Краткая история науки - Уильям Байнум

В Блетчли-парке работал известный математик Алан Тьюринг (1912-54).

Образование он получил в Королевском колледже Кембриджа, где талант студента был замечен еще в начале 30-х. Он опубликовал важные математические работы по теории вычислений, и его работа на ниве шифрования оказалась просто выдающейся. После войны он продолжал работать над своими идеями.

Тьюринг размышлял над тем, как похожи процессы мышления у компьютера и человеческого мозга, над искусственным интеллектом, и даже над тем, чтобы спроектировать машину, способную играть в шахматы. Гроссмейстеры все еще в основном берут верх над компьютерами[12], но машины становятся все лучше и лучше. Тьюринг придумал один из первых электронных компьютеров, названный АСЕ, и произошло это в Национальной физической лаборатории (Теддингтон. Лондон), и эта машина имела куда большие вычислительные мощности.

Но конец жизни Тьюринга оказался трагическим, он был гомосексуалистом, а в то время подобные наклонности преследовались в Британии по закону. Арестованный полицией, он был подвергнут принудительному лечению половыми гормонами, и почти наверняка совершил самоубийство, съев яблоко, отравленное стрихнином.

Жизнь Тьюринга говорит нам, что выдающийся ученый может быть какого угодно пола, расы, религии или сексуальной ориентации.

Громадные вычислительные машины, которые строили во время войны, были ценными, но их возможности ограничивал перегрев компонентов. Поэтому следующее поколение компьютеров опиралось на другую материальную базу, на транзисторы. Разрабатываемые с 1947-го Джоном Бардиным (1908-81). Уолтером Браттейном (1902-87) и Уильямом Шокли (1902-87), эти устройства могли усиливать или коммутировать электронные сигналы.

Транзисторы были много меньше, чем вакуумные трубки, и выделяли не так много тепла. На их основе начали делать самые разные приборы, такие как транзисторные радиоприемники, меньшего размера, но более эффективные.

Три упомянутых выше ученых разделили Нобелевскую премию по физике, а Бардин получил и вторую за исследования в области полупроводников, материалов, сделавших возможным появление транзисторов и электросхем.

Военные не выпускали компьютеры из своего поля зрения весь период холодной войны с 1945-го по 1991-го. Две супердержавы. США и СССР, не доверяли друг другу, несмотря на то что были союзниками во время Второй мировой. Вычислительные машины использовались, чтобы анализировать информацию, собранную каждой из сторон о другой.

Но устройства, способные «перемалывать числа», оказались большим подспорьем и для ученых. Физики получили большую пользу от них уже в шестидесятых годах. Ускорители элементарных частиц поставляли такой объем информации, что целая армия людей с ручками и бумагой не смогла бы извлечь из них смысл.

Специалисты по компьютерам все чаще становились членами команд, собираемых для решения научных задач, в бюджеты включались их зарплаты и затраты на оборудование. Постепенно стало ясно, что было бы очень полезным, если бы группы ученых могли обмениваться информацией в режиме компьютер-компьютер, без человека в качестве посредника. В конце концов телефон использовали уже почти век, а сообщения по телеграфным проводам начали отправлять и того ранее.

В начале 60-х придумали такую технологию, как «пакетная коммутация». Цифровые сообщения делили на единицы меньшего размера, и каждую из них отправляли по удобнейшему маршруту, чтобы в точке получения, на другом компьютере, они могли присоединиться к другим и вновь образовать единое целое.

Когда вы говорите по городскому телефону, вы делаете это в режиме реального времени, и никто больше не может позвонить вам. Но если вы отправляете или получаете сообщение с помощью компьютера – е-мейл или в мессенджере, – то оно будет доступно в любой момент, когда вы или другой получатель захочет с ним ознакомиться.

Пакетная коммутация начала одновременно развиваться в США и Великобритании. В рамках национальной безопасности она позволяла военным и политическим лидерам разных стран общаться друг с другом даже в том случае, если часть коммуникационного оборудования будет уничтожена. А еще она облегчает задачу по соединению в нечто целое группы компьютеров, превращению их в информационную сеть.

И вновь первой группой людей, кто смог использовать это ее свойство (не считая военных), стали ученые. Современная наука в значительной степени зависит от возможности сотрудничества, и академические сообщества стали главными получателями выгоды от все более быстрых и маленьких компьютеров 60-х.

Понятно, что по сравнению с тем, что есть у нас сейчас, они были невероятно большими, медленными и дорогими. Но вы наверняка будете удивлены, узнав, что даже тогда существовали компьютерные игры и работа всегда шла рука об руку с развлечением.

Изменения в компьютерной области ускорились в семидесятых, новые компьютеры («микрокомпьютеры», как их называли) имели экран и клавиатуру, и их можно было поставить на стол. По мере того как микропроцессоры становились все более мощными, дело катилось к компьютерной революции.

Почву для нее подготовили исследования, проведенные в Силиконовой долине (Калифорния. США).

Компьютеры продолжили менять условия, в которых работали и обменивались информацией научные сообщества. Одна из крупнейших «популяций» ученых-физиков в мире существует в Европейской организации по ядерным исследованиям, о которой мы уже рассказывали, именно они построили Большой адронный коллайдер (глава 39). Специалисты по компьютерам в ЦЕРН подняли уровень использования информационных сетей и машинного анализа данных на новую высоту в 1980-90-х гг.

Одним из них был Тим Бернерс-Ли (род. 1955).

Он всю жизнь был увлечен компьютерами, и даже вырос вместе с ними, поскольку его родители имели с ними дело. Он изучал физику в Оксфорде и стал работать в ЦЕРН. В 1989 году он запросил особое финансирование на «управление информацией» и, хотя получил некоторую помощь, продолжал настаивать, что в состоянии сделать так, что огромное количество информации станет доступным для всех, кто будет включен в единую сеть с помощью компьютера и телефонного кабеля.

Вместе с коллегой. Робертом Кайо (род. 1947) они придумали Всемирную паутину (World Wide Web или WWW). Поначалу ее использовали ЦЕРН и еще несколько физических лабораторий, затем в 1993-м она стала общедоступной. Это событие совпало с появлением персональных компьютеров, дешевых и простых, которые можно было использовать дома, а не на работе.

К этому прорыву привела деятельность таких людей, как лидер «Майкрософт» Билл Гейтс (род. 1955) и глава «Эппл» Стив Джобс (1955–2011), они стали героями современной науки (и очень богатыми людьми). По всему вышло, что 1955 год был хорош для компьютеров, именно тогда появились на свет Бернерс-Ли. Гейтс и Джобс.

Скорость прогресса в компьютерной отрасли с 70-х годов совпадала с темпом прогресса в области чтения генома. Никакого совпадения нет в том, что два события произошли в одно и то же время, поскольку современную науку невозможно представить без компьютеров. Многие фундаментальные проблемы, от разработки новых лекарств до формирования климатических моделей, зависят от вычислительных машин. Дома мы используем их для того, чтобы сделать домашнее задание, бронировать билеты, играть в игры. Особые компьютерные системы управляют самолетами, помогают делать медицинские операции и даже стирать белье.