Эндрю Ходжес - Игра в имитацию

На самом деле, минуло точно сто лет с появления концепции Аналитической машины, пока не возникли сущностно новые подвижки, как в теории, так и в конструировании такой универсальной машины. В теоретическом плане их аккумулировали изданные в 1937 г. «Вычислимые числа», в которых все эти идеи приобрели четкую, точную и продуманную форму, в практическом плане — неизбежная зеркальная война на фоне ожившей и расширившейся электротехнической промышленности 1930-х гг., наделившей соперничавшие силы новыми возможностями.

Первая разработка имела место в Германии 1937 г., в берлинском доме Конрада Цузе, инженера, давшего вторую жизнь многим идеям Бэббиджа (правда, увы, не его идее «условного ветвления»). Как и машина Бэббиджа, первая машина Цузе, созданная в 1938 г., была механической, а не электрической. Но он избежал применения тысяч соединительных десятиспицевых зубчатых колес, которые требовались Бэббиджу, прибегнув к простому, но целесообразному решению: его машина работала в двоичной системе счисления. Это решения не являлось значительным теоретическим прогрессом, но с любой практической точки зрения это было огромное упрощение. И это было также освобождение от обычного инженерного допущения о том, что числа должны быть представлены в десятичной системе. Эту идею применил одновременно с Цузе и Алан, в своем электрическом умножителе 1937 г. Цузе пошел еще дальше в разработке новых версий своей машины, сделав ставку на использование электромагнитных реле, а не механических элементов, и вместе со своими соратниками начал еще до окончания войны эксперименты с электрониыми устройствами. Вычислительные машины Цузе использовались в авиастроении, а не для взлома кодов; утверждалось, что война в скором времени будет закончена. Короткий век нацизма обрек Цузе в 1945 г. на отчаянные попытки спасти свои труды от уничтожения.

Эти события были не известны на стороне союзников, где велись условно параллельные разработки, только большего масштаба. В Британии не было такой вычислительной машины, управляемой последовательностью команд, за исключением «Колосса». И такая ситуация разительно контрастировала с ситуацией в Соединенных Штатах. Британский успех, отчаянный, но триумфальный, был достигнут в последний момент отдельными личностями, отдавшими все свои силы гражданскому служению в военное время. Американцы, гораздо более искусные в капиталистической предприимчивости, опередили британцев на несколько лет в вынашивании двух разных, возможно, несколько прозаических подходов к идее Бэббиджа даже еще в мирное время, точно так же, как они опередили их с аналоговым дифференцирующим устройством начала 1930-х годов. А в 1937 г. гарвардский физик Говард Эйкен начал реализовывать эту идею с применением электромагнитных реле. Спроектированная в результате машина была смонтирована «Ай-Юи-Эм» и передана ВМФ США для секретной работы в 1944 г. Машина Эйкена была также более традиционной, чем машина Цузе, в том, что арифметические операции в ней производились в десятичной системе счисления.

Второй американский проект разрабатывался в «Белл Телефон Лабораторис». Там инженер Джордж Стибиц сначала только обдумывал о создании машин с реле для выполнения арифметический операций над комплексными числами, но с началом войны добавил в их опции способность осуществлять фиксированную последовательность арифметический действий. Разработка его «Модели 3» велась в нью-йоркском здании в то самое время, когда Алан там находился, но она не привлекла его внимания.

Однако, был другой человек, который провел доскональное исследование двух этих перспективных проектов и который, как и Алан, обладал таким умом, чтобы составить себе более абстрактное представление того, что происходило. Это был еще один математик войны специалистов, Джон фон Нейман. С 1937 г. он был связан (в качестве консультанта) с лабораторией баллистических исследований армии США. С 1941 г. большую часть своего времени Нейман посвящал прикладной математике взрывов и аэродинамики. В первые шесть месяцев 1943 г. он находился в Британии, обсуждая эти вопросы с Джефри Инграмом Тейлором, британским специалистом в области физики и прикладной математики. Именно тогда Нейман получил первый опыт программирования большой вычислительной машины, в смысле разработки ее наилучшего устройства людьми, работавшими на настольных арифмометрах. В сентябре 1943 г., по возвращении в Соединенные Штаты, Нейман привлечен к проекту по созданию атомной бомбы и столкнулся со схожими проблемами ударных волн, прогнозирование воздействия которых численными методами требовало месяцы упорной работы. В 1944 г. в поисках помощи он предпринял осмотр доступных машин. У. Уивер из Национального комитета по научным исследованиям и разработкам свел его со Стибицем, и 27 мая 1944 г. Нейман написал Уиверу:

Я напишу Стибицу: мое желание узнать больше о релейных вычислительных системах, как и ожидания касаемо перспектив в этом направлении существенно возросли 10 апреля он написал Уиверу еще одно письмо, в котором сообщил, что Стибиц показал ему «принцип и действие релейных счетных устройств». 14 апреля он написал Рудольфу Э. Пайерлсу в Лос-Аламос о «проблеме ударных волн», сообщив, что, похоже, ее можно механизировать, и добавив, что он теперь в контакте также с Эйкеном. В июле 1944 г. состоялись переговоры по использованию машины «Гарвард Ай-Би-Эм». Но затем все изменилось. Так как давление требований военного времени вызвало к жизни такую же технологическую революцию, какая случилась и в Блетчли, и при том примерно в то же самое время. В совершенно ином месте, а именно на инженерном факультете Пенсильванского университета (в школе Мура), в апреле 1943 г. началась работа на еще одной большой вычислительной машиной — ЭНИАК — Электронным числовым интегратором и вычислителем.

Новую машину проектировали инженеры-электронщики Джон Преспер Екерт и Джон Уильям Мокли, хотя фон Нейман впервые узнал о ней — по-видимому случайно — из разговора на железнодорожной станции с Г. Гольдстайном, математиком, связанным с проектом. Фон Нейман ухватился за возможности, сулимые машиной, которая после создания могла бы производить арифметические операции в тысячу раз быстрее, чем машина Эйкена. С августа 1944 г. он регулярно посещал встречи коллектива ЭНИАК, и 1 ноября 1944 г. написал Уиверу:

Есть еще ряд вопросов, связанных преимущественно с автоматизированными вычислениями, о которых мне бы хотелось переговорить с вами при случае. Я чрезвычайно признателен вам за то, что вы познакомили меня с некоторыми специалистами в этой области, и, в частности, с Эйкеном и Стибицем. Все это время мы активно обменивались мнениями с Эйкеном и членами коллектива школы Мура… которые сейчас проектируют вторую электронную машину. Мне предложили быть их консультантом, главным образом — по вопросам, связанным с логическим управлением, памятью и т. п.