Виктор Пекелис – Истории о «ненужных» открытиях (страница 48)

Математика Чебышева, пожалуй, можно назвать «математическим инженером». Как и англичанин Беббидж, он с детских лет интересовался механическими игрушками и сам часто мастерил.

Чебышев был человеком тех же устремлений, что и Беббидж. Он – математик – проявлял постоянный интерес к вопросам практики. «Сближение теории с практикой дает самые благотворные результаты, и не одна только практика от этого выигрывает», – говорил Чебышев.

В основе всех его изобретении – стремление сэкономить труд и время.

И Чебышев берется за конструирование счетной маши-пы. Он создает ее на совершенно новом принципе.

Во всех предыдущих машинах перенос десятков из низшего разряда в высший происходил скачкообразно, после того, как десяток уже накапливался. В машине Чебышева перенос десятков происходил непрерывно, постепенно, в процессе накопления единиц, и распространялся на последующие разряды.

Через три года после создания суммирующей машины Чебышев дополнил ее приставкой для выполнения умножения и деления. А сделанное специальное приспособление давало возможность, действуя одной рукояткой, сообщать машине различные движения для двух операций: суммирования и смещения основного счетчика!

11 марта 1894 года состоялось очередное заседание физико-математической комиссии отделения физических наук Общества Любителей Естествознания. На нем было прочитано всего лишь два реферата. Председатель отделения выдающийся русский ученый Н. Е. Жуковский доложил о новом способе исследования движения гироскопа, а известный в то время специалист в области счетных 'машин В. Г. Бооль впервые познакомил аудиторию с машиной Чебышева.

Устройство нового счетного прибора не было известно в России. Экземпляр машины Чебышев послал во Францию на выставку в Музей искусств и ремесел, где он хранится и теперь. Другой, более ранний, экземпляр машины найден лишь совсем недавно в архивах Академии наук СССР. Первое описание машины было напечатало во французском журнале «Научное обозрение».

С большим вниманием слушали члены общества докладчика. Среди них были крупные ученые: Лебедев, Горячев, Каблуков, Умов, Цераский, Чаплыгин, Штернберг.

Счетный прибор Чебышева получил высокую оценку. «Он настолько совершенен, – писал Бооль, – что никогда не может дать отказа или ошибки, и представляет собой безусловно точную арифметическую машину, лучшую из всех машпп по своей простоте и скорости исполнения на ней действий сложения п вычитания».

Вскоре Бооль поместил полное описание устройства и «употребления» машины Чебышева в «Трудах отделения физических наук». «Печатано с разрешения Совета Императорского Общества Любителей Естествознания. 20 декабря 1894 г.» – стоит на титуле.

Из первой же сноски к статье узнаем интересную деталь. Бооль за год до этого напечатал другую статью о машине. Академик Чебышев, прочитав в ней описание счетной машины профессора математики и астрономии Вюцбургского университета Зеллинга, написал Боолю:

«Из этой статьи видно, что основная часть моей машины одинакова по составу с тем, что и у Зеллинга. Интересно знать, кто из нас первый употребил такую систему зубчатых колес… У других, сколько мне известно, ничего подобного не было».

Бооль тут же в сноске отвечает на вопрос: «Изобретение Чебышева… произошло почти за десять лет до изобретения Зеллинга, что прямо указывает, кому надо отдать первенство в этом важном изобретении».

К сожалению, Пафнутию Львовичу Чебышеву не пришлось прочитать этих справедливых слов. В этом же томе «Трудов» был помещен протокол заседания отделения физических наук 3 декабря 1894 года. В нем записано: «Открыв заседание, председатель пригласил присутствующих почтить вставанием недавно скончавшегося академика Пафнутия Львовича Чебышева».

Пусть внимательного читателя не удивляет, что автор, рассказывая о тех, кто создавал вычислительные машины задолго до Беббиджа, вдруг обращается к работе Чебышева, который построил свою машину через пять лет после смерти Беббиджа. Какой же это предшественник?

Изобретение Чебышева интересно для нас в другом отношении. Создавая в классе арифметических машин оригинальную конструкцию, стремясь в работе ее достигнуть плавности и последовательности операций, Чебышев сумел построить удобную для вычислений машину. Но и на арифмометре Чебышева – так же, как и на других арифметических машинах, – при вычислениях человек все делал сам. Сам крутил рукоятку счетного механизма, сам выписывал или держал в уме промежуточные результаты: человек шаг за шагом вел весь вычислительный процесс, а кроме того, выполнял еще и роль координирующего центра. Человек, а не машина устанавливал правильный порядок операций – был для машины ее живой программой.

Для дальнейшего развития вычислительной техники нужны были не новые усовершенствования старого принципа, нужен был новый принцип: «освободить» машину от человека.

К этому-то принципу и пришел в своих столь необычных, с точки зрения современников, проектах «человек, всю жизнь пытавшийся сделать мир умнее», – Беббидж.

Интересно, почему же теперь, спустя сто лет, выделяют среди других английского математика, члена Королевского общества Чарльза Беббиджа, говорят, что имеппо он, а не кто-либо из тех, других, раньше пего строивших совсем неплохие счетные машины, не просто изобрел еще одну новую машину, а сделал выдающееся открытие, опередившее свое время на целое столетие?

Это был грандиозный проект. В век пара, когда электротехника только зарождалась, когда об электрическом реле никто и ничего не мог слышать – оно было создано лишь через год, в 1835 году, – Беббидж задумал «аналитическую машину» из механических узлов. Машина должна была не только вычислять таблицы, но и решать все задачи, с которыми сталкиваются математики и инженеры. Машина должна была выполнять арифметические действия; запоминать начальные данные, промежуточные данные и результаты вычислений; запоминать инструкции и команды, по которым должно выполняться решение задач; выдавать результаты вычислений и последовательно выполнять те команды, которые заданы для программы вычислений. К тому же выполнять все действия без вмешательства человека и в зависимости от полученного па определенном этапе решения результата самой выбирать дальнейший путь вычислений.

Когда наивные люди, не понимавшие ни математики, пи арифметической машины, просили ее создателя объяснить, что же это за чудище его машина, он не без гордости отвечал: «Опа способна идти дальше, поедая свой собственный хвост».

Но одно – замысел, совсем другое – его воплощение. Чтобы строить свои вычислительные машины, Беббидж раньше приобрел дом с земельным участком в очень тихом, уединенном месте. Каретный сарай при доме превратил в кузницу, а конюшню в мастерскую. Еще одну мастерскую построил сам и даже соорудил специальное хранилище для чертежей.

Тогда, во времена бурного развития железных дорог, мастера-механики ценились высоко, их не хватало. Найти специалистов, а главное, удержать их было трудно. Одному из своих помощников Беббидж вынужден был впоследствии прибавлять к жалованью каждый день по гинее, иначе он грозился уйти туда, где больше платят.

Прежде чем приступить к непосредственному изготовлению деталей и механизмов будущей машины, ее создателю пришлось проделать колоссальную подготовительную работу. Надо было сделать чертежи – тысячи листов; найти, как повысить точность изготовления всех деталей и улучшить качество сборки механизмов; решить много чисто технологических задач – ведь с большинством работ сталкивались впервые, назначение многих механизмов не всегда было ясно и понятно изготовителю.

Работа длилась с утра до позднего вечера, а частенько Беббидж прихватывал и ночные часы.

Я листаю объемистые тома в добротных переплетах. В них собраны заметки, статьи, схемы, планы – все, что так или иначе связано с «аналитической машиной». Вот часть из них: «Аналитическая машина Беббиджа» (из «Эдинбургского обозрения», июль 1834 г.); «Описание Аналитической машины» (из «Всеобщей библиотеки Женевы», октябрь 1842 г., № 82); «Общая схема машины» (план 25, датированный б августа 1840 г.).

Даже специалистам трудно разобраться в собрании чертежей и описаний: их более двухсот. Они содержат 30 вариантов общей компоновки машины, более четырех тысяч (!) «механических обозначений». Не легко понять полностью устройство машины, глядя на рисунок, сделанный по оригиналам частей машины, хранящихся в Научном музее Лондона. Поэтому нам придется обратиться за помощью к историкам техники, которые кропотливо, часть за частью, изучали хитросплетения уникального создания Беббиджа и сумели дать довольно простое описание машины.

Машина делилась на три части. Первые две названы Беббиджем образно – «складом», «мельницей». Третью по аналогии можно назвать «конторой».

«Склад» составлял ту часть машины, где хранился весь числовой материал, используемый в ходе длительных вычислений. «Мельница» обрабатывала этот материал. «Контора» управляла – выполняла роль автоматического оператора, регулировала последовательность операций, производила отбор чисел и подавала в нужное место результаты вычислений.

«Склад» состоял из 1000 колонок по 50 цифровых колес в каждой, на которых было выгравировано по 10 цифр. Таким образом, в «складе» помещалась тысяча чисел по 50 десятизначных зпаков. И располагались они так, чтобы можно было их передавать по мере надобности в «мельницу».