Лишь через 19 лет спустя после смерти Бэббиджа один из принципов, лежащий в основе Аналитической машины,—использование перфокарт—нашел воплощение в действующем устройстве. Это был статистический табулятор, построенный американцем Германом Холлеритом с целью ускорить обработку результатов переписи населения США в 1890 г. Холлерит был удостоен нескольких премий, получил немало похвал и звание профессора в Колумбийском университете. Он организовал фирму по производству табуляционных машин “Tabulating Machine Company” и продавал их железнодорожным управлениям и правительственным учреждениям.

Предприятию Холлерита сразу же сопутствовал успех, и в дальнейшем оно становилось все более преуспевающим. С годами оно претерпело ряд изменений—слияний и переименований. Последнее такое изменение произошло в 1924 г., за 5 лет до смерти Холлерита, когда он создал фирму IBM (International Business Machines Corporation). Теперь, спустя столетие с того времени, когда Чарльз Бэббидж героически трудился над созданием Аналитической машины, IBM является крупнейшей в мире промышленной фирмой, воплотившей в жизнь его мечту о “машине самого универсального характера”.

ВОЗМОЖНОСТИ ДВОИЧНОГО КОДА

дним из первых заинтересовался двоичной системой гениальный немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц, который, однако, подошел к ней окольным путем. В 1666 г., заканчивая университет—еще задолго до изобретения механического калькулятора,—двадцатилетний Лейбниц набросал работу “Искусство Составления комбинаций”, которую скромно охарактеризовал как “сочинение школьника”. В этой работе были заложены основы общего метода который позволяет свести мысль человека—любого вида и на любую тему—к совершенно точным и формальным высказываниям. Таким образом, открывалась возможность перевести логику из словесного царства, полного неопределенностей, в царство математики, где отношения между объектами или высказываниями определяются совершенно точно. В дополнение к своему предложению сделать все рациональное мышление математически строгим, Лейбниц призвал к принятию “общего языка, бесконечно отличающегося от всех существовавших до сих пор, поскольку символы и даже слова его должны направлять наш разум, а ошибки, кроме тех, что заложены в исходных фактах, будут просто ошибками вычислений. Построить или изобрести такой язык или такие понятия очень трудно, но зато он будет легко понятен без всяких словарей”.

РАЗВИТИЕ ДВОИЧНОЙ СИСТЕМЫ

Современники ученого оставили работу без внимания, да и сам Лейбниц, по-видимому, не стал развивать идею нового языка. Однако десятилетие спустя он занялся исследованием законов применительно к новой области—двоичной системе счисления. Лейбниц терпеливо исследовал бесконечные комбинации нулей и единиц, формализуя найденные им закономерности и закладывая тем самым основы современной двоичной системы.

Однако при всей своей гениальности Лейбниц так и не смог найти полезного применения полученным результатам. Изобретенный им механический калькулятор предназначался для работы с десятичными числами, и Лейбниц не стал переделывать его под двоичные числа.

Однако спустя более ста лет после смерти Лейбница (1716) английский математик-самоучка Джордж Буль энергично принялся за поиски универсального языка. В 1847 г. Буль написал важную статью на тему “Математический анализ логики”, а в 1854 г. развил свои идеи в работе под названием “Исследование законов мышления”. Эти основополагающие труды Буля внесли революционные изменения в логику как науку.

Буль изобрел своеобразную алгебру—систему обозначений и правил, применимую ко всевозможным объектам, от чисел и букв до предложений. Пользуясь этой системой, Буль мог закодировать высказывания—утверждения, истинность или ложность которых требовалось доказать,—с помощью символов своего языка, а затем манипулировать ими подобно тому, как в математике манипулируют обычными числами.

Большинство логиков того времени либо игнорировали, либо резко критиковали систему Буля, но ее возможности оказались настолько велики, что она не могла долго оставаться без внимания. Американский логик Чарльз Сандерс Пирс познакомил в 1867 г. с булевой алгеброй американскую научную общественность, кратко изложив существо этой системы в своем докладе для Американской академии наук и искусств. На протяжении двух последующих десятилетий Пирс затратил немало времени и сил, модифицируя и расширяя булеву алгебру. Внедрив булеву алгебру в курсы логики и философии в американских университетах, Пирс посеял семена, которые дали богатые всходы полстолетия спустя. В 1936 г. выпускник американского университета Клод Шеннон, которому было тогда всего 21 год, сумел ликвидировать разрыв между алгебраической теорией и ее практическим применением.

КАК ТЕОРИЮ СВЯЗАТЬ С ПРАКТИКОЙ

В то время Шеннон только перешел в Массачусетский технологический университет. Желая подработать, Шеннон выполнял обязанности оператора на неуклюжем механическом вычислительном устройстве под названием “дифференциальный анализатор”, который построил в 1930 г. научный руководитель Шеннона профессор В. Буш. Это была первая машина, способная решать сложные дифференциальные уравнения, которые позволяли предсказывать поведение таких движущихся объектов, как самолет, или действие гравитационного поля. На решение таких уравнений вручную уходили иногда целые месяцы. Однако машина обладала рядом недостатков. Прежде всего—ее гигантские размеры: механический анализатор Буша представлял собой сложную систему валиков, шестеренок и проволок, соединенных в серию больших блоков, которые занимали целую комнату. Чтобы поставить машине задачу, оператор вынужден был вручную подбирать множество шестереночных передач, на что уходило 2—3 дня. При любом измерении параметров задачи оператору приходилось изрядно потрудиться и перепачкаться в машинном масле.

В качестве темы диссертации Буш предложил Шеннону изучить логическую отганизацию своей машины. По мере того, как Шеннон все глубже вникал в устройство машины, у него росло настойчивое желание усовершенствовать ее. Вспомнив Булеву алгебру, которую он изучал еще студентом, Шеннон поразился ее сходством с принципом работы электрических схем. Постепенно у Шеннона стали вырисовываться контуры устройства компьютера. Если построить электрические цепи в соответствии с принципами булевой алгебры, то они могли бы выражать логические отношения, определять истинность утверждений, а также выполнять сложные вычисления. Электрические схемы, очевидно, были бы гораздо удобнее шестеренок и валиков, щедро смазанных машинным маслом. Свои идеи Шеннон изложил в докторской диссертации в 1938 г.

А в это время на другом конце страны Джордж Стибиц, математик из фирмы “Белл телефон лабораторис”, по привычке размышлял на досуге “о том, о сем”. Однажды, в 1937 г., ему в голову пришла мысль, что булева логика—это естественный язык, на котором должна основываться работа систем электромеханических телефонных реле.