Ада Лавлейс: заклинательница числа

Дочь Байрона, графиня Лавлейс, настоящая английская леди и настоящий математик, одна из первых женщин-ученых.
Ада Лавлейс: заклинательница числа

Она описала принципы работы первого в мире «компьютера» и написала первую в мире программу для него. Дочь Байрона, графиня Лавлейс, настоящая английская леди и настоящий математик, одна из первых женщин-учёных.

1. Дочь Байрона

Ада – дочь того самого лорда Байрона, знаменитого романтического поэта и одного из главных возмутителей спокойствия добропорядочного общества в 19 веке. Её мать, Аннабелла Милбэнк, тоже была личностью весьма яркой. Она придерживалась прогрессистских взглядов, интересовалась наукой и всерьёз увлекалась математикой, что в ту эпоху было весьма необычно для женщины. Байрон даже называл её «королевой параллелограммов».

Сама Ада никогда не видела отца. Джордж и Аннабелла развелись спустя 5 недель после рождения дочери, вскоре после чего поэт навсегда уехал из Англии. Однако едва ли не всю жизнь Ада прожила в тени славы отца.

Особенно сильно «накрыло» после его смерти, когда светское общество вновь кинулось судачить об «истинных» причинах развода пары. Ведь именно скандал вокруг развалившегося брака вынудил поэта покинуть родину.

Причины эти так и остались неизвестными, чем ещё долгие годы привлекали, да, пожалуй, и сейчас привлекают любопытных. По одной из версий Байрон состоял в кровосмесительной связи с единокровной сестрой Августой. Своё первое имя Ада, кстати, получила в её честь. Но весомых доказательств этих домыслов пока так и не было обнаружено.

Как бы там ни было, Ада росла как дочь скандально известной знаменитости, и это стало для неё тяжким бременем. Возможно, именно желание отвоевать собственное место, сделать что-то в жизни самостоятельно и от себя, а не в силу происхождения, способствовало тому, что Аду не удовлетворяла праздная жизнь обычной светской дамы. Она всегда хотела чего-то большего.

2. Домашнее образование

Первые годы жизни Ада воспитывалась вдали от матери, пока та путешествовала, меняя один оздоровительный курорт на другой. За ней присматривали родители Аннабеллы, а также многочисленные няни, гувернёры и домашние учителя.

Хотя мама Ады не слишком часто с ней виделась, она, как сторонница самых прогрессивных взглядов, позаботилась, чтобы дочь получила отличное современное образование.

Ада с интересом изучала языки и историю, музыку и литературу, химию, географию и многие другие предметы. В том числе, конечно, математику – алгебру и геометрию. В 11 лет Ада всерьёз увлеклась модной в те времена флайологией, которая задавалась вопросом, можно ли воспроизвести полет птицы с помощью паровых машин.

К 17 годам Ада была уже хорошо образованной девушкой. Её представили ко Двору, затем на одном из приёмов она познакомилась с математиком Чарльзом Бэббиджем. Он показал юной Аде разностную машину, над которой работал уже несколько лет. По всей видимости, именно тогда Ада прониклась особенной любовью к математической науке и решила связать с ней жизнь.

3. Математик

После знакомства с Бэббиджем и его изобретением Ада взялась за математику всерьёз. Она сблизилась с Мэри Сомервилль – шотландской учёной, переводчицей Лапласа и популяризатором науки. Под её руководством Ада продолжила своё обучение математики, а затем стала и сама преподавать дочерям подруг своей матери.

Позднее, уже выйдя замуж и родив троих детей, Ада продолжила научную деятельность. Её новым преподавателем стал известный шотландский логик и математик Август де Морган. Под началом де Моргана Ада изучала уже математический анализ, и учитель оценивал её способности весьма высоко. В то же время Ада продолжала преподавать сама и не прекращала переписку с Бэббиджем.

Со временем Ада обрела уверенность, и рассчитывала когда-нибудь внести свой вклад в развитие науки. В письмах к матери она признавалась, что мечтает создать нечто великое и находила в себе достаточно сил для роли первооткрывателя.

«Я считаю себя обладателем очень редкой комбинации качеств, идеально подходящих для того, чтобы сделать меня первооткрывателем скрытых реалий природы», – писала она.

4. Графиня Лавлейс

Увлечение наукой нисколько не помешало личной жизни Ады. В 19 она вышла замуж за 30-летнего Уильяма Кинга, окончившего Кембридж и поступившего на государственную службу.

За свои заслуги на этом поприще Кинг через несколько лет получил от королевы титул графа. Ада, соответственно, стала графиней Лавлейс. Под этим именем она и прославилась впоследствии.

Буквально за первые 4 года совместной жизни с Кингом Ада родила троих детей. Некоторое время она, естественно, занималась преимущественно ими. Но уже через пару лет вернулась к математике.

Уильям Кинг никогда не препятствовал выражению научных амбиций Ады. Напротив, давал ей советы и всегда благожелательно отзывался о её работе.

После того, как Ада издала свой главный, как потом выяснилось, труд – перевод описания вычислительной машины Бэббиджа и собственные комментарии к нему, Уильям даже помогал его распространять, одаривая копиями своих друзей.

«Уильям представляет меня в столь праведном свете, что никто другой не смог с ним сравниться в этом. А также он говорил мне, что моя работа хорошо сказалась на его репутации», – писала Ада в одном из писем.

5. Разностная машина

В научной судьбе Ады Лавлейс всё крутится вокруг имени Чарльза Бэббиджа. Ада познакомилась с ним в 17 лет и долгие годы, вплоть до собственной смерти вела постоянную переписку. Её главная и единственная научная статья также выросла из работы Беббиджа.

Бэббидж начал разрабатывать свою разностную машину в конце 1810-х годов. Идея была в том, чтобы создать механический способ производить сложные математические вычисления. Логарифмические и тригонометрические таблицы, широко использовавшиеся в навигации и астрономии, в то время вычислялись вручную. Самым передовым был метод французского учёного Гаспара де Прони, который предложил разделить процесс вычисления на три уровня.

На высшем уровне группа выдающихся математиков выводит общие математические выражения, которые кладутся в основу дальнейших вычислений. На втором уровне – математики, которые по заданным формулам ищут значения конкретных функций и заносят их в специальную таблицу. На третьем уровне – «вычислители» – люди осуществляющие простейшие операции сложения и вычитания значений, полученных на предыдущем этапе.

Бэббидж понял, что последних вполне может заменить механика. В 1822 году он представил британскому правительству идею своей разностной машины, и получил под неё финансирование. Однако рассчитанная на три года работа затянулась. Первый прототип машины Беббидж создал только в 1832 году. Именно с него и началось увлечение Ады математикой.

В итоге Бэббидж больше 20 лет пытался построить работающую вычислительную машину, но сделать этого так и не смог. Правительство устало ждать результата и прекратило финансирование.

При этом на бумаге множились различные конструкции и вариации – Бэббидж, к примеру, развил свою идею до аналитической машины, которая могла уже выполнять заданную последовательность операций, а не просто складывать и вычитать. По сути аналитическая машина Бэббиджа уже была прообразом современного компьютера.

При жизни Бэббиджа его идею разностной машины частично воплотил шведский изобретатель Георг Шутц, создав на её основе собственную вычислительную машину. Впрочем, она хоть и работала, была несовершенной и печатать полные таблицы не могла.

В целях историко-научного эксперимента полную версию разностной машины Беббиджа построили в 1991 году. Причем точно по чертежам учёного, в которые внесли всего одно исправление. Машина работала безупречно.

6. Первый программист

Отношение к Беббиджу в Англии было сдержанным. Главная идея его жизни была понята разве что Адой. Однако в 1840 году аналитической машиной английского учёного заинтересовались в Турине.

По приглашению итальянского правительства Бэббидж подробно рассказал о своём изобретении, а инженер Луиджи Менабреа тщательно записал его слова и позднее опубликовал в виде статьи на французском языке.

Узнав об этом, Ада взялась за перевод статьи на английский, ведь Бэббидж собственного описания работы аналитической машины так и не дал. Ада не просто сделала перевод, но и подробно прокомментировала его. Эти комментарии существенно дополняли статью, сообщая ей новое качество.

В процессе работы Ада вела постоянную переписку и советовалась с Беббиджем. Её описание аналитической машины оказалось гораздо более ясным и детальным, нежели первоначальный текст статьи Менабреа. Но главное – в комментариях она дала наглядные примеры по применению аналитической машины на практики.

Одним из таких примеров стало вычисление чисел Бернулли. Ада подробно, шаг за шагом, описала алгоритм вычисления на аналитической машине Бэббиджа. При этом она на практике уже оперировала такими фундаментальными понятиями программирования как «цикл» и «ячейка».

По сути она создала первую программу, предназначенную для исполнения машиной. Специалисты отмечают, что подобный алгоритм вычисления чисел Бернулли используется вплоть до наших дней. То есть программа, созданная Адой, опережала свое время на сто с лишним лет.

Отсюда и то несколько странное, на первый взгляд, определение – «первый программист в истории». Но да – Ада Лавлейс написала первую компьютерную программу, имея в голове лишь идею аналитической машины Бэббиджа (по сути – первой модели универсального компьютера), и потому она – самый настоящий программист. И именно она была первой. Неслучайно Министерство обороны США в 1980 году назвала свой язык программирования в честь Ады.

7. Осмысляя Бэббиджа

Масштаб открытия Бэббиджа и Ады Лавлейс стал ясен только в XX веке, когда человечество заметно продвинулось в области вычислительных технологий и заметило, что всё это уже было.

Дав ясное описание аналитической машины Бэббиджа, Ада пошла дальше и вплотную приблизилась к идее универсальных вычислений, которая лежит в основе абсолютно всех компьютерных технологий нашего времени.

Известный учёный Стивен Вольфрам замечает, что если Бэббидж хотел просто построить эффективную машину по созданию математических таблиц, то Ада привнесла в его идеи масштабное абстрактное видение. Именно она описала принципы работы аналитической машины и дала конкретные примеры реализации этих принципов.

Тем самым Ада выразила идею Бэббиджа, лучше самого Бэббиджа. И именно в её трудах идея универсальных вычислений впервые обрела плоть и кровь. Сам Бэббидж очень высоко ценил способности Ады и её вклад в разработку идеи аналитической машины. В своих записях он часто ссылался на статью Ады, а в письмах даже называл её «заклинательницей числа».

Впоследствии идея об универсальных вычислениях возродилась в работах Алана Тьюринга уже в 1936 году, благодаря чему была запущена новая информационная революция.

О том, как далеко мыслила Ада Лавлейс, говорит и то, какие задачи она видела впереди. Например, в 1843 году она предполагала, что аналитическая машина сможет не только выполнять различные расчёты, но и создавать в будущем музыкальные произведения любой сложности. Она также предполагала, что благодаря аналитической машине можно будет создать модель нервной системы (и это всё в том же 1843 году!).

«Я не считаю, что структуры головного мозга менее подвластны математикам, нежели движения и свойства звёзд и планет; вполне, если выбрать для их рассмотрения правильную точку зрения. Я хотела бы оставить последующим поколениям вычисляемую модель нервной системы», – писала Ада в своих заметках.

К сожалению, даже наметить решение задач попроще графиня Лавлейс не успела. В 36 лет она умерла, предположительно от рака матки.

Комментарии
Комментарии