Інновації народжуються на стику мистецтва й науки

Доказом тому може слугувати життя Ади Лавлейс, дочки Джорджа Гордона Байрона. Від батька Ада успадкувала романтичні схильності, і щоби послабити їхній вплив, мати прищепила їй любов до математики. Поетична уява поєдналася в ній із любов’ю до чисел.

На одному з лондонських світських прийомів 17-річна Ада зустріла відомого вченого-математика Чарльза Беббіджа. Знайомство з ним привело її в захват. У нього в будинку, крім аристократів, збиралися письменники, дослідники, актори, чиновники та вчені. На цих вечорах поєднувалися танці, ігри, наукові лекції та костюмовані вистави. Беббідж демонстрував гостям своїх механічних ляльок, астрономи розповідали про свої телескопи, інші вчені демонстрували досліди з електрикою. Гордістю Беббіджа був величезний механічний рахунковий пристрій, або лічильна машина, для якої він побудував спеціальне вогнетривке приміщення. Коли Беббідж крутив ручку, машина робила підрахунки.

Гості ставилися до машини Беббіджа по-різному. Герцог Веллінгтон вважав, що вона стала б у пригоді військовим. Матері Ади машина здавалася такою, що думає. Ада, хоч і була впевнена, що машини думати нездатні, усе ж захоплювалася винаходом Беббіджа і вважала його прекрасним. Це не було чимось незвичайним для юної дівчини тієї епохи. У той час було поширене романтичне ставлення до науки, усі захоплювалися винаходами та відкриттями, а вчених ідеалізували.

Цікаво, що її батько, лорд Байрон, не лише був байдужий до техніки, а і співчував луддитам, яких механічні ткацькі верстати залишили без роботи й фактично прирекли на голодну смерть. Він навіть виголосив на цю тему палку промову в палаті лордів. Вона закінчувалася тим, що людьми пожертвували заради механізмів.

Після публікації «Паломництва Чайльд-Гарольда«Байрон прокинувся знаменитим. Його обожнювали жінки, хоча для багатьох це захоплення закінчувалося погано. Проте його запрошували на світські прийоми, і на одному з них він познайомився з Анабеллою Мілбенк, 19-річною дівчиною, спокійною і розважливою. Байрон вирішив, що вона буде йому гарною дружиною. Крім того, він заплутався в боргах і вважав, що посаг нареченої з хорошої сім’ї зможе врятувати становище. Після недовгого знайомства Байрон надіслав їй письмову пропозицію, яку вона відкинула. Через рік, коли його фінансове становище погіршилося ще сильніше, Байрон відновив залицяння до Анабелли. Поступившись, Анабелла вийшла за нього заміж 1815 року. Сімейна ідилія протрималася кілька місяців, поки Анабелла не запідозрила, що Байрон відчуває до своєї зведеної сестри Августи аж ніяк не братні почуття. Шлюб почав руйнуватися, Байрон швидко охолов до дружини й сміявся над її захопленням математикою. Спочатку він називав Анабеллу Принцесою паралелограмів, а ближче до завершення стосунків порівнював її та себе з двома паралельними прямими, які не перетинаються. Незадовго до їхнього розставання в них народилася донька, Августа Ада, а за пів року Анабелла з дитиною на руках назавжди залишила чоловіка й поїхала до батьків. Байрон після розлучення покинув Англію із зіпсованою репутацією і більше ніколи не бачив свою доньку, за якою сумував усе життя.

Анабелла не хотіла, щоб донька успадкувала романтизм та ексцентричність батька, і тому намагалася прищепити їй схильність до точних наук. І хоча Ада справді полюбила математику, батьківські гени час від часу давалися взнаки. У підлітковому віці вона намагалася втекти з дому з одним зі своїх учителів, часто зазнавала перепадів настрою і незрозумілих нападів нездужання. Ада мала рідкісний дар цінувати красу математики. Для неї математика була мовою, що описує Всесвіт, світ природи, роботу Творця. З її допомогою вона описала й лічильну машину Беббіджа.

На одну з машин Беббіджа гроші виділила скарбниця. Щоправда, він вклав у її створення і власний капітал, і витратив у підсумку на її створення стільки грошей, скільки вистачило б на будівництво військового корабля. Спочатку машина мала складати таблицю простих чисел, але згодом Беббідж вирішив, що його машина буде аналітичною. Вона зможе виконувати безліч операцій за особливими інструкціями, а подекуди навіть сама задавати собі команду змінити алгоритм дій. Його задум випередив час приблизно на 100 років. Спочатку Беббідж використовував металевий барабан із шипами для контролю повороту валика. Потім він вивчив конструкцію автоматичного ткацького верстата, який справив таке враження на Аду Лавлейс. Його 1801 року винайшов француз Жозеф-Марі Жаккард. Малюнок на тканині набивався за допомогою гачків, які підчіплювали окремі нитки основи та підтягували їх у потрібне місце. Беббідж на своїх салонах демонстрував тканий портрет Жаккарда й пояснював, що він зроблений за допомогою переплетення ниток, керованих перфокартою. Цей портрет допомагав пояснити принцип роботи машини Беббіджа, але ніхто з гостей не виявляв особливого інтересу — за винятком Ади Лавлейс. Вона запропонувала Беббіджу рекламувати його аналітичну машину й отримати субсидію.

Беббіджа запросили виступити на з’їзді італійських учених у Турині, де військовий інженер Луїджі Менабреа законспектував його доповідь, а 1842 року опублікував докладний опис машини Беббіджа французькою мовою. Ада, на радість Беббіджа, переклала цей текст на англійську й забезпечила його власними коментарями. Вона помістила їх у розділ «Примітки перекладача», які за обсягом були вдвічі більшими, ніж оригінал. В одному з коментарів Ада описувала алгоритм обчислення чисел Бернуллі на машині Беббіджа. Вона склала таблицю і діаграму, що показує, як алгоритм із двома рекурсивними циклами буде покроково передаватися в машину. Це були команди кодування, схожі на аналогічні в мові С++. Цей алгоритм являє собою першу програму для відтворення на комп’ютері, тому Ада Лавлейс вважається першим програмістом. Що, звісно, не цілком правильно, оскільки Беббідж ще раніше почав розробку процесів для своєї машини. Правильніше буде сказати, що алгоритм і опис програми для генерації чисел Бернуллі були першою опублікованою комп’ютерною програмою.

Стосунки між Адою і Беббіджем не завжди були безхмарними. Опублікувавши свої «Примітки», вона в передмові до них повідомляла, що не буде впливати на уряд, щоб він профінансував створення машини Беббіджа. Він образився. Вона запропонувала йому стати партнерами зі спільного впровадження машини, і він відмовився. Проте вони залишилися друзями. Щоправда, Ада відтоді більше не опублікувала жодної наукової роботи. Вона померла молодою, у віці 36 років, і її поховали поруч із батьком, чиїм генієм захоплювалася, попри те, що не знала його. Беббідж так і не отримав фінансування і помер у злиднях.

Проте їхня праця не пропала дарма. Ада Лавлейс зрозуміла, як можна використовувати обчислювальну машину для роботи з інформацією. Вона передбачала, що коли-небудь такі машини стануть підмогою для людського інтелекту.

Інновація з’являється завдяки симбіозу ідей і відкриттів, а не в результаті осяяння самотнього генія

Над створенням комп’ютера, або програмованого електронного пристрою загального призначення, незалежно один від одного працювали різні люди. Важко сказати, кому саме належить пальма першості, оскільки кожен бачив своє розв’язання задачі.

Ще 1937 року американський математик Джордж Роберт Стібіц почав будувати свою модель у домашніх умовах. Спочатку це була електромеханічна схема, що виконувала операцію двійкового додавання. Її назвали двійковим суматором. Сьогодні в будь-якому цифровому комп’ютері є двійковий суматор. У 1939 році разом із колегою, який теж працював у компанії Bell Labs, він розробив пристрій, що вмів складати комплексні числа, віднімати, множити та ділити. У 1940 році Bell стала використовувати його для обчислень. Апарат міг за допомогою телетайпу зв’язуватися з віддаленими підрозділами Bell, ставши першим пристроєм із віддаленим доступом. Але цей апарат не був повністю електронним, оскільки в ньому використовувалися електромеханічні реле. До того ж він не був програмованим і виконував вузькоспеціалізовані, а не універсальні завдання.

Незалежно від Стібіца над програмованим пристроєм працював німецький інженер Конрад Цузе. Ідея прийшла до нього ще в студентські роки. Завершивши освіту і вивчившись на інженера, Цузе працював на авіаційному заводі, а у вільний час займався своєю машиною. Він експериментував із десятковою системою числення, але результат його не задовольнив, і він зупинився на двійковій. Пробними варіантами машини були Z1 і Z2, а діючою стала машина Z3, створення якої завершилося 1941 року. Це був перший автоматично контрольований і програмований електричний двійковий пристрій. Її серійне виробництво так і не було налагоджено, оскільки вона була знищена під час бомбардувань Берліна.

Над створенням комп’ютера працював американський фізик, математик та інженер-електрик Джон Вінсент Атанасов з Університету Айови. Він створив перший цифровий комп’ютер, але не повністю електронний, оскільки в ньому використовували не тільки електронні лампи, а й механічні обертові барабани, що містили блоки пам’яті. Пристрій Атанасова не був програмованим і універсальним, а був призначений для розв’язання лінійних рівнянь.