Информатика, электроника

Говорят, цивилизация ныне информационная. Суждение странное. Все цивилизации таковы. Даже у сообществ животных имеются свои системы информации.

Начиналось все с машин, облегчающих интеллектуальную работу, и аппаратов, способных передавать и принимать сигналы, сообщения на большие расстояния. А прежде имелись инструменты для облегчения счета, начиная с камешков, раковин и кончая счетной доской абакой. Это был первый период. Второй ознаменовался созданием механических счетных машин (Паскаля, Лейбница). Аналитическую цифровую вычислительную машину с программным управлением разрабатывал Ч. Бэбидж. Он первым перешел от арифмометров к предкам современных компьютеров.

На третьем этапе появились электрические машины. Наконец, на четвертом они стали электронными: сначала ламповые, затем на полупроводниках и микросхемах.

Бэббидж Чарлз

Бэббидж Чарлз (1791–1871) – английский математик, экономист, изобретатель. Родился в семье банкира. Учился в Тринити-колледже Кембриджского университета. Вместе с друзьями Дж. Гершелем, Дж. Пикоком и несколькими молодыми математиками основал Аналитическое общество. Они решили «приложить все усилия, чтобы оставить мир мудрее,

чем они нашли его». Бэббидж писал научные работы по математике. В 1816 г. был избран в Королевское общество. Через 2 года погружался под воду в «воздушном колоколе». Предложил проект подводного судна на два человека. В 1828 г. стал профессором Кембриджского университета. Имея в виду конфликты в Королевском обществе, написал «Об упадке науки в Англии» (1830).

Чарлз Бэббидж

При жизни он был знаменит как автор книги «Экономика машин и производства» (1832), выдержавшей несколько изданий и переведенной на ряд языков. Это обстоятельное исследование учило организации производства.

Его работа над вычислительной разностной машиной, начатая с 1812 года, была затруднена из-за недостатка средств (правительство не поддержало изобретателя). Она была почти завершена к 1834 г., когда он приступил к проекту аналитической машины. Роковым ее недостатком было то, что она на столетие опередила возможности техники и потребности общества. Первые аналитические машины (но уже электронные) появились только в середине ХХ в.

На склоне лет он признавался друзьям, что у него в жизни не было ни одного счастливого дня и что он не любит человечество вообще, англичан в частности и английское правительство в особенности.

Жозеф Мари Жаккар

Жозеф Мари Жаккар (1752–1834) – сын ткача из Лиона, создал в 1802 г. сетевязальный станок (за что удостоился золотой медали и премии). Он применил картонные перфокарты для автоматического изготовления тканей со сложным разноцветныым узором.

Подобные перфокарты решил использовать в своей аналитической машине Бэбидж. О ней он сообщил в Турине (Италия). Его идеи пересказал итальянский математик Л. Менабреа в статье, основательно дополненнной леди А. Лавлейс – первым в мире программистом.

Лавлейс Ада Августа

Лавлейс Ада Августа (1815–1852) – английский математик. Дочь поэта лорда Д. Байрона. Воспитывалась матерью А. Милбэнк, получила прекрасное домашнее образование, проявила интерес и способности к математике. В 19 лет вышла замуж за лорда Кинга, графа Лавлейс. С 1841 г. изучала машины Бэббиджа. На следующий год вышла статья Л. Менабреа, посвященная аналитической машине, и А. Лавлейс стала ее переводить с итальянского на английский с обширными комментариями. Знакомясь с ними, Бэббидж писал ей: «Чем больше я читаю Ваши примечания, тем больше поражаюсь Вашей интуиции». Она создала для машины Бэббиджа несколько программ, выполненных на перфокартах.

Говоря о своей машине, Бэббидж повторил слова Лейбница: «Она сделана не для торговцев, а для обсерваторий и вычислителей». Именно это обстоятельство определило прохладное отношение к ней со стороны правительства и торговцев.

Ада Лавлейс

Для создания оперативных аналитических машин, которые можно использовать для решения различных задач, потребовался прогресс техники, а также научно-философские и математические разработки в научной области, названной некогда Ампером кибернетикой.

Богданов Александр Александрович

Богданов Александр Александрович (1873–1928) – философ, ученый, писатель. Настоящая фамилия Малиновский. Окончил медицинский факультет Харьковского университета, работал психиатром. Участвовал в Первой мировой войне. В советское время – профессор Коммунистической академии. Организовал Институт переливания крови и погиб, производя опыт на себе. Созданная благодаря ему служба переливания крови спасла, особенно во время войны, сотни тысяч советских людей.

Он разрабатывал организационную науку, предвосхитившую общую теорию систем Л. Берталанфи, кибернетику Н. Винера; обосновал принципы обратной связи, подвижного равновесия, уровней организованности. В своих фантастических романах «Красная звезда» (1908), «Инженер Мэнни» (1913) предсказал автоматы и вычислительные машины, космические корабли с атомным двигателем, стереокино, синтетические материалы.

В «Кратком курсе экономической науки» Богданов назвал основой общественного хозяйства коллективное производство, соединяющее работников интеллектуального и физического труда, разные поколения. Где нет справедливого распределения общественных богатств, объективной научной экономики быть не может. «Та внутриобщественная борьба, в которой индивидуалист – единственный и безусловно необходимый двигатель прогресса, в действительности… растрачивает силы и рассеивает творческое внимание человека… Сколько ума и изобретательности, пригодных для лучшего дела, тратится на спекуляции и биржевые проделки!»

В работе «Всеобщая организационная наука (тектология)» он доказывал: в мире важнейшую роль играет организованность (информация). При одинаковых затратах энергии и материалов можно создать или гениальное произведение, или никчемное изделие. Одни и те же элементы образуют или сложнейшую биологическую молекулу, или простейшие соединения. Разница зависит от степени организованности систем. Это – свойство целого быть больше суммы его частей.

«Как ни различны элементы вселенной, – электроны, атомы, вещи, люди, идеи, планеты, звезды, – и как ни различны по внешности их комбинации, но можно установить небольшое число методов, по которым эти какие угодно элементы соединяются между собою как в стихийном процессе природы, так и в человеческой деятельности».

Богданов выделял кризисы соединительные (конъюнктурные), поднимающие систему на более высокую ступень организованности, и разъединительные (дизъюнктивные), разрушающие связи, вызывающие деградацию системы. «Общественное бытие и общественное сознание тождественны», – утверждал он. Изменяя окружающую среду, человек изменяет и самого себя.

Английский математик Алан Матисон Тьюринг (1912–1954) обосновал наиболее общую и простую математическую модель машины с программным управлением. Первые электрические вычислительные машины были сконструированы в Германии и США в 1938–1941 гг. Первая электронная вычислительная машина общего назначения была разработана американцами Джоном Моучли (1907–1987) и Джоном Эккертом (1919) из Пенсильванского университета. Ее создали в конце 1945 г. после того, когда этим проектом заинтересовалось военное ведомство США (Баллистическая лаборатория). Судя по всему, она предполагалась для расчета траекторий ракет с атомными зарядами, нацеленных на города СССР.

Берг Аксель Иванович

Берг Аксель Иванович (1893–1979) – русский инженер. Был штурманом подводной лодки в Первую мировую войну. Вступил в Красную армию. Окончил в 1925 г. Военно-морскую академию и Военно-морское инженерное училище в Ленинграде. Вел преподавательскую и научную работу в высших военно-морских учебных заведениях. Академик АН СССР с 1946 г.; инженер-адмирал (1955), Герой Социалистического Труда (1963).

Основные исследования и труды по радиотехнике: «Общая теория радиотехники» (1925), «Основы радиотехнических расчетов» (1928), «Теория и расчет ламповых генераторов» (1932) и др. Инициатор и руководитель исследований по технической кибернетике. Многие его работы были связаны с разработками новейшей военной техники.

В 1956 г. Нобелевскую премию по физике получили американские ученые Уильям Брэдфорд Шокли (1910–1989), Джон Бардин (1908–1991) и Уолтер Браттейн (1902–1987) «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». Из них Джон Бардин получил в 1972 г. вторую Нобелевскую премию по физике (совместно с Л. Купером и Д. Шриффером) за создание теории сверхпроводимости.

Но теоретические научные достижения для современной технической цивилизации оказались не так существенны, как открытие транзисторов. Первые компьютеры – на электронных лампах – были громоздки, их возможности были ограничены, а массовое производство нерентабельно. А через несколько десятилетий персональные компьютеры стали обыденностью, электронные аппараты штампуют сотнями миллионов.

Винер Норберт

Винер Норберт (1894–1964) – американский ма тематик, кибернетик. Родился в семье профессора славистики Гарвардского университета Лео Винера (которому посвятил одну из своих книг), переводчика трудов Льва Толстого. Сильная близорукость, математические способности, любознательность, влияние отца определили его успехи в учебе и в науке. «Мое первое детское эссе по философии, – писал он в книге «Я– математик», – написанное в средней школе, когда мне не было еще одиннадцати лет, неслучайно называлось Теория невежества. Уже тогда меня поразила невозможность создания идеально последовательной теории с помощью такого несовершенного механизма, как человеческий разум».

В 14 лет он получил высшее образование, в 18 стал доктором философии Гарвардского университета по математической логике. С 1913 г. учился в Кембридже (Англия) и Гёттингене (Германия). Преподавал в ряде американских университетов, занимался журналистикой, интересовался разными областям науки и техники. С 1919 г. преподавал в Массачусетском технологическом институте (с 1932 г. – профессор). Во время войны занимался электрическими сетями и вычислительной военной техникой.

Ему принадлежит немало математических исследований (теория потенциала и гармонических функций, ряды и преобразования Фурье, теория вероятностей…). Его монография «Кибернетика» (1948), по его словам, «представляет итог более чем десятилетних исследований, предпринятых совместно с д-ром Артуро Розенблютом, работавшим тогда в Гарвардской медицинской школе». Наиболее детально разрабатывал он аналогии между живыми организмами и компьютерами, позже оформившиеся в бионику. Социальные и экономические аспекты кибернетики изложил в книге «Кибернетика и общество» (1954). Обе эти работы вышли в СССР в 1958 г.

Одновременно с Винером сходные проблемы исследовал Джон фон Нейман. Он называл эту область знаний теорией сложных автоматов. Затем появилась другие названия: информатика, теория систем, теория искусственного интеллекта.

Н. Винер создал общие основы кибернетики. А конкретные разработки были сделаны раньше, в частности, Д. Нейманом и А. И. Бергом. Но они в отличие от Н. Винера участвовали в секретных научных исследованиях во время и после войны, а потому их работы оставались неизвестными для широкой публики.

Нейман Джон фон

Нейман Джон фон (1903–1957) – американский ма тематик. Родился в Будапеште, где окончил университет. С 1927 г. преподавал в Берлинском университете. Через 3 года переехал в США; с 1933 г. – профессор математики Принстонского института прикладных исследований. Член Национальной АН США с 1937 г. В 1945–1955 гг. – директор бюро по проектированию электрических счетных машин; с 1954 г. – в Комиссии по атомной энергии.

Во время войны он принимал участие в разработках военной техники, а также, по-видимому, и стратегии в связи со своими работами по теории игр, начатыми в 1928 г. Вместе с экономистом Оскаром Моргенштерном написал фундаментальное исследование «Теория игр и экономическое поведение» (1944). В декабре 1949 г. прочел курс лекций «Теория и организация сложных автоматов».

В книге, посвященной памяти Д. Неймана «Игры и решения» (1957), американские математики Р. Д. Льюис и Х. Райфа отметили: «По-видимому… быстрому развитию теории игр в значительной мере способствовала последняя война». То же можно сказать о прогрессе вычислительной техники, компьютеров, их программного обеспечения. Все это – область специальных исследований и технических решений чрезвычайно сложных. Кстати, в книге Льюиса и Райфы, несмотря на то что авторы старались, по их признанию, «не загромождать текст формальными математическими подробностями», много непростых формул и специальных терминов.

Такова общая особенность современных научно-технических разработок: они по большей части имеют практическую направленность (обычно с выходом на военные цели), используют сложные математические расчеты, новейшие достижения физики и химии, а осуществляются коллективами ученых, инженеров.

Колмогоров Андрей Николаевич

Колмогоров Андрей Николаевич (1903–1987) – советский математик. Окончил МГУ; с 1931 г. профессор. Основные труды – по теории функций, математической логике, топологии, по теории вероятностей, автоматическому регулированию, информатике. Проводил исследования по теории стрельбы, по статистическим методам контроля массовой продукции и теории передачи информации по каналам связи. Академик с 1939 г., лауреат Сталинской премии (1941) и Ленинской (1965), Герой Социалистического Труда (1963).

А. Н. Колмогоров