Ада Лавлейс – донька лорда Байрона та Аннабелли Мілбенк, жінка, яка успадкувала від батька поетичний погляд на речі, а від матері – захоплення точними науками. Це допомогло Аді сприймати математику з ліричної точки зору, вбачаючи у ній красу та особливу естетику.
Аду вважають авторкою теорії сучасного цифрового світу та людиною, яку називають першим комп’ютерним програмістом у світі: вона зробила 4 неймовірно важливі припущення, що визначили вектор розвитку промислової ери. Якими її теоріями ми користуємось досі, навіть не знаючи про це, та як леді Лавлейс першою запропонувала довірити машині створення музичної симфонії – читаємо в уривку з книжки «Інноватори. Як група хакерів, геніїв та ґіків здійснила цифрову революцію» видавництва «Наш Формат», яку ви можете замовити вже зараз.
АДА, ГРАФИНЯ ЛАВЛЕЙС
Поетична наука
Єдина законнонароджена дитина поета лорда Байрона, Ада успадкувала романтичний дух свого батька — рису, яку її мати намагалася вгамувати за допомогою приватних уроків із математики. Це поєднання породило в Ади любов до того, що вона звикла називати «поетичною наукою» і що поєднувало її бурхливу уяву з зачарованістю числами. З точки зору багатьох, у тому числі її батька, витончені чутливості романтичної ери конфліктували з технозбудженням промислової революції. Але Ада на цьому перетині ер почувалася комфортно.
• • •
Лорд Байрон
Красивий, звабливий, неспокійний, замислений та сексуально авантюрний, він жив життям байронічного героя, одночасно створюючи цей архетип у своїй поезії. Він став знаменитістю літературного Лондона та щодня вшановувався на трьох урочистих заходах, найпам’ятнішим із яких став пишний вранішній бал, влаштований леді Кароліною Лем. На прийнятті у леді Кароліни лорд Байрон також помітив замкнуту дівчину, як він пізніше згадував, «простіше одягнену». Дев’ятнадцятирічна Аннабелла Мілбенк походила із заможної та вельми титулованої родини.
Байрон, який встиг улізти у ще більші борги та гарячково шукав спосіб приборкати свої пристрасті, побачив у цих потенційних стосунках якщо не романтику, то раціональне підґрунтя. «Мене не врятує ніщо, окрім шлюбу, причому термінового, — зізнавався він Аннабеллиній тітці. — Якщо ваша племінниця погодиться, я віддам перевагу їй; якщо ж ні, то першій зустрічній жінці, яка не здаватиметься такою, наче збирається плюнути мені в обличчя».
Аннабелла брала приватні уроки з математики, що забавляло лорда Байрона, і впродовж періоду залицяння він часто кепкував, говорячи про свою зневагу до точності чисел. Спочатку він ласкаво назвав її «Принцесою паралелограмів». Але коли шлюб почав руйнуватися, він уточнив цей математичний образ: «Ми — дві паралельні лінії, що біжать у нескінченність поруч одна з одною, але ніколи не зустрінуться».
Їхній шлюб не змогло врятувати навіть народження доньки. Її назвали Августа Ада Байрон, і перше ім’я було обрано на честь занадто коханої зведеної сестри Байрона. Відколи леді Байрон упевнилася у зраді чоловіка, вона називала доньку другим ім’ям. П’ять тижнів по тому молода дружина спакувала речі у карету і разом із немовлям втекла до маєтку батьків у провінції. Ада більше ніколи не бачила батька.
Коли Аді було сім, він написав Августі: «Я хочу, щоб ти отримала від леді Б. деякі описи Адиної вдачі… Чи має дівчинка уяву?.. Чи емоційна вона? Сподіваюся, боги зробили її якою завгодно, аби не поетичною — досить із нас одного дурня в родині». Леді Байрон відповіла, що Ада має уяву, яка «проявляється здебільшого в сукупності з її механічною винахідливістю».
• • •
Ада
Леді Байрон хотіла бути певною, що Ада не виросте схожою на батька, і частиною її стратегії було інтенсивне вивчення математики, наче це була протиотрута від поетичної уяви. Коли Ада у віці п’яти років виявила схильність до географії, леді Байрон наказала замінити цей предмет додатковими уроками арифметики, і згодом її гувернантка гордо доповіла: «Вона точно обчислює суму п’яти або шести рядків чисел».
Попри ці зусилля в Ади розвинулися деякі з пристрастей батька. У підлітковому віці вона закрутила роман із одним зі своїх наставників, а після того, як їх зненацька застали разом і наставника вигнали, вона намагалася втекти з дому, щоб бути з ним. Крім того, в неї спостерігалися різкі зміни настрою, особливо коли почуття власної величі вмить змінювалось розпачем, до того ж вона страждала на різноманітні фізичні та психологічні розлади.
Вона [Ада] проголосила, що батьківське невизнання авторитетів може бути властиве і їй. Посилаючись на його «зловживаний геній», вона писала матері: «Якщо він передав мені хоч якусь частку тієї геніальності, я використаю її для висвітлення величних істин та принципів. Гадаю, він заповів мені це завдання. Я переконливо відчуваю це, і виконуватиму його із задоволенням».
Попри твердження тих, хто перед нею схиляється, Ада не була видатним математиком, але вона була здібною ученицею, здатною осягнути більшість базових концепцій математичного аналізу, і, будучи наділеною артистичною чуттєвістю, полюбляла уявляти собі мінливі криві та траєкторії, описані рівняннями. Здатність Ади цінувати красу математики — це дар, що оминає багатьох людей, включаючи тих, хто вважає себе інтелектуалом. Вона розуміла, що математика — красива мова, яка описує гармонію всесвіту і подеколи може бути поетичною.
Здатність застосовувати уяву до науки характеризувала як промислову революцію, так і комп’ютерну революцію, для якої Ада стала святою покровителькою. Вона була здатна, як сама говорила Беббіджу, зрозуміти зв’язок між поезією та аналізом такими способами, які виходили за межі талантів її батька.
• • •
Чарльз Беббідж і його машини
Якось Чарльз Беббідж сидів у кімнаті «Аналітичного товариства» і працював над таблицею логарифмів, що аж рясніла розбіжностями. Гершель спитав його, про що він думає. «Боже, якби ж то ці обрахунки виконувала водяна пара», — відповів Беббідж. «Загалом, це можливо», — відреагував на його ідею механічного методу табуляції логарифмів Гершель. 1821 року Беббідж зосередився на побудові такої машини.
Упродовж років багато хто брався за створення обчислювальних механізмів. У 1640-х роках Блез Паскаль, французький математик і філософ, створив механічний калькулятор для полегшення каторжної праці свого батька — податкового контролера. Калькулятор мав металеві колеса зі спицями з нанесеними по окружності цифрами від 0 до 9. Щоб додати або відняти два числа, оператор за допомогою стилуса набирав, наче на дисковому телефоні, перше число, а потім друге число; коліщатко за потреби переносило або запозичувало розряд із сусіднього колеса. Тридцятьма роками пізніше Ґотфрід Лейбніц, німецький математик та філософ, спробував удосконалити винахід Паскаля за допомогою «покрокового вираховувача», який умів множити та ділити.
Беббідж знав про пристрої Паскаля та Лейбніца, але він прагнув побудувати дещо складніше. Він здогадався, що навіть дуже складні математичні задачі можна розбити на кроки, що зведуться до обрахунку «скінченних різниць» за допомогою простого додавання та віднімання. Беббідж винайшов спосіб механізувати цей процес і назвав свій винахід різницевою машиною. Вона могла табулювати будь-яку поліноміальну функцію та надавала цифровий метод апроксимації розв’язку диференціальних рівнянь.
Новою ідеєю Беббіджа, якою він захопився у 1834 році, став універсальний комп’ютер, здатний виконувати різні операції залежно від наданих йому програмувальних інструкцій. Він міг би виконати одну задачу, а потім бути перемкнутий на виконання іншої. Він навіть міг би наказувати самому собі перемкнутися на іншу задачу — або, як пояснював сам Беббідж, змінити свій «шаблон дії» — виходячи з власних проміжних обчислень. Беббідж назвав цей омріяний механізм аналітичною машиною. Він випередив свій час на сотню років.
Попри усі зусилля Беббіджа, його ідею практично не помітила як масова преса, так і наукові журнали. Утім одного прихильника він все-таки знайшов. Ада Лавлейс гідно оцінила концепцію універсальної машини. А найголовніше, вона побачила властивість, яка могла зробити її по-cправжньому вражаючою: вона потенційно могла обробляти не лише числа, але й будь-яку символьну нотацію, в тому числі музичну та художню. Вона побачила поезію в цій ідеї і поставила собі за мету переконати інших також побачити її.
• • •
Примітки леді Лавлейс
У пошуку підтримки своєї аналітичної машини Беббідж прийняв запрошення виступити перед Конгресом італійських науковців у Турині. Його виступ законспектував молодий військовий інженер, капітан Луїджі Менабреа, майбутній прем’єр-міністр Італії. З допомогою Беббіджа у жовтні 1842 року він опублікував детальний опис аналітичної машини французькою мовою. Один із Адиних друзів запропонував їй перекласти твір Менабреа для Scientific Memoirs — періодичного видання, присвяченого науковим дослідженням. Це була чудова нагода прислужитися Беббіджу та проявити свої таланти. Закінчивши роботу, вона повідомила Беббіджа; він зрадів, але дещо здивувався. «Я запитав, чому вона сама не написала авторську статтю з теми, з якою була настільки глибоко знайома», — розповідав Беббідж. Ада відповіла, що це не спало їй на думку. В ті часи жінки зазвичай не публікували наукових статей. Беббідж запропонував їй доповнити мемуари Менабреа деякими примітками, на що вона відгукнулася з ентузіазмом.
Ада почала роботу над розділом, який назвала «Примітки перекладача», і який зрештою сягнув обсягу 19 136 слів, що більш ніж удвічі перевищувало обсяг статті Менабреа. Її «Примітки», підписані «А. А. Л.», що означало Августа Ада Лавлейс, стали відомішими за саму статтю, і їм судилося зробити її культовою фігурою в історії комп’ютерної техніки.
У своїх «Примітках» Ада досліджувала чотири концепції, які століття по тому, коли комп’ютер нарешті народився, спричинили історичний резонанс.
Першою була концепція універсальної машини, яка не лише була б здатна виконувати наперед задану задачу, а й могла б бути запрограмована та перепрограмована на виконання нескінченного та змінюваного масиву задач. Ця концепція складала ядро її «Примітки А», що підкреслювала відмінності між початковою різницевою машиною Беббіджа та запропонованою ним новою аналітичною машиною. «Аналітична машина налаштовується не просто на табулювання результатів однієї конкретної функції і жодної іншої, а на розробку та табулювання абсолютно будь-якої функції». Ада розуміла важливість цього навіть краще за Беббіджа. Це означало, що машина могла бути схожа на тип комп’ютерів, який ми зараз сприймаємо як належне: такою, яка не просто виконує конкретну арифметичну задачу, а може бути універсальною машиною.
Друга гідна уваги Адина концепція випливала з цього опису універсальної машини. Вона зрозуміла, що її операції не мають обмежуватися математикою та числами. Для пояснення цієї ідеї вона дала чітке визначення поняття «комп’ютерна операція»: «Бажано було б пояснити, чому під словом „операція“ ми розуміємо будь-який процес, який змінює взаємовідношення двох або більше речей, хоч би яким це взаємовідношення було». Ада зазначала, що комп’ютерна операція може змінити відношення не лише між числами, але й між будь-якими логічно пов’язаними символами.
Теоретично аналітична машина могла б виконувати операції навіть над нотними записами: «Припустімо, наприклад, що фундаментальні відношення звуків певної висоти у науці гармонії та творення музики підлягають такому вираженню та адаптаціям; тоді наша машина зможе писати гарно продумані та наукові музичні твори довільного ступеня складності». Це був вінець Адиної концепції «поетичної науки»: гарно продуманий та науковий музичний твір, написаний машиною! Її батько здригнувся б. Цей здогад стане ключовою концепцією цифрової епохи: будь-який фрагмент контенту, даних чи інформації — музика, текст, малюнки, числа, символи, звуки, відео — може бути виражений у цифровій формі та використаний машинами.
Третім Адиним внеском, в останній «Примітці G», був детальний покроковий розбір внутрішнього механізму того, що ми нині називаємо комп’ютерною програмою, або алгоритмом. Як приклад вона використала програму обчислення чисел Бернуллі — невимовно складної нескінченної послідовності, яка у різних іпостасях відіграє важливу роль у теорії чисел. Для демонстрації того, як аналітична машина може генерувати числа Бернуллі, Ада описала послідовність операцій, а потім намалювала діаграму, що показувала, як кожна з них має бути занесена в машину.
Впоравшись із цим, Ада зробила доповнення від себе: таблицю та діаграму, що показували, як саме алгоритм вводитиметься у комп’ютер, крок за кроком, включаючи два рекурсивні цикли. Це був нумерований список кодованих інструкцій, який містив цільові регістри, операції та коментар — те, що здасться дуже знайомим будь-якому сучасному програмісту С++.
Саме за цю діаграму, що супроводжувала складні процеси генерування чисел Бернуллі, Адині фанати нагородили її званням «першого комп’ютерного програміста у світі». Його не так просто відстояти. На той час Беббідж уже розробив, принаймні теоретично, понад двадцять пояснень процесів, які зрештою мала виконувати його машина. Але жодне з них не було опубліковане і не містило чіткого опису способу впорядкування операцій. Отже, є підстави стверджувати, що алгоритм та детальний опис програми для генерування чисел Бернуллі був найпершою опублікованою комп’ютерною програмою. І ініціали у підписі в кінці належали Аді Лавлейс.
У своїх «Примітках» вона ввела ще одну важливу концепцію, яка змушує згадати оповідь про Франкенштейна, написану Мері Шеллі після того вікенду з лордом Байроном. Вона порушила те, що досі лишається найзахопливішою метафізичною темою, яка стосується комп’ютерів, а саме тему штучного інтелекту: чи можуть машини мислити? Ада була переконана, що не можуть. Вона стверджувала, що машина на зразок створеної Беббіджем може виконувати операції згідно з інструкціями, але не зможе виробити власні ідеї чи наміри. «Аналітична машина аж ніяк не претендує на створення чогось, — писала вона у „Примітках“. — Вона може робити усе, що ми здатні наказати їй зробити. Вона може діяти згідно з аналізом, але не здатна передбачити жодних аналітичних відношень чи істин».
У вересні 1843 року її переклад та «Примітки» нарешті вийшли у Scientific Memoirs. На деякий час вона отримала можливість купатися у схвальних відгуках друзів та сподіватися, що, як і її ментора Мері Сомервілль, її серйозно сприйматимуть у наукових та літературних колах. Публікація нарешті дозволила їй почуватися «цілком професійною особистістю», як вона писала своєму адвокату. Не судилося. Беббідж так і не отримав фінансування для своїх машин; вони так і не були збудовані, і він помер у бідності.
Що ж до леді Лавлейс, то вона не опублікувала більше жодної наукової статті. Натомість її життя пішло на спад, вона захопилася азартними іграми та опіатами. Ада закрутила роман із партнером із ігор, який потім почав шантажувати її, змусивши закласти сімейні коштовності. Упродовж останнього року життя вона неймовірно болісно боролася з раком матки, що супроводжувався постійною кровотечею. Ада померла у 1852 році, коли їй виповнилося 36.
• • •
