую, как именно алгоритм, включающий два рекурсивных цикла, пошагово будет передаваться в компьютер. Это был пронумерованный список команд кодирования, который содержал указание регистров назначения, операции и комментарии — все, что сегодня знакомо любому работающему с языком С++. «Я работала непрерывно и очень успешно в течение всего дня, написала она Бэббиджу.— Вы будете чрезвычайно довольны таблицей и диаграммой. Они были сделаны с особой тщательностью». Из всех писем видно, что она сделала таблицу сама. Помощь приходила только от ее мужа, не знавшего математики, но готового методично обводить чернилами текст, который она писала карандашом. «Лорд Л. сейчас любезно переписывает чернилами все это для меня, — писала она Бэббиджу. Мне пришлось делать это карандашом»
Главным образом из-за этой диаграммы, на которой был представлен сложный процесс генерации чисел Бернулли, Ада получила от своих почитателей звание «первого в мире компьютерного программиста». С этим определением довольно трудно согласиться. Бэббидж уже разработал, по крайней мере в теории, более двадцати обоснований процессов, которые машина могла со временем выполнить. Но ни одно из них не было опубликовано, и не существовало ясного описания способа установления последовательности операций. Таким образом, было бы справедливо сказать, что алгоритм и детальное описание программы для генерации чисел Бернулли были первой опубликованной компьютерной программой. И эта публикация была подписана инициалами автора — Ады Лавлейс.
В ее «Примечаниях» содержалась еще одна важная концепция, которая возвращает нас к истории Франкенштейна, сочиненной Мэри Шелли во время выходных, проведенных с лордом Байроном. В ее истории был затронут самый волнующий метафизический вопрос, касающийся компьютеров, актуальный до сих пор, а именно вопрос об искусственном интеллекте, точнее о том, может ли машина мыслить.
Ада в это не верила. Машины, например машины Бэббиджа, могут выполнять операции в соответствии с инструкциями, считала она, но они не могут самостоятельно выдвигать идеи или иметь намерения. «Аналитическая машина не претендует на создание чего-то своего, — писала она в своих «Примечаниях», она может выполнить любую команду, которую мы сумеем задать. Она может провести анализ, но от нее никак нельзя ожидать вывода каких-либо аналитических соотношений или установления законов». Столетие спустя один из создателей первых компьютеров Алан Тьюринг — назвал это утверждение «Возражением леди Лавлейс» (см. главу 3).
Ада хотела, чтобы ее работа рассматривалась как серьезный научный труд, а не просто как реклама машины, и в предисловии к своим «Примечаниям» она объявила, что не будет «высказывать никакого мнения» по поводу нежелания правительства продолжить финансирование создания машины Бэббиджа. Это не понравилось Бэббиджу, который продолжал атаковать правительство просьбами. Он хотел, чтобы Ада включила в свои «Примечания» рекомендацию доделать машину, не ссылаясь на него. Она отказалась. Она не хотела, чтобы ее работа была скомпрометирована.[...]
В том же месяце, в сентябре 1843 года, ее перевод и «Примечания» наконец появились в Scientific Memoirs. Какое-то время она наслаждалась признанием друзей и надеялась, что ее, как и ее наставницу Мэри Сомервиль, будут серьезно воспринимать в научных и литературных кругах. Публикация дала ей, наконец, почувствовать себя «совершенно профессионально состоявшимся человеком». Она написала своему адвокату: «Я стала профессионалом, таким же, как и вы».
Но этим и закончилась ее научная карьера. Бэббидж не получил дополнительное финансирование для создания своих машин, они так никогда и не были построены, и он умер в нищете. Что касается леди Лавлейс, она никогда больше не опубликовала ни одной научной работы. Ее жизнь с этого момента пошла по спирали вниз, и она пристрастилась к азартным играм и опиатам.
Клуб LivreLady – это объединение женщин разных профессий, возраста, семейного положения и географии. Более трёх лет участницы собирают женские проблемы, исследуют успешные и провальные стратегии современной женщины, создают инструменты преодоления самых распространенных трудностей.
Вы можете помочь проекту, присылая свои вопросы, проблемы и решения на тему обучения, карьерных стратегий, быта и коммуникаций по адресу livrelady@livrezon.ru
→ LivreLady ВКонтакте
→ LivreLady в Telegram
→ LivreLady на YouTube
ЧТО ТАКОЕ БАЗА ЗНАНИЙ?
Концентрированная книга издательства LIVREZON складывается из сотен и тысяч проанализированных источников литературы и масс-медиа. Авторы скрупулёзно изучают книги, статьи, видео, интервью и делятся полезными материалами, формируя коллективную Базу знаний.
Пример – это фактурная единица информации: небанальное воспроизводимое преобразование, которое используется в исследовании. Увы, найти его непросто. С 2017 года наш Клуб авторов собрал более 80 тысяч примеров. Часть из них мы ежедневно публикуем здесь.
Каждый фрагмент Базы знаний относится к одной или нескольким категориям и обладает точной ссылкой на первоисточник. Продолжите читать материалы по теме или найдите книгу, чтобы изучить её самостоятельно.
📎 База знаний издательства LIVREZON – только полезные материалы.