Помоги проекту - поделись книгой:
Незадолго до смерти c Тьюрингом произошел примечательный случай: вместе со своим терапевтом Гринбаумом и его супругой он приехал в парк развлечений в Блэкпуле, где поддался на уговоры гадалки и решил заглянуть в свое будущее. Через полчаса Тьюринг вышел от гадалки мертвецки бледным. Он отказался говорить о случившемся и заявил, что прекращает лечение. В день самоубийства Тьюринг еще раз позвонил Гринбауму, но когда тот перезвонил, Тьюринг уже был мертв. Его нашли лежащим в постели с пеной у рта. Рядом с кроватью лежало надкусанное яблоко, а в соседней комнате полным ходом шел химический эксперимент.
Конечно, эта смерть как в сказке о Белоснежке явно не была случайной. Тьюринг увидел диснеевский мультик о Белоснежке еще в 1938 году, и этот эпизод его глубоко поразил. В обличье спящей красавицы он, без сомнения, узнал разум, который можно пробудить одним поцелуем. Разве компьютер – это не хрустальный гроб, возвращающий к жизни вещи, у которых он отнял их телесную оболочку? Заснув в этом гробе вечным сном, красавица обретает бессмертие. В этом и причина того, почему Тьюринг так активно работал над созданием искусственного интеллекта еще в те времена, когда об автономных роботах никто даже не помышлял.
Тьюринг считал, что нет смысла упрекать компьютер в том, что он не самая красивая в мире вещь, как нет смысла обвинять человека в том, что он никогда не обгонит самолет. Для него компьютер был лишь средством для создания того самого высшего разума, о котором он говорил в письмах к матери своего возлюбленного. Из ничего такой разум сотворить невозможно, поэтому первым шагом для Тьюринга было создание «машины-ребенка», которая бы могла научиться у своих учителей и в перспективе, возможно, «вырасти» до каких-то высших форм. Но как понять, когда именно «машина-ребенок» станет настолько же умна, как ее создатели? Чтобы ответить на этот вопрос, Тьюринг разработал тест, ставший столь же знаменитым, как и статья о проблеме разрешимости Гильберта: если в разговоре с человеком машине удастся притвориться человеком определенного пола (!), то она будет считаться достигшей уровня людей. Тьюринг был убежден в том, что машина когда-нибудь обязательно пройдет его тест и станет той Белоснежкой, которая слишком красива, чтобы быть похороненной в сырой земле.
Получается, что концепция искусственного интеллекта Тьюринга – это далеко не только экспертная система, а продолжение той же мечты, которой воодушевлялась и «невеста науки» Ада Лавлейс – продолжить существование в бестелесном виде, как чистый знак. В этом смысле ядовитое яблоко, позволившее Тьюрингу уйти из жизни – не частное, а коллективное завещание, которое подобает любому современному трансгуманисту: это напоминание о том, что и нам, и миру может быть уготована лучшая жизнь, Second Life (если мы, конечно, сами все не разрушим).
8. Солдат от науки
Шестого августа 1945 года, когда в небе над Хиросимой – а немного позже и над Нагасаки – вырос атомный гриб, никто даже и не думал о том, что это напрямую связано с историей компьютера. Этой странице истории до сих пор не уделяют достаточного внимания, а между тем в персоне Вэнивара Буша – «генерала от физики», по меткому выражению журналистов «Таймс» – мы можем узнать доктора Стрейнджлава, человека, который полюбил атомную бомбу в рамках Манхэттенского проекта.
Мы уже упоминали здесь имя Вэнивара Буша? Нет, но он уже сыграл определенную роль в нашей истории: дело в том, что именно он поручил молодому Клоду Шеннону следить за гигантской вычислительной машиной, построенной в стенах Массачусетского технологического института, что привело Шеннона к мысли перенести булеву логику в электрические цепи. Но как же декан инженерного факультета вдруг оказался причастным к созданию атомной бомбы?
Пример Тьюринга показывает, что в этом нет ничего удивительного: перипетии мировой войны часто приводили к тому, что люди начинали заниматься такими вещами, о которых раньше и подумать не могли. Однако в случае Вэнивара Буша этот вопрос вполне резонен, ведь к атомной бомбе его привел не случай, а личная инициатива. Незадолго до начала Второй мировой войны, в 1939 году, он был избран президентом Института Карнеги в Вашингтоне и тут же окунулся в пучину столичной политики, хотя до этого редко покидал окрестности своего родного Бостона. Первым решением Буша на новом посту было преобразовать институт в боевую единицу, ориентированную на поддержку проектов в области точных наук. Это было совсем нетрудно сделать с его знакомствами в академических кругах и налаженными контактами с крупными предприятиями, наподобие AT amp;T и Bell Labs. Значительно труднее было убедить узко мыслящих политиков («длинноволосых идеалистов и добряков») в том, что военные действия будут вестись не на поле боя, а в лабораториях и головах гениальных, но сумасбродных чудаков-ученых.
У Буша – гражданского лица, не имевшего политического веса, – не было ни единого шанса за короткое время подняться до статуса «царя американских военных технологий», обеспечить своему институту огромный исследовательский бюджет и обзавестись репутацией человека, который будет определять исход войны. Тем не менее Буш покорил Вашингтон всего за два года, самолично проведя марш-бросок по немецкому образцу блицкрига. Он не стал размениваться на беседы с чиновниками третьей руки, а через посредство Фредерика Делано, дяди Франклина Делано Рузвельта, смог добиться пятнадцатиминутной аудиенции у президента. Ему Буш представил план по созданию национального исследовательского агентства. Рузвельт, как и Буш, тоже опасался, что США отстанет от мира в части военных технологий, поэтому тут же утвердил план, написав на салфетке «OK FDR». Так Вэнивар Буш стал руководителем Управления научных исследований и усовершенствований США, подчиненного напрямую президенту страны и неподотчетному ни одному другому ведомству. Армейские чины изначально отнеслись к Бушу с недоверием, ведь образ сухощавого ученого совершенно не вязался с военным делом. К тому же у Буша было множество причуд: он проводил досуг за стрельбой из лука, созданного по чертежам XIV века, но не прекращал думать о технике даже в эти часы, поэтому попутно внес несколько усовершенствований в луки своих единомышленников по стрелковому клубу.
Игнорировать реальные достижения Буша было решительно невозможно. Первым выдающимся успехом стал радар: вначале немецкие подлодки настолько технологически превосходили американские, что за месяц после вступления США в войну смогли пустить на дно 107 кораблей, однако лаборатории Буша всего за несколько месяцев удалось снизить количество потерь в 10 раз. После того как новая радарная технология восстановила военный паритет под водой, ученые Буша разработали вторую, не менее эффективную инновацию – радиоуправляемый взрыватель. Он увеличил ударную силу американских бомб за счет того, что встроенный датчик срабатывал именно тогда, когда взрыв имел самые разрушительные последствия. Это чудо-оружие позволило американцам противопоставить что-то немецким крылатым ракетам V-1.
К большому удивлению военных работа ученых оказалась значительно полезнее, чем ожидалось, и теперь даже самые несообразительные генералы или политики признавали, что армия бушевских умников вносит решающий вклад в исход войны, а также чудесным образом выводит экономику из депрессии тридцатых годов. Так родилось то, что называется «военно-промышленным комплексом» – результат тесного сращения армии, промышленности и науки, чего в довоенное время было совершенно невозможно себе представить.
Успех способствовал всем проектам Буша, поэтому в результате именно ему (вместе с генералом Лесли Гроувсом) был доверен Манхэттенский проект по созданию атомной бомбы. Для этого в пустыне посреди Нью-Мексико было собрано несколько тысяч ученых. Буш не испытывал особого энтузиазма к «урановой лихорадке», но и здесь доказал свою безжалостную эффективность и нацеленность на достижение результата. Говоря о Хиросиме, многие говорят о той мощи, на которую способна человеческая мысль, готовая мгновенно стереть все с лица земли. Слепящий свет ядерного взрыва выводит на первый план еще одно обстоятельство, сыгравшее в нашей истории цифровизации большую роль – взаимовлияние энергии и информации. В этом смысле атомная бомба, перехитрившая материальный мир – тоже «обман природы», который стал реальностью лишь благодаря слаженной работе многих тысяч ученых. Научный коллектив в Лос-Аламосе воспроизвел на практике то, что в XIX веке было достижимо лишь в ходе мысленного эксперимента (речь о демоне Максвелла, если рассматривать его как машину по обработке информации). Неслучайно, что этот проект сопровождал пионер вычислительной техники – Вэнивар Буш. Всего через несколько дней после успешного испытания «Тринити», первого в мире испытания ядерного оружия, Буш опубликовал в популярном научном журнале статью «As We May Think» («Как мы можем думать»), где рассуждал о том, как будут мыслить ученые будущего.
В ней он впервые описывает некое устройство, в котором мы можем узнать подобие современного настольного компьютера. Устройство оснащено монитором, позволяющим обращаться к нескольким окнам, в которых отображается микрофиша – уменьшенная фотография аналогового документа. С помощью джойстика пользователь может переключаться между документами, увеличивать и уменьшать документ, а также переходить на следующую страницу. Клавиатура служит для создания примечаний к документу, а отдельная клавиша позволяет добавить документ в личный список закладок. Если пользователю нужно добавить в систему собственный документ, он может воспользоваться стоящим перед ним сканером, который фотографирует бумажный экземпляр и превращает его в микрофишу. Все доступные микрофиши хранятся в ящике, подключенном к проектору, – своего рода накопителе данных.
Однако куда важнее индивидуального доступа социальный аспект: Буш говорит о синхронизации информации в рамках единого общемирового пространства знаний. Воображаемый компьютер Буша – это квинтэссенция коллективных усилий, которые привели Манхэттенский проект к созданию бомбы, общий источник информации, к которому имеют доступ все участники. Говоря иначе: чем обширнее становятся наши знания об окружающем мире, тем важнее накапливать и систематизировать разрозненные данные. Строительство атомной бомбы приводит к осознанию необходимости обобщения информации и создания всемирного разума, стирающего границы традиционных специализаций. Воображаемая машина Буша предвосхищает рождение «информационного общества» задолго до того, как такой термин вообще появляется на свет.
Разумеется, этот аппарат – не плод больной фантазии ученого, а всего лишь автоматизированная коммуникационная модель Манхэттенского проекта, основанная на социальном взаимодействии. Большая вычислительная машина, которую Буш в тридцатых годах разработал для Массачусетского технологического института, была электромеханической вариацией аналитической машины Бэббиджа, а предложенная им в статье система «Мемекс» нацелена на автоматизацию процесса познания и чем-то напоминает современный интернет. «Мемекс» – это сокращение от memory extension, «расширение памяти». Система «Мемекс» призвана обеспечить всем и каждому доступ ко всему корпусу знаний человечества, несмотря на то, что знание постоянно специализируется и распадается на более узкие разделы (в русле логики уничтожения, которая воплотилась в атомной бомбе). Так машина противостоит дроблению знания, устанавливая новый миропорядок – res publica, «общее дело» – только не в метафорическом, а в самом что ни на есть буквальном смысле.
9. Военные игры
По-моему, это случилось где-то в девяностых годах, мой сын тогда еще ходил в вальдорфскую школу и только учился читать. Однажды я увидел, как они с другом сидят перед компьютером и играют в стратегию The Settlers: разгоряченные и напряженные, они так были погружены в процесс, что даже не заметили, как я вошел. По экрану забегали маленькие анимированные фигурки с топорами на плечах, и один из ребят вдруг крикнул: «Осторожно, производительность уже дошла до 90 процентов!» Я начал было размышлять, как учительница ритмики была бы недовольна подобными занятиями, и вдруг мне подумалось, что то, что сейчас происходит в головах у восьмилетних парней, в шестидесятых годах было верхом прогресса, а теперь почему-то стало детской компьютерной игрой. Больше того: цифровая революция вообще-то свершилась не столько благодаря стараниям визионеров, сколько благодаря детской игре. Именно здесь – а не в элитных университетах – формировались способности будущих стратегов, игравших в SimCity, Sims, Age of Empires или «Цивилизацию».
Но откуда же берутся все эти игры, где игрок должен привести свое государство к экономическому процветанию? Когда Уилл Райт, разработчик и будущий создатель SimCity, в восьмидесятых годах попытался вывести на рынок первую экономическую стратегию, его идея была встречена полным недоумением. Кому нужна игра, где нет ни единого сюжета, ни призов, ни возможности победить виртуального противника? На мысль создать стратегию Райта натолкнули совсем не игры, а мрачное очарование идей экономиста Джея Форрестера, решавшего свои исследовательские задачи с помощью компьютерных симуляций. Однако сам Форрестер тоже никогда целенаправленно не думал о создании экономических моделей, а столкнулся с этой темой случайно (я думаю, вы уже привыкли к тому, что история вычислительной техники не знает прямых путей). Всё началось с военной технологии, которая в мирное время нашла применение в виде системы контроля воздушного пространства, а Форрестер отличился тем, что создал самую большую в мире вычислительную машину, которая в итоге переросла исходный замысел и начала удивлять своими действиями своего создателя.
Чтобы понять все эти хитросплетения, давайте вернемся к самому началу истории. Джей Форрестер родился в 1918 году на ферме в Ансельмо, штат Небраска – этот городок населением в 300 человек и сегодня выглядит так, как будто кто-то попытался равномерно расселить людей вдоль железнодорожной ветки. В Ансельмо его родители занимались разведением скота, но были образованными людьми и раньше работали в школе, поэтому их дом слыл в округе интеллектуальным салоном. Культурный и нравственный уровень родителей сильно контрастировал с тяготами повседневности, и Джей с самого детства начал придумывать, как упростить семейный быт. В девятилетнем возрасте он сел за руль семейного «Форда», а потом освоил и трактор: не только как водитель, но и как мастер-ремонтник. Очень скоро отец Форрестера из учителя превратился в подмастерье, помогая сыну в реализации все новых улучшений – например, в создании косилки, способной складывать сено в определенное место. Электричество восхищало Джея, и он вначале смастерил из найденных автомобильных запчастей электрическую мухоловку и катушку Теслы, а потом построил 12-вольтный ветряной генератор для домашних нужд. После этого в доме появился не только электрический свет, но и другие удобства – стиральная машина, а также самодельный сварочный аппарат.
В 1933 году Джей поехал на Всемирную выставку в Чикаго. К тому моменту он уже понимал, что сельская жизнь не соответствует его амбициям, ведь он хотел «показать, что можно добиться невозможного – ну, или, по крайней мере, того, что другие считали невозможным». Именно эту цель он преследовал, когда вместо образования в области сельского хозяйства поступил на бакалавриат по инженерному направлению, а потом отправился в Массачусетский технологический институт, где Гордон Стэнли Браун познакомил его с типами сервопривода и другими примерами использования обратной связи в цепях управления. В 1944 году молодого и находчивого инженера Форрестера назначают руководителем группы «Вихрь», работающей над созданием авиасимулятора. Первоначально для этого проектировалось аналоговое устройство, но очень скоро группа решает создавать цифровую вычислительную машину. Хранение данных в тогдашних компьютерах было реализовано с помощью вакуумных электронных ламп: одна 16-битная переменная умещалась в стойке высотой 3,35 метра и шириной в полметра. Для работы требовалось 5000 таких стоек, поэтому из небольшого устройства компьютер быстро превратился в огромную комнату. Его размер внушал такой трепет, что Кен Ольсен, один из студентов Форрестера и – в будущем – основатель компании DEC, однажды даже провел внутри компьютера ночь под жужжание электронных ламп. Это произвело на него глубокое впечатление, поэтому модульный дизайн «Вихря» стал образцом для всех последующих поколений микрокомпьютеров.
В 1952 году «Вихрь» был готов и принят в эксплуатацию, а Форрестеру поручили руководство компьютерным отделом Лаборатории Линкольна, куда были переведены участники проекта «Вихрь». Задачей отдела была разработка полуавтоматической системы контроля воздушного пространства SAGE, призванной защитить Америку от советских ракет. Так Форрестер в возрасте 34 лет встал во главе крупнейшего сверхсекретного исследовательского проекта того времени. В его распоряжении находилось 175 сотрудников, а также солидный бюджет с возможностью поручать выполнение отдельных задач сторонним компаниям, таким как IBM, AT amp;T или Western Electric. Система SAGE, проработавшая до 1983 года, имела гигантские размеры даже по сравнению с «Вихрем»: комплекс состоял из 35 управляющих центров, каждый из которых занимал четыре этажа по 40 квадратных метров. 275-тонный компьютер, оснащенный 80 000 электронными лампами и потреблявший огромное количество энергии, был самой крупной вычислительной машиной в истории.
Форрестер успешно справился с поставленной задачей, однако в 1956 году его карьера совершила неожиданный поворот: из изобретателя и технаря он внезапно стал профессором Школы менеджмента им. А. Слоуна при MIT. Разумеется, многими это было воспринято как предательство инженерной идеи: доходило до того, что представлявшие его доклад модераторы на конференциях о компьютерных технологиях переспрашивали, не сын ли он того самого Джея Форрестера, который изобрел память на магнитных сердечниках.
Сам Форрестер не находил в своей метаморфозе ничего необычного, ведь он, с его точки зрения, занимался тем же, чем и раньше: вместо того, чтобы концентрироваться на физических составных частях машины, он начал изучать ее организационные компоненты, играющие роль при планировании проекта – или, пользуясь его определением, «ментальную базу данных». Вопросы организации и планирования серьезно занимали его еще при работе над системой контроля воздушного пространства. Руководство компании Western Electric однажды поведало ему о загадочных историях, регулярно происходивших на некоторых заводах: с определенной периодичностью, которую руководители окрестили «свинской», производство вдруг испытывало взрывной рост нагрузки и некоторое время работало на пределе возможности, после чего на протяжении многих месяцев заказов почти не было. Форрестер провел множество интервью с сотрудниками, фиксируя на бумаге схему принимаемых ими решений. Исходным материалом для анализа была таблица с перечислением наличных ресурсов, работников и поступивших заказов, а также описанием того, как система отреагировала на это сочетание параметров. Опираясь на свой опыт, Форрестер сразу заметил, что чрезмерное увеличение или сокращение нагрузки производства происходит из-за срабатывания механизмов обратной связи, многократно усиленных самой системой. Он понял, что многие бизнес-процессы вообще следует трактовать как форму психологической гиперреакции, а статистические «выбросы», причины которых раньше сводились к внешним воздействиям, на самом деле являются следствием ошибочных решений внутрисистемных акторов. Это стало началом теории системной динамики, впервые описанной Форрестером в 1958 году. Что стоит за термином «системная динамика»? Раз речь о «системе», можно подумать, что это какой-то волшебный алгоритм, но на практике модель Форрестера ограничивается «ментальной базой данных»: это модель, в которой фиксируются ожидания и решения людей, а также отслеживаются результаты их работы и взаимодействия.
Одним из первых проанализированных Форрестером примеров был склад торговца алкоголем. Представим себе магазин алкогольных напитков, куда раз в месяц приезжает фургон с новой партией товара от оптовика. Директор магазина разгружает фургон и передает водителю заказ на следующий месяц, который он составил, опираясь только на оборот магазина за последнее время. Получается, что есть две величины: сколько товара привез оптовик (input) и сколько заказал директор (output). Те же исходные посылки справедливы для оптовика и для покупателей. Новация Форрестера состояла в том, чтобы сделать ожидаемый результат вычислимым в рамках некоторой модели будущего с помощью компьютерной симуляции, что и было реализовано: программист Дик Беннет создал программу, просчитывающую все возможные сценарии развития модели.
По совету своего коллеги по MIT, экс-мэра Бостона, Форрестер вскоре перешел от моделирования небольших предприятий к более глобальным вопросам городского планирования. Анализ урбанистических преобразований в Бостоне подтвердил прекрасное изречение де Местра о том, что благими намерениями вымощена дорога в ад: выяснилось, что все широко разрекламированные градостроительные инициативы имели сугубо отрицательные последствия. Даже строительство социального жилья приносило его новым обитателям одни неприятности, так как приводило к исчезновению рабочих мест, и возведенные за государственный счет районы превращались в гетто, что еще больше усложняло их жителям устройство на работу. Признавать свои решения ошибочными не хотел никто, поэтому на Форрестера ополчились со всех сторон. Дошло до того, что в его кабинет в Массачусетском технологическом институте однажды ворвался коллега-социолог и заявил, что его не волнует правильность выводов Форрестера, но публиковать такие результаты абсолютно недопустимо. Развиваемая им системная динамика выявила одно болезненное обстоятельство, которое редко учитывается при планировании процессов: человеку трудно удерживать внимание даже на ограниченном числе взаимосвязанных переменных, мысли его начинают путаться до такой степени, что зачастую даже причина и следствие меняются местами. Форрестер писал, как некоторые его студенты, анализируя работу простейшего механизма с обратной связью, наполняющий стакан водой до определенного уровня, приходили к выводу, что стакан просто-таки высасывает жидкость из крана.
Если книга Форрестера «Урбанистическая динамика» уже пользовалась большим успехом, то изданная в 1971 году в малозначительном издательстве «Мировая динамика» вообще стала бестселлером. Сам Форрестер думал, что рассматриваемые им вопросы настолько сложны, что заинтересуют одну-две сотни экономистов, однако внезапно его компьютерные симуляции оказались в центре внимания: Римский клуб выпустил основанный на них отчет «Пределы роста», из которого привыкшее к мысли о неограниченном экономическом росте человечество узнало, что ресурсы нашей планеты конечны. Это положило начало знакомому нам сегодня дискурсу об устойчивом развитии, затмив собой куда более принципиальный вопрос о том, насколько возможно планирование в современном обществе. Невероятный успех системной динамики стал ее главной проблемой: анализ сценариев компьютерных симуляций действительно позволял выявить недостатки принятых решений, однако слишком велико было искушение положить кибернетический разум в основу новой политики технократического толка. Таким образом, критический метод Форрестера повторил судьбу объекта своего исследования – сам стал той болезнью, для лечения которой применялся.
Форрестер осознавал эту проблему. Из опыта работы в совете директоров компании DEC он знал, с каким противодействием сталкивается его метод компьютерных симуляций, а также понимал, что основным злом является переизбыток несистематизированной и неструктурированной информации. С начала семидесятых годов ответственность за принятие решений постепенно перекладывается на компьютерные симуляции, люди теряют способность самостоятельно анализировать реальные проблемы, а финансовые рынки начинают жить в воображаемом мире: возникают хитрые схемы и финансовые пузыри, печатаются необеспеченные денежные знаки, целые предприятия строятся на свиных циклах и так далее.
Но разве это ставит принципы системной динамики под сомнение? Достаточно всего лишь послушать, как лихо Форрестер в свои почти 100 лет в пух и прах разносит экономические модели равновесия, разработанные известными профессорами, чтобы понять, что он борется не с традиционной экономикой, а с глубинными порывами и паттернами человеческого поведения. Системная динамика – это в первую очередь пощечина нашим представлениям о себе. Она позволяет осознать, что нами движет психология, наши общественные структуры иррациональны, а ведем мы себя зачастую как лемминги, хотя и гордимся собственной индивидуальностью.
Суть этого парадокса заключается не в методике, а в том, какие надежды мы возлагаем на дивный новый компьютерный мир – в этот момент мы практически готовы поверить в чудо и, уверившись в абсолютной непогрешимости машины, теряемся в лабиринте собственных желаний. Но если взглянуть на симуляцию как на подробный разбор своих собственных желаний и предположений, то различные сценарии могут оцениваться как возможные и разыгрываться различные исходные состояния мира. Метод компьютерных симуляций не должен потворствовать нашей мании величия, а должен помогать нам очертить границы нашего восприятия. Осознание этого начинается в детстве: восьмилетний ребенок, привыкший, что все вокруг вертится вокруг него, впервые сталкивается с последствиями собственных хаотических решений и в ужасе кричит: «Производительность падает, уже 70 процентов!»
Если попробовать оценить вклад Джея Форрестера в развитие окружающего нас компьютерного мира, быстро становится ясно, что его технические разработки, какими бы прорывными они ни были (и даже система SAGE, проработавшая аж до 1983 года), не могут сравниться по значимости с начатыми им компьютерными симуляциями. Этот сдвиг от материи к независящей от нее обрабатываемой информации мы уже встречали в предыдущей главе о Вэниваре Буше. Если система «Мемекс» была призвана расширить границы знания, то системная динамика Форрестера создавалась для того, чтобы облегчить принятие решений, а также упорядочить анализ собственных представлений и имеющихся данных. Основным ее достижением явилось то, что люди стали воспринимать мир не как равновесную, а как динамическую систему, способную трансформироваться непредсказуемым образом. А раз реальность нельзя наколдовать по мановению волшебной палочки, то люди не могут без компьютерных симуляций – но не потому, что компьютеры умнее или сообразительнее своих пользователей, а потому, что, выстраивая цифровую модель, люди начинают лучше понимать сами себя.
10. О карликах Кремниевой долины
В нашей краткой истории мы уже встречались с самыми разными персонажами, поэтому нас вряд ли что-то может удивить. Это, однако, не повод не задавать вопросы. Например, такой: почему история цифровизации, начавшись в Европе и на Восточном побережье США, вдруг переносит нас в Кремниевую долину? И что забыли здесь Белоснежка с семью гномами? Речь дальше пойдет не столько об отравленных яблоках, сколько о гномах, которые, как мы знаем, все поголовно заняты в горном деле. Любая командная работа влечет за собой оптимизацию и миниатюризацию: глядя на компьютерных монстров древности – «Колосс» или систему контроля воздушного пространства SAGE, – многие задумывались о том, как приручить это огнедышащее и вечно голодное чудовище. Как уменьшить компьютер и при этом заставить его работать еще лучше и стабильнее? Взятый курс на уменьшение, очевидно, увенчался успехом, ведь сегодняшние компьютеры совсем не похожи по своим размерам на готические соборы, и основная заслуга в этом принадлежит дисциплине под названием нанофизика, где слово «нано» образовано от древнегреческого слова «гном». Символично, что тот человек, который внес основной вклад в миниатюризацию компьютеров, не только родился в семье горных инженеров, но еще и перенес нашу историю за семь гор – в долину, которую позже назовут Кремниевой. В Кремниевой долине прошло все детство Уильяма Брэдфорда Шокли (1910–1989). Его родители был золотоискателями, а мать впоследствии стала первой женщиной-начальницей золотого рудника. Мы не знаем, насколько господин Шокли был приятен в личном общении: он остался в истории не как гениальный физик, а скорее как взбалмошный ученый, донор первого в мире банка спермы, любивший рассказывать о всеобщем отупении и считавший чернокожих умственно неполноценными. Но мы все-таки не будем списывать его со счетов, потому что Шокли внес решающий вклад в миниатюризацию компьютера изобретением транзистора, а свою полупроводниковую лабораторию основал в Маунтин-Вью, положив начало Кремниевой долине. Он вернулся сюда с Восточного побережья по очень простой причине: его мать тяжело болела, и он должен был за ней ухаживать. Однако этот переезд еще был и своего рода побегом, потому что всему этому предшествовала история с тремя участниками, которые в той или иной мере совместно изобрели транзистор, но потом заспо рили о размере вклада каждого и переругались.
Почему транзистор – такая важная штука, и при чем тут кремний? Вспомните «линии коммуникации», о которых мы говорили в контексте открытия электричества в начале XVIII века: они реализовались в форме проводной телеграфной, телефонной и радиосвязи. Чем длиннее становились эти провода, тем сильнее затухал сигнал, растворяясь в шумах – ровно поэтому в 1912 году самая длинная телефонная линия на аме от Нью-Йор риканском континенте проходила лишь до Денвера. Решением проблемы затухания стали электронные лампы: устанавливаемые определенным образом вдоль телефонных линий, они усиливали сигнал и так обеспечивали наземную коммуникацию. Благодаря этому открытию уже к середине двадцатых годов мир опоясала огромная сеть телефонных линий, а усиленные электронными лампами радиоволны достигали самых отдаленных уголков страны.
Однако электронные лампы потребляют большое количество энергии и сравнительно недолговечны, поэтому ученые принялись искать им альтернативу. Их взгляд упал на кремний, открытый в 1807 году Хамфри Дэви и нашедший применение в радиотехнике в качестве приемника и усилителя сигналов. Усиление действительно работало, однако никто толком не понимал, как именно этому способствует загадочный химический элемент, не относившийся ни к проводникам, ни к изоляторам. Другое дело, что подобное промежуточное положение, судя по всему, было его главным преимуществом, ведь это позволяло создать переключатель, блокирующий или пропускающий ток в зависимости от внешних обстоятельств – иными словами, конструктивный элемент, способный принимать одно из двух логических состояний и тем самым заменяющий классические перфокарты. Для телефонных операторов такая автоматизация открывала большие перспективы, так как позволяла отказаться от телефонисток, вручную соединявших абонентов: сеть постоянно развивалась, с ней росло и количество сотрудниц, а расчеты показывали, что при неизменном росте популярности телефона на эту работу вскоре потребуется привлечь половину всех женщин Америки.
Именно поэтому компания AT amp;T, главный телефонный оператор США, создала Bell Labs, Лаборатории Белла – исследовательское учреждение, где самые светлые головы страны трудились над тем, чтобы заменить телефонисток чем-то более эффективным. И вот тут в игру снова вступает кремний, этот загадочный элемент между двух миров. Атом кремния можно представить себе в образе небольшого четырехрукого монаха, каждой руке которого соответствует по одному электрону.
Атом, конечно, не один в пространстве, а сцепляется с себе подобными, образуя своего рода решетку – как если бы эти монахи держали друг друга за руки.
Что происходит, если добавить в эту группу монахов инородное тело? Свойствами атомов кремния можно управлять, если легировать их, то есть ввести им дозу другого атома. Скажем, если добавить в эту группу пятивалентный атом (например, фосфор), то он окажется донорной примесью: один из его электронов будет отдан кристаллу, а сам атом окажется положительно заряженным. Если же добавить в группу атомов кремния трехвалентный атом (например, алюминий, мышьяк или бор), то образуется дырка, и это будет акцепторная примесь: попадая в дырку, свободный электрон будет изменять заряд атома примеси на отрицательный.
Таким образом мы как бы «меняем полюса местами» или, иными словами, управляем состоянием транзистора: «минус» или «плюс», 0 или 1[8].
Звучит просто, хотя это вполне себе квантовая механика. Уильям Шокли – признанный специалист в этой области, поэтому именно ему поручают подобрать исследователей в Лаборатории Белла. Тут впору вспомнить семь гномов: в одной команде нужно собрать металлургов, физиков, химиков и математиков. У Шокли прекрасное чутье на таланты, и он приглашает в лабораторию настоящих корифеев своей области – математика Джона Бардина и физика-экспериментатора Уолтера Браттена. Вначале работа спорится, но потом исследователи понимают, что предложенная Шокли концепция не работает.
Идея Шокли выглядит следующим образом: над кристаллом кремния (на следующей странице он изображен в виде ящика) находится тонкая пластина из алюминия, на которую от батареи подается напряжение. Теоретически находящиеся в пластине электроны должны в этот момент начать проникать в кремний, но этого не происходит. Желаемый эффект, позволяющий управлять зарядом атомов кремния, не наступает. Целый год Бардин и Браттен экспериментируют с самыми разными материалами, пока на поверхность полупроводника однажды случайно не падает капля воды. Тут они понимают, в чем была загвоздка: сама поверхность кристалла образует своего рода защитный слой, препятствовавший проникновению электронов внутрь, а вода его разрушает. Это прорыв в полном смысле этого слова: после того как Браттен соскабливает верхний слой и вводит внутрь кристалла золотой стержень, ученым удается перенести электроны внутрь кремния и добиться взаимодействия. Транзистор готов!
Обрадованные Бардин и Бриттен сообщают об успехе своему начальнику. Шокли вроде бы и рад, однако в то же время расстроен тому, что вместо его гениальной концепции сработало совершенно другое решение: совсем как злая королева, которой волшебное зеркальце сообщает, что красивее всех на свете не она, а ее неизвестная конкурентка за семью горами. Раздосадованный Шокли садится строить коварный план. Втайне от коллег он создает новую конструкцию транзистора – теперь он похож на знакомую вакуумную трубку, но уменьшен во много раз, – а Бардину и Бриттену запрещает работать над этой темой, ведь все лавры должны достаться только Шокли. Как и в сказке, этот трюк не остается безнаказанным. Его заявку на изобретение отклоняют, а патент записывается на имя его сотрудников, предложивших более удачное решение. Внешние наблюдатели рассматривают всех троих ученых как сплоченный коллектив (их совместно даже награждают Нобелевской премией), однако личные отношения Шокли с коллегами сильно подпорчены.
Транзистор, тем временем, начинает свою победную поступь по планете. Вместо того, чтобы сидеть дома у громоздкого лампового радиоприемника как у семейного алтаря, люди носят с собой маленькие транзисторные приемники. Всюду – и на пляже, и в пустыне – играет музыка, а музыканты начинают использовать транзисторы для звукоусиления (настоящий кошмар для Браттена, который до конца своих дней не смог простить себе, что благодаря его изобретению на свет появился рок-н-ролл).
В 1955 году Шокли – звезда мировой величины. Славы он уже добился, теперь дело за богатством: именно поэтому он переезжает в Пало-Альто и открывает здесь свою лабораторию. В его планы, конечно, не входит создание персонального компьютера; навязчивое стремление быть первым наводит его на мысль перевести на транзисторы весь американский военно-промышленный комплекс. Момент выбран крайне удачно: кремния вокруг – как песка на пляже, а транзистор уже заслужил репутацию устройства будущего. На этом же принципе основана схема работы солнечной батареи, и в 1959 году восхищенной публике представляют первый транзисторный радиоприемник, питающийся энергией солнца. Шокли помнит о том, как обжегся на патентных спорах, поэтому ищет для своей лаборатории только молодых и покладистых сотрудников. Тот факт, что она находится за семью горами на «Диком западе», вряд ли представляет собой проблему, скорее наоборот – земля дешевая, климат мягкий, солнце светит. Хэдхантерский талант Шокли здесь снова проявляется во всей красе.
Одним из первых он приглашает на работу 28-летнего Роберта Нойса. Нойс – сын священника, выходец из городка Гриннел, штат Айова, это глухой Средний запад страны. В его доме не было места утонченности, но ценилось образование, искренность и трудолюбие – совсем как у других пионеров компьютерной техники. Воспитанный на таких идеалах, Роберт с самого детства относился к своим начинаниям со всей серьезностью. В 12-летнем возрасте он увидел в журнале Popular Science чертеж воздушного змея и решил во что бы то ни стало поднять его в воздух. Он привлек к изготовлению соседского мальчишку, а затем забрался на крышу сарая, разбежался и прыгнул вниз вместе со змеем, потом поднялся на ноги и во весь рот улыбнулся, не обращая внимания на ссадины. Сдаваться Роберт не привык, поэтому привязал змея к машине и сам сел за руль, чтобы всё-таки заставить свое творение взлететь. С тех пор будущий сооснователь Кремниевой долины шел по жизни с девизом, который нашил на лацкан своего пиджака – No guts, no glory, «Кто не рискует, тот не пьет шампанского». Этот полный кипучей энергии симпатичный молодой человек мог стать успешным спортсменом или актером (между прочим, он учился в одной школе с Гэри Купером), но заинтересовался физикой благодаря одному счастливому случаю. Его учитель физики в Гриннел-Колледже узнал о транзисторе из газеты, с удивлением выяснив, что один из изобретателей, Джон Бардин, – его одноклассник. Завязалась оживленная переписка, и Бардин посвятил приятеля в подробности конструкции транзистора, поэтому Гриннел-Колледж стал одним из первых учебных заведений, где школьникам преподавались азы этой революционной технологии. Нойс был прилежным учеником и быстро постиг эту материю, что в итоге и привело его в лабораторию Шокли вместе с Гордоном Муром и шестью другими исследователями.
Вскоре, однако, оказалось, что работать у Шокли – совсем не сахар. Вообще-то Нойс должен был что-то заподозрить с самого начала, когда Шокли подверг всех новых сотрудников тестированию на IQ по собственной методике, но причуды начальника поначалу компенсировались радостью от интересной и напряженной интеллектуальной работы. Тем не менее паранойя Шокли усиливалась и достигла апогея как раз после того, как ему – вместе с его заклятыми друзьями Бардином и Браттеном – вручили Нобелевскую премию. Теперь ему везде виделись интриги, поэтому он начал регулярно проводить проверки своих подчиненных на детекторе лжи, якобы для борьбы с промышленным шпионажем. Вскоре все эти издевательства стали совсем невыносимыми, и самые способные сотрудники лаборатории решили уходить в свободное плавание, обратившись к частному инвестору. Видеть во главе новой компании они хотели только Роберта Нойса. Сам Нойс всегда чувствовал себя обязанным Шокли, но в итоге – одним из последних – тоже переметнулся к заговорщикам. Инвестор Шерман Фэйрчайлд настоял на своей кандидатуре директора, но поставил Нойса во главе отдела исследований (директор, впрочем, продержался недолго, уступив свое место тому же Нойсу). Так началась история компании Fairchild Semiconductors. Освободившись от гнета деспотичного основателя, новая компания быстро добилась успеха, а Шокли через некоторое время вообще отошел от дел и вернулся к преподаванию в вузе.
Роберт Нойс видел себя не начальником, а первым среди равных, что благотворно сказалось на рабочей атмосфере. Всего за несколько месяцев Fairchild вывела свой транзистор на рынок, а спустя год инвестор воспользовался своим преимущественным правом и выкупил компанию у основателей. Момент был выбран крайне удачно: Нойс и Мур всегда могли бы заполучить оборонные заказы, но из этических причин предпочли более трудный путь массового производства. Для создания транзистора предстояло разобраться со сложными проблемами в области металлургии, химии и квантовой механики, но еще более трудной задачей стала организация производственного цикла для изделий размером в несколько микрон – тоньше человеческого волоса. Чтобы изготавливать транзисторы в промышленных масштабах, необходимо было полностью исключить ручной труд. Один из сотрудников компании Жан Эрни раньше уже предлагал плоские транзисторы, все подвижные части которых были спрятаны внутрь кристалла, однако Нойс хотел пойти еще дальше и попытался упростить устройство, сделав его полностью монолитным. Начертив множество набросков подобной интегральной микросхемы в своей записной книжке, он пришел к выводу, что она реализуема. Услышав, что Джек Килби из компании Texas Instruments разработал прототип германиевой схемы, Нойс принял решение идти тем же путем. Он понимал, что такие микросхемы будут не только дешевле в производстве за счет устранения человеческого фактора, но и совершат революцию в огромном сегменте рынка, ведь они могли быть программируемыми, а значит, сфера их применения ничем не ограничивалась.
В марте 1959 года сотрудники Fairchild начали работать над этой задачей под руководством Жана Эрни и Гордона Мура, который вырос до руководителя отдела исследований и разработок. Уже в 1960 году первая интегральная микросхема была готова. Она была невелика и имела всего шесть транзисторов (в современных чипах их может быть несколько миллиардов), однако и такая конструкция позволяла существенно сократить размеры вычислительных монстров того времени. Продуктом в первую очередь заинтересовались разработчики NASA, которые загорелись идеей оборудовать свои космические корабли более легкой электроникой. Нойс действительно мыслил на несколько шагов вперед: он был убежден, что по мере роста плотности транзисторов на схеме расширится и палитра возможных применений, а с ней вырастет прибыль компании. В середине шестидесятых годов он к ужасу своих сотрудников заявил, что Fairchild будет продавать свои чипы дешевле, чем стоила их сборка. Удивительным образом такая самопоглощающая бизнес-модель оказалась крайне успешной: некоторое время компания действительно работала в ноль, но благодаря этому снизилась стоимость производства, и количество клиентов начало расти лавинообразно. В каком-то смысле это предложение и явилось причиной того явления, которое несколько лет спустя описал соратник Нойса Гордон Мур: производительность процессоров удваивается каждый год. Этот принцип сегодня известен нам как закон Мура.
После взрывного роста в конце шестидесятых годов Fairchild столкнулась с финансовыми проблемами, а между инвесторами с Уолл-Стрит и расслабленными калифорнийскими хиппи-учеными начались трения. Стороны решили расстаться, но в этот раз Нойс и Мур смогли найти финансирование для своего предприятия меньше чем за двое суток. Название новой компании должно было отражать торжество чистого разума, поэтому создатели решили не упоминать ни имени инвестора, ни своих имен, а сделать название кратким и емким. Им приглянулся вариант Intel – в нем было и сокращение от integrated electronics («интегральная электроника»), а еще и намек на искусственный интеллект. Молодой Intel удалось громко заявить о себе, как в свое время и Fairchild: в 1971 год компания представила первый в мире микропроцессор, разработанный с помощью итальянского электротехника Федерико Фаджина и явившийся логическим продолжением идеи интегральной микросхемы. В микросхеме все элементы транзистора закреплены на твердой плате, в микропроцессоре объединены все необходимые компоненты: память, часы, а также сектора программ и данных. Это делало его автономным компьютером, способным в зависимости от загруженной в него программы управлять любой техникой – стиральными машинами, карманными калькуляторами, кассовыми аппаратами, цифровыми часами или лифтами. Через три года чипы были впервые установлены даже в автомобилях, а там было рукой подать и до персонального компьютера.
Если вспомнить об ангелах, танцующих на острие иголки и перемещающихся по свету с бесконечно большой скоростью, то можно сказать, что компьютерный чип стал своего рода копией неба на земле. С его появлением стало возможным со скоростью света передать любой оцифрованный объект на другой конец мира и любое количество раз скопировать его, а нужное для всего этого устройство умещается на ногте указательного пальца, если не на острие иголки. Когда в 1984 году Роберт Нойс в одном из выступлений рассказывал историю своей деятельности, он провел аналогию с автомобильной промышленностью: если бы в последней случилась такая же революция, какую произвели чипы, то автомобиль должен был бы стоить всего четверть доллара, поездка через весь континент была бы бесплатной, а проблема с парковками в Нью-Йорке вообще решилась бы сама собой, ведь, приехав в Нью-Йорк, водитель мог бы просто взять автомобиль и положить его себе в карман.
11. Грейс Великолепная, или Как воспитать компьютер
Однажды к ней явился начальник и потребовал, чтобы она написала книгу. Она запротестовала и сказала, что это невозможно, ведь раньше ей не приходилось такого делать. Начальник был краток: «Вы напишете эту книгу. Вы служите на флоте, а это приказ». Приказы старших по званию не обсуждаются, поэтому лейтенант Грейс Мюррей Хоппер села за работу. Углубившись в материал, она поняла, что ее задача, – нет, даже больше, ее призвание – состоит в том, чтобы заставить заговорить прежде немой объект. До этого пионеры компьютерных исследований общались со своим цифровым визави шифром из нулей и единиц, а Грейс Мюррей Хоппер, если так можно выразиться, научила компьютер разговаривать. Она поняла, насколько нам нужен для взаимодействия с машиной общепонятный естественный язык, и именно благодаря ей у нас есть языки программирования, компиляторы и трансляторы, именно благодаря ей компьютер из вычислителя прекратился в умное волшебное зеркало, в котором человек видит себя и изобретает себя заново. Сама Хоппер не считала свой вклад в развитие компьютерной техники столь значимым. Она пишет: «Вплоть до Второй мировой войны жизнь была простой, а потом у нас появились системы». В этой фразе можно усмотреть ворчание по поводу упадка современной культуры, однако на самом деле Грейс Хоппер была целиком и полностью устремлена в будущее, что полностью сочеталось с ее необычной внешностью. Биограф Курт Байер рассказывает, что впервые увидел ее на вручении очередной премии. Одетая по полной форме контр-адмирала, она продолжала вязать, даже когда ведущий начал рассказывать о ее заслугах и достижениях, и только потом встала и произнесла пламенную речь, где не было ни слова о прошлом, а только о будущем. Она говорила о распределенных вычислениях, параллельных процессорах и о том, что злейший враг людей – это фраза «Мы так всегда делали!».
Грейс Хоппер родилась в состоятельной нью-йоркской семье. Родители души не чаяли в своих детях, а отец стремился всецело удовлетворить тягу своих двух дочерей и сына к знаниям. Никто не препятствовал маленькой Грейс, когда она, не удовлетворившись созерцанием будильника, решила разобрать его и изучить внутреннее устройство. С первого раза трюк не удался, а после сборки остались лишние детали, поэтому жертвой девочки чуть было не пали еще шесть будильников, но тут вмешалась мама и ограничила пыл юного экспериментатора.
Однажды дедушка по материнской линии, который работал строительным инженером в городской администрации, взял Грейс с собой на инспекцию. Это настолько впечатлило ее, что она захотела стать инженером – очень нестандартная мечта, потому что эта профессия совершенно не считалась женской, хотя женщины в те годы уже давно были не только домохозяйками. Грейс поступила в Йельский университет и стала первой выпускницей математического факультета, вышла замуж за преподавателя английской литературы и сама начала преподавать в Вассарском колледже города Покипси. Брак не сильно изменил ее жизнь – лето Грейс проводила с семьей, а все остальное время посвящала своим студентам. Ее жажда знаний с годами не утихала: она посещала курсы по зоологии, химии, физике, геологии, биологии, экономике и архитектуре, чтобы почерпнуть в этих дисциплинах что-то полезное для собственных исследований. Тем не менее академическая карьера Грейс первые 35 лет жизни шла по накатанной и не отличалась ничем особенным, кроме, пожалуй, ее научной всеядности – завидная стабильность во времена Великой депрессии.
Поворотным моментом для Грейс – и, кстати, для всемирной истории – стало 7 декабря 1941 года, когда американский флот был атакован японской авиацией в Перл-Харборе. Хоппер посчитала, что должна внести свой вклад в защиту родины. Она развелась с мужем и решила пойти служить на флот – что было крайне необычно, так как в то время женщин на флоте не было, хотя такая возможность в исключительном случае допускалась правилами программы WAVES. На медицинской комиссии, однако, выяснилось, что девушка весит всего 47 килограммов, меньше минимального допустимого значения. Лишь благодаря врожденной настойчивости и после длительного ожидания ей удалось все-таки поступить на службу. Хоппер прошла курс молодого бойца и неожиданно для себя осознала, что ей, метущейся натуре, нравится военная муштра. Надежда применить свои математические способности в армии, однако, не сбылась: девушку отправили в Гарвард, в подвал Лаборатории Крафта, где сидел Говард Эйкен, которому был нужен ассистент.
Лаборатория исторически подчинялась военному ведомству. Ее руководитель, профессор физики Эйкен, занимался проблемой расчета электрического заряда в ионосфере начиная с конца тридцатых годов, для чего ему требовалась вычислительная машина. Существовавшие тогда машины Холлерита не умели работать с отрицательными числами и были бесполезны для такой задачи, поэтому Эйкен, всегда восхищавшийся Чарльзом Бэббиджем, спроектировал собственный компьютер, для экономии средств максимально используя легко доступные на тот момент компоненты. Заказ был отдан компании IBM, которая в 1944 году построила этот компьютер, получивший название Mark I, и установила его в лаборатории. Вся работа была оплачена правительством страны в обмен на обязательство выполнять государственные проекты в будущем. Mark I имел гигантские размеры, весил 5 тонн и состоял из 750 000 деталей, более 3500 электромеханических реле и 8,7 километра проводов. Когда началась война, Эйкен объявил себя «военным профессором» и предоставил свою лабораторию в распоряжение военно-морского ведомства, а академическая расслабленность сразу сменилась жесткой дисциплиной. Эйкен настаивал на том, чтобы его называли «коммандером», а он в свою очередь обращался со своими подчиненными в соответствии с их воинским званием. Очень скоро лабораторию завалили вычислительными задачами: машина не отличалась высокой скоростью и могла выполнять всего три операции сложения в секунду (современный компьютер способен производить 336 миллиардов таких операций в секунду), но была незаменима для баллистических расчетов Манхэттенского проекта.
Когда Mark I монтировали, Эйкен был уже занят проектированием следующей, более мощной версией машины, поэтому попросил прислать ему ассистента, способного взять на себя текущие дела – и тут ему присылают какую-то женщину! Эйкен утешал себя тем, что ему, как последователю Бэббиджа, досталась своя Ада Лавлейс. К его удивлению лейтенант Хоппер оказалась очень способной и уже через неделю освоила кодирование. Эйкен оценил ее старания и отдал тот самый приказ написать руководство по вычислительной машине. Лаборатории Крафта в то время были одними из немногих, кто мог совершать сложные вычисления, поэтому здесь бывали многие будущие звезды компьютерного мира: например, Джон фон Нейман отслеживал баллистические расчеты для Манхэттенского проекта, а Норберт Винер часто заходил, чтобы поспорить с Эйкеном о том, является ли мозг компьютером или наоборот.
Грейс Хоппер же была ответственной за саму машину, поэтому не следила за такими материями: несмотря на то, что все работало как часы, поручений меньше не становилось, да и программирование Mark I было невероятно трудоемким. Машина постоянно отключалась, и сотрудникам приходилось залезать в ее недра, вооружившись фонариками и зеркальцем из косметички Хоппер. Иногда причиной таких неполадок становилась обычная моль, случайно попавшая между контактами – отсюда появилось слово «баг»[9] и выражение «дебаггинг» (то есть буквально «дезинсекция»), – но чаще всего ошибки были связаны с человеческим фактором. Особенно часто возникал «демонстрационный эффект», когда кто-то из старших по званию приводил в лабораторию очередную группу любопытных посетителей. Наглядно продемонстрировать сложное устройство вычислительной машины было затруднительно, поэтому чаще всего экскурсия завершалась тем, что один из начальников решительно выдергивал один из штекеров на коммутационной панели и переставлял его в другое положение. К сожалению, это почти всегда имело фатальные последствия, так как меняло всю рабочую программу машины, и она теряла способность корректно выполнять вычисления.
Подобных аппаратных вмешательств сотрудникам лаборатории хотелось избежать, поэтому Грейс Хоппер создала библиотеку часто используемых подпрограмм в виде небольших перфокарт с рукописными пометками. Карточки существенно ускорили процесс программирования, и она начала сшивать их в последовательности, конструируя более сложные программы (например, операции вычисления косинуса или квадратного корня), что еще больше упростило работу.
Тем не менее четкая граница между аппаратной и программной составляющей машины сохранялась и постоянно создавала неудобства. Корнем зла, как и раньше, был человеческий фактор: программисты часто ошибались даже при ручном копировании перфокарт. Конечно, в этом не было злого умысла, просто подтверждался закон Мерфи: если что-то может пойти не так, то это пойдет не так. Хоппер регулярно убеждалась в этом на собственном примере, когда сама делала ошибки, выполняя вроде бы прекрасно знакомые операции. Она пришла к выводу, что всю эту работу было бы лучше перепоручить машине. Так была сформулирована цель проекта, который будет занимать Хоппер в ближайшее десятилетие: добиться того, чтобы программисты разговаривали с машиной с помощью языка, а не переключали контакты. Конечно, для этого нужно было вначале обучить этому языку машину, что Хоппер и отразила в названии представленного в 1952 году исследовательского проекта The Education of a Computer – «Обучение компьютера».
Сразу приступить к делу не получилось: дело в том, что расположенная в подвале Гарвардского университета лаборатория коммандера Эйкена в послевоенное время перестала вписываться в структуру учебного заведения, а финансирование со стороны оборонного ведомства почти прекратились. Большую часть сотрудников уволили или перевели в штат университета, но самой Хоппер не предложили остаться преподавать в Гарварде. Она начала искать утешение в табаке и алкоголе и впала в глубокую депрессию, откуда ее с трудом вызволили друзья и бывшие коллеги. В итоге Хоппер позвали в филадельфийскую лабораторию Джона Преспера Эккерта и Джона Мокли, которая по заказу компании Remington Rand строила ЭНИАК – первый в мире полностью электронный цифровой вычислитель на вакуумных радиолампах. Хоппер получила должность руководителя отдела программирования и продолжила свой компьютерно-образовательный проект на этом посту. Опираясь на опыт автоматизации работы с помощью перфокарт, она решила форсировать создание языка программирования, чтобы коммуникация человека и машины происходила максимально понятным образом. Созданный ей язык FLOW-MATIC позволил добиться значимых успехов: выросла не только скорость работы компьютера, но и уровень сложности, а также эффективность написанных на этом языке программ. Противниками внедрения нового языка, как ни удивительно, оказались не руководители лаборатории, а сами программисты, которые боялись, что их навыки копания в ламповых схемах станут ненужными, и им придется уступить свое место каким-то пришлым программистам.
Чтобы показать, что настоящее искусство программирования заключается не в знании оборудования, а в силе воображения и готовности отказаться от привычных путей в поисках новых решений, Хоппер часто предлагала стать программистами другим сотрудникам компании, в первую очередь секретаршам. Она долго наблюдала за их работой и убедилась в том, что девушки выполняли ее крайне добросовестно, а именно этот навык и был неотъемлемым в коммуникации с машиной. Усилия Хоппер по превращению «глупых блондинок» в гениев программирования увенчались успехом, и вскоре больше половины ее отдела программирования состояла из женщин. Всё это доказывало, что для управления компьютером больше не нужно было владеть ни высшей математикой, ни квантовой механикой; компьютерная программа оторвалась от материального и перешла в сферу воображения – то есть позволяла произвольно творить новые миры. Если во вселенной коммандера Эйкена всем нужно было обязательно взаимодействовать с машиной физически, то во вселенной Хоппер программист вообще не должен думать о тех квантовомеханических процессах, которые повлекут за собой действия, описываемые им на бумаге или загружаемые в память компьютера. Все происходит как по мановению волшебной палочки: сказано – сделано! Получается, что язык программирования воплощает в жизнь то, о чем люди раньше могли только мечтать. В этом смысле язык программирования – дополнение к микропроцессору, переход в сослагательное наклонение, в виртуальную реальность, где возможно всё, а ограничений не существует. Перефразируя Роберта Оппенгеймера, можно сказать, что язык не позволяет видеть, как выглядят вещи, но позволяет понять, как эти вещи могли бы выглядеть.
Границы исчезают, уступая свое место чувству возможного – вполне в духе постматериализма и лозунгов будущих студенческих революций: «Вся власть воображению!», «Вся власть детям!»
В кабинете Хоппер висели часы, идущие не вперед, а назад: так она демонстрировала своим собеседникам ограниченность человеческого сознания. Но Хоппер умела находить аргументы не только в личном разговоре, но и в продвижении своих инноваций. Ей удалось продемонстрировать руководству компании и всему программистскому сообществу, что революция в программировании не только приведет к повышению качества и скорости, но и откроет новые сферы применения компьютеров. Однако для всего этого программистам вначале требовалось договориться, на каком языке они будут писать свои программы. Проявив свои способности гениального коммуникатора, Хоппер смогла убедить коллег по цеху перейти на Кобол (COBOL, Common Business Oriented Language) – первый высокоуровневый язык программирования, удерживавший пальму первенства по частоте использования вплоть до 2000 года. На этом невероятная история не закончилась: после завершения гражданской карьеры нашего неутомимого футуролога Грейс Хоппер снова призвали на действительную службу и повысили до звания контр-адмирала с вязальными спицами в руках, а в 1969 году даже признали человеком года. В чем же состоял главный принцип счастливой жизни контр-адмирала Хоппер? «Лучше сделать и потом извиниться, чем заранее просить разрешения».
12. Изобретение мыши
Девятого декабря 1968 года в присутствии нескольких тысяч зрителей в Конгрессно-выставочном центре Сан-Франциско состоялся доклад, настолько опередивший свое время, что один из писателей даже заявил, что «это будет получше ЛСД». Оратор, доселе малоизвестный изобретатель Дуглас Энгельбарт, превзошел в своем выступлении все самые смелые мечты компьютерных специалистов: всего за полтора часа он не только продемонстрировал первую компьютерную мышь, но и представил гипертекстовый редактор с графическим интерфейсом и несколькими представлениями, обеспечивающий возможность совместной работы с документами. Кроме того, зрители увидели электронные письма со встроенными ссылками, статистические графики, расширяемые и сворачиваемые окна, поиск по ключевым словам, макросы, метаязык программирования, а также онлайн-репозиторий информации, работавший в вики-режиме и доступный в реальном времени из любой точки земного шара. На десятиметровом экране участники мероприятия наблюдали, как коллеги Энгельбарта общались с ним по видеосвязи из расположенного в 50 километрах Менло-Парка и вместе редактировали массив данных на экране. Сидящие в зале были ошеломлены и, как только Энгельбарт закончил говорить, вскочили со своих мест и начали так неистово аплодировать, что зал заходил ходуном.
Вспомните, как развивалась вся наша история до сих пор. Всё началось больше чем за два века до описываемого момента и, в общем, происходило достаточно неторопливо, поэтому у внимательного наблюдателя может возникнуть вопрос: почему процесс так радикально ускорился именно в рассматриваемое нами десятилетие? Дело в том, что такие люди, как Дуглас Энгельбарт, не падают с неба, а тесно связаны с идеями и достижениями предшественников.
Для Энгельбарта история начинается с того, что он находится на военном корабле, который стоит в порту Сан-Франциско и готовится выйти в поход. Незадолго до выхода команда узнает, что Япония подверглась атомной бомбардировке и капитулировала. Все требуют отменить боевое дежурство за ненадобностью, но приказ есть приказ – судно выходит в море и через несколько дней пристает к небольшому филиппинскому острову. Война закончена, и у юного радиста Энгельбарта появляется достаточно свободного времени для того, чтобы изучить книги из расположенной на острове библиотеки Красного креста. Надо сказать, что слово «библиотека» в этом случае – серьезное преувеличение. Она выглядит как небольшая бамбуковая хижина диаметром не более трех метров, зато к ней не проявляет интереса ни один солдат кроме него, поэтому чтению Энгельбарта ничто не мешает. В этой импровизированной библиотеке он натыкается на выпуск журнала
Помните такую? Ну да, это та самая статья, в которой Вэнивар Буш излагает свое видение настольного компьютера – гигантской машины знаний, позволяющей в несколько секунд находить, изучать и объединять текстовые документы. Образ такого устройства западает в память юноши, однако реальный импульс эта мысль обретет лишь несколько лет спустя.
Вот недавно обрученный Энгельбарт идет на новую работу и вдруг осознает, что, добившись руки своей избранницы, не знает больше, к чему стремиться. С какой целью он будет трудиться всю оставшуюся жизнь? Перспектива тратить свое время на пустое зарабатывание денег не прельщает его, поэтому он задумывается, чему стоит посвятить себя, чтобы принести максимальную пользу человечеству. Вэнивар Буш учил, что сложность и срочность общемировых проблем со временем будет только возрастать, поэтому их решение не может заключаться в небольшом углублении существующего знания. Напротив, нужно искать средства и способы для того, чтобы продолжать ориентироваться в нарастающем информационном хаосе. Именно тут Энгельбарт вспоминает прочитанную на филиппинском острове статью и понимает, что машина знаний Буша будет не аналоговым устройством, а цифровым – точнее говоря, компьютером, оснащенным визуальным интерфейсом.
В этом интерфейсе можно будет не только просматривать данные, а еще и анализировать их на основе указаний машины, которая как лоцман сможет провести пользователя по массиву информации. Однако чтобы все это реализовать, нужно представить себе все знания мира как пространство, по которому можно путешествовать как
Картина сияла перед его внутренним взором словно звезда. И Энгельбарт решает посвятить себя созданию подобной машины и приступает к делу: начинает он с поиска работы, на которой сможет узнать больше о компьютерах, и поступает в Университет Беркли на специальность «электротехника», услышав, что в вузе скоро поставят компьютер. Его однокурсники, которым он по наивности доверяет свои амбициозные планы, совершенно не впечатлены, настолько кощунственно звучит идея о том, что людям можно позволить свободно взаимодействовать с компьютером, а то и вообще превратить его в печатную машинку. Всё это совсем не волнует молодого исследователя. Защитив диссертацию, он идет устраиваться на работу в Стэнфордский исследовательский институт, изучающий возможности применения компьютеров в научной, военной и коммерческой сферах. На собеседовании он рассказывает обо всех своих идеях. Интервьюер спрашивает, скольким людям он уже успел обо всем этом рассказать, и, услышав, что был первым, успокаивается, но советует Энгельбарту больше не распространяться об этом – всё, что тот только что обрисовал, настолько безумно, что все будут лишь сомневаться в его психическом здоровье. Тем не менее его берут на работу, и в последующие три года он занимается тем, что излагает свои идеи на бумаге в тексте под названием «Усиление человеческого интеллекта». Он даже добивается того, чтобы университет на деньги американских ВВС создал для него отдельный исследовательский институт, однако это не знак особого признания, а просто стремление отвязаться от назойливых просьб – Энгельбарт остается единственным сотрудником своего подразделения. В октябре 1963 года его труд наконец выходит в свет, однако компьютерный мир реагирует на него оглушительным молчанием. «Усиление человеческого интеллекта» действительно предвосхищало все те вещи, которые сам Энгельбарт покажет пару лет спустя, однако читателям его статьи, судя по всему, просто не хватило фантазии, а философские выкладки о совместной эволюции человека и машины, согласно которым машине отводилась подчиненная роль, еще больше отпугнули их.
Тем не менее статья нашла своих благодарных читателей в лице двух высокопоставленных людей: Боба Тэйлора, психолога на службе НАСА, и Джозефа Ликлайдера, который изучал проблемы симбиоза человека и машины в Массачусетском технологическом институте в рамках проекта Министерства обороны. Благодаря их помощи Энгельберту, к изумлению начальства, в 1964 году выделяют миллион долларов на покупку компьютера и еще полмиллиона на наём сотрудников для реализации задуманного проекта. Его Центр передовых исследований (ARC) тут же расцветает.
Не последнюю роль в этом расцвете сыграла философская концепция «бутстраппинга», придуманная Энгельбартом. Слово bootstrap – это петля на заднике ботинка, облегчающая его надевание, а глагол bootstrapping описывает мюнхгаузеновское по духу вытаскивание себя из трясины за эти петли. Применительно к компьютерам это означало, что можно создать такие инструменты, которые существенно ускоряли бы работу с компьютером и дальнейшее создание новых усовершенствований.
При этом Энгельбарт не был бы по образованию радиолокационным техником, если бы не уделил особое внимание такому компоненту, как компьютерный экран. Почему бы не дать пользователю возможность указать определенную точку на экране, чтобы поставить там пометку? Так он и создал прибор, который с помощью двух роликов переносил движение руки на экран – прообраз знакомой нам сегодня компьютерной мыши. Логическим продолжением было создание системы обработки текста, которая позволяла бы с помощью нажатия выделить, удалить или переместить любое из набранных слов. Поначалу, когда Энгельбарт рассказывал компьютерщикам, как именно такой редактор упростит работу с текстом, реакция слушателей была резко отрицательной – они продолжали настаивать, что для удаления нужно ввести команду DELETE WORD, а потом набрать удаляемое слово. Мышь же вообще окрестили «сложным в управлении прибором». Тем не менее сотрудники исследовательского центра Энгельбарта не испытывали подобных проблем – напротив, новые устройства позволяли им быстро реализовывать одну идею за другой. После создания графического пользовательского интерфейса наступила очередь логики оконных представлений, когда на экран выводится лишь незначительная часть обрабатываемой компьютером информации, которая, однако, словно вершина айсберга, позволяет судить о целом. Затем была разработана концепция программ, которые и обеспечивали просмотр данных, а также описаны процессы поиска, упорядочивания, связывания, сохранения и загрузки данных в динамическом режиме. Чтобы чрезмерно не усложнять получившуюся структуру, данные в новой системе были организованы в файлы, служившие коллективным вики-хранилищем данных и доступные для изменения и комментирования. За несколько лет магическая философия «бутстраппинга» превратила исследовательский институт Энгельбарта в первое по-настоящему компьютерное сообщество: все 17 сотрудников работали за терминалами в одном большом зале, а новые идеи обсуждались в отдельных помещениях, где собравшиеся садились в круг на полу и курили трубку, словно индейцы. Подход к мозговым штурмам был крайне серьезным: Энгельбарт не только нанял психолога, который постоянно анализировал коммуникацию внутри коллектива, но и приветствовал применение ЛСД для расширения сознания и генерации новых идей.
Поделиться книгой: