Текст книги "Инноваторы. Как несколько гениев, хакеров и гиков совершили цифровую революцию"

К сентябрю 1942 года полноценная модель машины Атанасова была почти закончена. Она была размером с письменный стол, и в ней использовалось до трехсот электронных ламп. Была, однако, проблема: механизм для прожигания отверстий в перфокартах с помощью искры никогда не работал должным образом, и не было никакой команды механиков и инженеров в Университете Айовы, к которым можно было обратиться за помощью.

В этот момент работа остановилась. Атанасов был призван на службу во флот и послан в исследовательскую артиллерийскую лабораторию ВМС в Вашингтоне, где он работал над проблемами акустических мин, а затем принял участие в испытаниях атомной бомбы на атолле Бикини. В этот период он переключил внимание с компьютеров на инженерные проблемы, связанные с боеприпасами, но он остался изобретателем, подготовил тридцать патентов, в том числе на устройство для траления мин. Но его адвокат из Чикаго так никогда и не подал патентную заявку на его компьютер.

Компьютер Атанасова мог бы стать важной вехой в развитии вычислительной техники, но он был и в прямом, и в переносном смысле отправлен на свалку истории. Почти работающая машина была оставлена на хранении в подвале физического факультета Университета Айовы, и несколько лет спустя никто, казалось, не помнил, что она существовала. Когда в 1948 году занимаемое ею место понадобилось для других целей, некий аспирант разобрал ее, не поняв, что это было, и выбросил большую часть деталей³⁶. Во многих тогдашних историях, рассказывавших о начале компьютерной революции, Атанасов даже не упоминается.

Даже если бы компьютер Атанасова заработал должным образом, у него были бы ограниченные возможности. Схемы с электронными лампами производили молниеносные расчеты, но механически поворачивающиеся ячейки памяти многократно замедляли процесс. И система прожигания отверстий в перфокартах, даже когда она работала, тормозила работу. Для того чтобы стать по-настоящему быстродействующими, современные компьютеры должны были стать полностью, а не частично электронными. Кроме того, модель Атанасова не была программируемой. Она была спроектирована только для того, чтобы решать линейные уравнения.

Из-за романтической тяги к изобретательству Атанасов был одиноким энтузиастом, работавшим много лет в подвале с единственным помощником – молодым напарником Клиффордом Берри. Но история его жизни свидетельствует о том, что на самом деле не следует романтизировать таких одиночек. Как и Бэббидж, который также трудился в своей маленькой мастерской и которому помогал только один ассистент, Атанасов так и не довел свою машину до полностью рабочего состояния. Если бы он работал в Bell Labs в содружестве с командами техников, инженеров и механиков или в большом университете, имеющем исследовательские лаборатории, скорее всего, нашлось бы решение для крепления и устройства считывания перфокарт и для других массивных частей его хитроумной машины. Кроме того, когда в 1942 году Атанасов был призван служить в ВМФ США, в лаборатории остались бы другие члены команды, способные доделать машину или по крайней мере вспомнить, что она создавалась.

Спасла Атанасова от забвения довольно нелепая история. В июне 1941 года его посетил один из тех людей, которые вместо того, чтобы трудиться в одиночестве, любили ездить по разным местам, подхватывать идеи и работать в команде. Поездка Джона Мокли в Айову позже станет предметом дорогостоящих судебных процессов, горьких обвинений и противоположных интерпретаций. Но она и спасла Атанасова от безвестности и подтолкнула ход развития компьютерной техники вперед.

Джон Мокли

В начале ХХ века в Соединенных Штатах образовался, как ранее в Британии, класс ученых-джентльменов, которые собирались в специальных клубах ученых, отделанных деревянными панелями, и в других изысканных помещениях, где они обменивались идеями, слушали лекции, а также сотрудничали в различных проектах. Джон Мокли вырос в этой атмосфере. Его отец, физик, был начальником Отдела геомагнетизма в вашингтонском Институте науки Карнеги, самом главном учреждении страны по содействию продвижению и обмену результатами научных исследований. В этом отделе отслеживали электрические процессы в атмосфере. Отец Мокли координировал работу исследователей по всему миру – от Гренландии до Перу³⁷.

На Джона, выросшего в пригороде Вашингтона Чеви-Чейзе, научное сообщество оказало сильное влияние. “В Чеви-Чейзе, казалось, жили практически все ученые Вашингтона, – говорил он с гордостью, – директор Отдела мер и весов Национального бюро стандартов жил рядом с нами. Поблизости жил и директор Отдела радио”. Глава Смитсоновского института также был их соседом. Джон провел много выходных, делая расчеты для отца с помощью настольного арифмометра, и в результате у него развилась страсть к метеорологии, базирующейся на вводе данных. Он также любил электрические схемы. Они с друзьями проложили в своем районе телефонные провода, соединили свои дома внутренней телефонной сетью и соорудили устройства дистанционного управления для запуска фейерверков на вечеринках. Он вспоминал: “Когда я нажимал на кнопку, фейерверк улетал на 16 метров”. В четырнадцать лет он зарабатывал деньги, помогая жителям своего района устранить неисправность проводки в их домах³⁸.

Будучи студентом университета Джона Хопкинса, Мокли попал в программу для исключительных студентов, которым сразу разрешалось защищать диссертацию в области физики. Он сделал свою работу по линейным спектрам, потому что в них была красота, для них требовались экспериментальные и теоретические навыки. “Нужно было знать определенную теорию, чтобы понять, к чему относились эти спектры, но понять это было нельзя без экспериментальных фотографий этих спектров. Только вот делать их нужно было самим, – говорил он. – Так что мне пришлось долго учиться стеклодувному мастерству, вакуумной технике, методикам нахождения течей в системе и т. д.”³⁹

Мокли был обаятельным человеком, он обладал удивительной способностью (и желанием) разъяснять вопросы, поэтому вполне естественно, что он стал профессором. Такое место в Великую депрессию было трудно получить, но он сумел сделать это и устроился в колледже Урсинус, в часе езды к северо-западу от Филадельфии. “Я был там единственным человеком, обучавшим студентов физике”⁴⁰.

Мокли всегда был готов делиться идеями, он обладал талантом рассказчика и, когда говорил, широко улыбался – все это сделало его очень популярным преподавателем. “Он любил рассказывать, и, кажется, многие из его идей возникли в результате активного обмена мнениями, – вспоминал его коллега, – Джон любил светские мероприятия, любил вкусно поесть и выпить. Он любил женщин, интересных молодых людей – интеллектуальных и необычных”⁴¹. Задавать ему вопрос было опасно, поскольку он мог долго, серьезно и страстно витийствовать почти на любую тему – от театра и литературы до физики.

Перед аудиторией он устраивал представления не хуже шоумена. Для того чтобы объяснить сохранение количества движения, он мог закрутиться, вытянув руки в стороны, а потом прижать их к туловищу, а чтобы описать понятие действия и противодействия, он становился на самодельный скейтборд и наклонялся назад и вперед (однажды, выполняя этот трюк, он упал и сломал руку). Люди иногда приезжали издалека, чтобы услышать его предрождественскую лекцию в конце семестра, которую колледж устраивал в самой большой аудитории, чтобы поместились все желающие. В ней он объяснял, как спектроскопия и другие физические методы могут помочь определить, что находится в пакете, не разворачивая его. По словам его жены, чего только он не делал: “Он измерял его. Он взвешивал его. Он погружал его в воду. Он протыкал его длинной иглой”⁴².

Вспоминая о своем детском увлечении метеорологией, Мокли в начале 1930-х годов выбрал предметом своих исследований вопрос о том, связаны ли крупномасштабные изменения погодных условий с солнечными вспышками, пятнами и вращением Солнца. Ученые из Института Карнеги и Бюро погоды США передали ему записи ежедневных данных от двухсот станций за двадцать лет, и он приступил к вычислению корреляций. Он сумел по дешевке купить подержанные настольные калькуляторы (все это происходило в годы Великой депрессии) у испытывающих трудности банков и нанять через Национальное управление по делам молодежи группу молодых людей для вычислений, платя им по пятьдесят центов за час⁴³.

Как и другие исследователи, чьи работы требовали утомительных вычислений, Мокли стремился изобрести машину для ускорения расчетов. Со свойственной ему общительностью он приступил к сбору данных о том, что делают другие, и, следуя традициям великих инноваторов, постарался собрать воедино множество идей. В павильоне IBM на Нью-Йоркской всемирной выставке 1939 года он увидел электрический калькулятор, в котором использовались перфокарты, но понял, что их применение было бы слишком медленным, учитывая количество данных, которые нужно обрабатывать. Он также увидел шифровальную машину, которая использовала электронные лампы для кодирования сообщений. Можно ли использовать эти лампы для других логических схем? Он взял своих учеников на экскурсию в Суортмор-колледж, чтобы посмотреть на счетчики, использовавшие схемы, собранные на электронных лампах, для счета вспышек, происходящих при ионизации космическими лучами⁴⁴. Он также прослушал курс вечерних лекций по электронике и начал экспериментировать со схемами на лампах, спаянными собственноручно, чтобы увидеть, как еще их можно использовать.

В сентябре 1940 года на конференции в Дартмутском колледже Мокли увидел калькулятор комплексных чисел Джорджа Роберта Стибица, разработанный в Bell Labs. Демонстрировали его необычным образом: компьютер Стибица находился в здании Bell Labs, расположенном в Нижнем Манхэттене, а результаты передавались в колледж по телетайпной линии. Это был первый компьютер, предназначенный для удаленного использования. В течение трех часов он решал задачи, поставленные аудиторией, тратя около минуты на каждую. Среди присутствовавших на демонстрации был Норберт Винер – основатель кибернетики, который попытался поставить в тупик машину Стибица, попросив ее поделить число на ноль. Машина не попалась в ловушку. Там также присутствовал Джон фон Нейман – венгерский эрудит, который вскоре вместе с Мокли станет играть одну из главных ролей в дальнейшем развитии компьютеров⁴⁵.

Когда Мокли решил построить собственной компьютер на лампах, он сделал правильный шаг, с которого должны были бы начинать все хорошие инноваторы: собрал воедино всю информацию, почерпнутую во время своих путешествий. Поскольку колледж Урсинус не получал денег на научно-исследовательскую деятельность и Мокли платил за лампы из своего кармана, он попытался выклянчить их у производителей. Он написал в Supreme Instruments Corp. и попросил передать ему некоторые компоненты, заявив: “Я собираюсь собрать электрическую счетную машину”⁴⁶. Во время визита в Американскую корпорацию радио он обнаружил, что неоновые лампы также можно использовать как переключатели. Они были медленнее, но дешевле электронных ламп, и он купил их про запас по восемь центов за штуку. “До ноября 1940 года, – позже сказала его жена, – Мокли протестировал некоторые компоненты своего будущего компьютера и убедился, что построить дешевое и надежное цифровое устройство с использованием только электронных элементов реально”. Она утверждала, что это произошло прежде, чем он даже услышал об Атанасове⁴⁷.

В конце 1940 года он признался друзьям, что надеется собрать воедино всю имеющуюся информацию, чтобы сделать цифровую электронную вычислительную машину. “Мы сейчас рассматриваем конструкцию электрической вычислительной машины, – написал он в том ноябре метеорологу, с которым работал. – Машина, в которой будут использоваться ламповые реле, будет выполнять операции примерно в течение 1/200 секунды”⁴⁸. Несмотря на то, что он был общительным и получал информацию от многих людей, ему очень хотелось прослыть первым человеком, сконструировавшим новый тип компьютера. В декабре он написал своему бывшему студенту: “Сообщаю вам конфиденциально, что через год или около того, как только смогу получить компоненты и собрать их вместе, я, вероятно, смогу закончить строительство электронной вычислительной машины… Держите это в тайне, так как в этом году для осуществления этого плана у меня нет оборудования, а я хотел бы быть первым”⁴⁹.

В том же декабре 1940 года Мокли довелось познакомиться с Атанасовым, что положило начало серии событий, за которыми последовали годы споров по поводу склонности Мокли собирать информацию из различных источников и его желания “быть первым”. Однажды Атанасов, посетив семинар в университете Пенсильвании, заскочил на заседание, на котором Мокли рассказывал о своих планах по созданию машины для анализа данных о погоде. После окончания доклада Атанасов подошел к нему и рассказал, что конструирует электронный калькулятор в университете Айовы. Мокли записал на своей программке конференции, что Атанасов утверждал, что изобрел машину, которая могла обрабатывать и хранить данные при стоимости только 2 доллара за разряд. (Машина Атанасова могла бы обрабатывать и хранить три тысячи двоичных разрядов одновременно и стоила около 6 тысяч долларов.) Мокли был поражен. Он подсчитал, что стоимость компьютера на электронных лампах должна составлять почти 13 долларов на разряд, и сказал, что хотел бы увидеть, откуда берется такая цена. И Атанасов пригласил его приехать в Айову.

На протяжении первой половины 1941 года Мокли переписывался с Атанасовым и продолжал восхищаться низкой заявленной стоимостью его машины. “Стоимость менее чем 2 доллара за разряд звучит почти нереально, и все же, как я понял, вы на этом настаиваете, – написал он. – Ваше предложение посетить Айову показалось сначала довольно фантастическим, но идея начинает казаться мне заманчивой”. Атанасов убеждал его принять приглашение: “В качестве вознаграждения я расскажу, как удалось собрать машину стоимостью 2 доллара за разряд”⁵⁰.

Визит Мокли к Атанасову

Судьбоносный визит состоялся в июне 1941 года и длился четыре дня⁵¹. Мокли прибыл поздно вечером в пятницу 13 июня из Вашингтона и привез с собой шестилетнего сына – Джимми, что очень удивило жену Атанасова Луру, которая еще не успела приготовить комнату для гостей. Позже она вспоминала: “Мне пришлось побегать, залезть на чердак, искать дополнительные подушки и все остальное”⁵². Она также приготовила им ужин, так как Мокли приехали голодными. У Атанасовых было трое собственных детей, но Мокли, похоже, считал, что во время его визита Лура будет заботиться о Джимми, что она и делала, хотя и неохотно. Она невзлюбила Мокли. По какому-то поводу она сказала мужу: “Мне он не кажется честным человеком”⁵³.

Атанасов был готов показать свою частично собранную машину даже несмотря на предупреждение жены, что он слишком доверчив: “Ты должен проявлять осторожность, ведь машина еще не запатентована”. Тем не менее на следующее утро Атанасов повел Мокли, а заодно и Луру с детьми в подвал физического факультета, гордо откинул покрывало и показал то, что они с Берри сооружали.

Мокли был впечатлен несколькими вещами. Идея использования конденсаторов в блоке памяти была гениальной и экономичной, так же как и метод Атанасова пополнять их заряд примерно раз в секунду, поместив их на вращающийся цилиндр. У Мокли возникала идея использовать конденсаторы вместо более дорогих электронных ламп, и он оценил, насколько метод Атанасова “встряхивания их памяти” сделал машину работоспособной. Это объясняло, почему стоимость машины могла быть понижена до 2 долларов за разряд. Прочитав описание деталей машины Атанасова, Мокли сделал ряд заметок и спросил, может ли он взять один экземпляр домой. Атанасов отказал ему и потому, что у него не было больше экземпляров (ксероксы еще не были изобретены), и потому, что его беспокоило то, что Мокли и так получил слишком много информации⁵⁴.

Но в целом Мокли не особенно проникся тем, что увидел в городе Эймсе, или, по крайней мере, он настаивал на этом, рассказывая позже об этой поездке. Самым большим недостатком машины Атанасова было то, что она не была полностью электронной, в ней имелись механические барабаны конденсаторов, служащие блоками памяти. Это делало ее недорогой, но очень медленной. “Я думал, что его машина гораздо хитроумнее, но так как она оказалась частично механической, в том числе в ней использовались вращающиеся коммутирующие переключатели, она никоим образом не была похожа на то, что я имел в виду, – вспоминал Мокли. – Я больше не интересовался подробностями”. Позже в своих показаниях на суде по поводу правомочности его патентов Мокли сказал, что полумеханический характер машины Атанасова вызвал у него “довольно сильное разочарование” и он перестал им интересоваться как “механическим устройством, которое в своей работе использует некоторое количество электронных ламп.

Вверху слева: Говард Айкен (1900–1973) в Гарварде, 1945 г.

Вверу справа: Джон Мокли (1907–1980), 1945 г.

Слева: Дж. Преспер Эккерт (1919–1995), ок. 1945 г.

Внизу: Эккерт (касается машины), Мокли (прислонился к колонне), Джин Дженнингс (на заднем плане) и Герман Голдстайн (рядом с Дженнингс) около машины ENIAC, 1946 г

Вторым его разочарованием, как утверждал Мокли, было то, что машина Атанасова была предназначена для решения одной-единственной задачи и не могла быть перепрограммирована или модифицирована для выполнения других задач: “У него не было в планах ничего, что могло бы сделать машину более универсальной и позволило бы ей решать какие-либо другие задачи, кроме решения системы линейных уравнений”⁵⁶.

Так Мокли покинул Айову, не найдя там важных идей для конструирования своего компьютера, но привез горстку мыслей, которые добавил в ту корзину идей, которые он сознательно и полусознательно собирал во время поездок по конференциям, колледжам и выставкам. “Я приехал в Айову почти с той же целью, что и на Всемирную выставку и в другие места, – говорил он в своих свидетельских показаниях, – [посмотреть], было ли там то, что могло бы облегчить вычисления”⁵⁷.

Как и большинство людей, Мокли черпал информацию и идеи из опыта других людей, бесед с ними и наблюдений – в его случае в Суортморе, Дартмуте, в Bell Labs, RCA, на Всемирной выставке, в Университете Айовы и в других местах. И присоединял их к идеям, которые считал своими собственными. “Новая идея приходит внезапно и скорее интуитивным путем, – однажды сказал Эйнштейн, – но интуиция есть не что иное, как результат накопленного интеллектуального опыта”. Когда люди извлекают ценную информацию и идеи из различных источников и собирают все это вместе, для них естественно думать, что результирующие идеи придуманы ими самостоятельно, и в действительности это так и есть. Все идеи рождаются именно так. Мокли считал, что его интуиция и мысли о том, как построить компьютер, были его собственными, а не украденными у других. И несмотря на более поздние юридические вердикты, он был в основном прав, насколько каждый может быть прав, утверждая, что его идеи являются его собственными. Именно так развивается творческий процесс, хотя, возможно, патентное законодательство говорит об ином.

В отличие от Атанасова Мокли мог и любил работать в команде, состоящей из разных талантливых людей. В результате Мокли и его команда вошли в историю как изобретатели первого электронного компьютера общего назначения.

Когда Мокли готовился покинуть Айову, он получил хорошие новости. Он был приглашен в Университет Пенсильвании пройти курс электроники – множество таких курсов, финансируемых в приоритетном порядке военным министерством США, было организовано по всей стране. Это был шанс узнать больше об использовании электронных ламп в электронных схемах, которые, как он теперь был убежден, лучше всего подходили для создания компьютеров. Это иллюстрирует важную роль военного ведомства в эпоху цифровых технологий, всячески стимулировавшего инновации.

Во время этого десятинедельного курса летом 1941 года Мокли получил возможность работать с одной из версий дифференциального анализатора, принадлежащего МТИ, – аналоговым компьютером, разработанным Вэниваром Бушем. Это не только усилило его желание создать свой собственный компьютер, он понял, что ресурсов для его изготовления в таком месте, как Университет Пенсильвании, было намного больше, чем в Урсинус-колледже. Так что когда в конце лета ему было предложено место преподавателя этого университета, он с благодарностью согласился.

Мокли написал о новостях Атанасову. В письме содержались намеки на план действий, который расстроил профессора из Айовы. “Мне недавно пришло в голову несколько разных идей относительно компьютерных схем – некоторые из них являются более или менее гибридными, сочетающими ваши методы с другими, а некоторые из них не имеют ничего общего с вашей машиной, – написал Мокли вполне правдиво. – Вопрос, на мой взгляд, заключается в следующем: есть ли возражения с вашей стороны против строительства мной некоего компьютера, который включает в себя некоторые идеи вашей машины?”⁵⁸ По этому письму, последовавшим разъяснениям и показаниям в будущем судебном процессе трудно понять, был ли невинный тон Мокли искренним или притворным.

В любом случае письмо расстроило Атанасова, которому до тех пор не удалось заставить университетского юриста подать какую-либо патентную заявку. Через несколько дней он ответил Мокли довольно резко: “Наш юрист подчеркнул необходимость быть осторожным в распространении информации о нашем устройстве, пока заявка на патент не подана. Это не потребует слишком много времени, и, конечно же, у меня нет сожалений по поводу того, что я рассказал вам о нашем устройстве, но нужно, чтобы на данный момент мы воздержались от обнародования каких-либо подробностей”⁵⁹. Поразительно, но этот обмен письмами еще не заставил ни Атанасова, ни патентного адвоката поспешить с подачей патентной заявки.

В течение той осени 1941 года Мокли доделывал свою версию компьютера, в котором, как он правильно считал, содержались идеи, почерпнутые во множестве разных источников, и который очень отличался от того, что построил Атанасов. Летом, когда он проходил курс по электронике, Мокли встретил замечательного партнера, который подключился к его работе. Это был аспирант, перфекционист, страстно любивший точные технологии, который знал так много об электронике, что был консультантом Мокли на лабораторных занятиях, хотя и был на двенадцать лет его младше (тогда ему было двадцать два) и еще не имел докторской степени.