Игра в имитацию - Эндрю Ходжес

Но даже когда фон Нейман присоединился в качестве «консультанта» к команде ЭНИАК в конце 1944 г., Эккерт и Мокли видели совершенно иное решение своей проблемы. Оно сводилось к тому, чтобы оставить в покое аппаратное обеспечение («железо») машины и делать команды доступными на электронных скоростях путем хранения их внутри, в памяти, в электронной форме. ЭНИАК был призван хранить в своей памяти арифметические действия, а первый «Колосс» — образцы ключей «Рыбы». Это было совершенно новый принцип хранения команд внутри машины. Команды обычно воспринимались, как поступающие извне для того, чтобы воздействовать на «внутреннюю начинку». Однако «вторая электронная машина», упомянутая в письме фон Неймана Уиверу, была призвана отразить эту новую идею.

Каждая традиция здравого смысла и абстрактного мышления склонна допускать, что «числа» совершенно отличны по форме от «команд». И очевидным решением представлялось хранить их раздельно: данные в одном месте, а набор команд для оперирования, управления этими данными — в другом месте. Это представлялось очевидным — но было неверным. В марте и апреле 1945 г. коллектив ЭНИАК подготовил предложение — Предварительный доклада о машине ЭДВАК. ЭДВАК — Электронный дискретный переменный компьютер — был проектируемой «второй электронной машиной».

Предварительный доклад был датирован 30 июня 1945 г. и подписан фон Нейманом. Это был не его проект, но его описание несло на себе следы математической ориентированности его мышления, явно довлеющей над техническими деталями.

В частности, в докладе была сформулирована очень осторожная, продуманная, но совершенно новая идея, к которой пришел коллектив ЭНИАКа при обдумывании лучшей машины. На обсуждение были вынесены различные типы хранения промежуточных показателей, команд, фиксированных констант параметров, статистических данных, требовавшиеся существующим машинам, а затем утверждалось, что устройство нуждается в значительной памяти. При том, что различные части этой памяти должны выполнять функции, слегка отличные по своей природе и значительно различающиеся по своему назначению, тем не менее, представляется целесообразным рассматривать всю память, как один орган.

Однако при подобной трактовке памяти, как «одного органа», она уподоблялась «одной ленте» Универсальной машины Тьюринга, на которой должно было храниться всё — команды, данные и операции. Это была новая идея, отличная от всего в концепции Бэббиджа, и эта идея ознаменовала поворотный момент в проектировании цифровых машин. Поскольку акцент переносился на новую установку: создание большой, скоростной, эффективной, всеохватывающей (универсальной) электронной «памяти». В результате все в концепции упрощалось, становилось более упорядоченным. Фон Нейман, должно быть, нашел эту идею «соблазнительной» — ведь она была слишком хороша, чтобы оказаться правдой. Но она всегда присутствовала в статье «О вычислимых числах»!

Так, весной 1945 г. команда ЭНИАКа с одной стороны и Алан Тьюринг с другой пришли к мысли создать универсальную «одноленточную» машину. Но пришли они к этой мысли довольно разными путями. ЭНИАК, показавший себя еще до того, как был закончен, принципиально устаревшей моделью, явился чем-то вроде кувалды, вскрывшей проблему. И фон Нейман был вынужден прорубать себе тропу среди джунглей всех известных подходов к вычислению, учитывая все текущие нужды военных изысканий и возможности американской промышленности. Результат довольно точно отразил воззрение на науку Ланселота Томаса Хогбена: политические и экономические потребности дня определяют новые идеи.

Но когда Алан Тьюринг говорил о «создании мозга», он работал и обдумывал эту идею в одиночку, в свое свободное время, слоняясь по английскому садовому сараю с несколькими образчиками оборудования, с неохотой уступленными службой безопасности. Его никто не просил найти решение таким численным задачам, к решению которых был привлечен фон Нейман. Он размышлял над ними для себя. Алан просто совместил то, что до него никто не совмещал: свою одноленточную универсальную машину, свое осознание того, что масштабное импульсное электронное устройство способно исправно и четко работать, и свой опыт преобразования криптоаналического мышления в «определенные методы» и «машинные процессы». С 1939 г. его мало что волновало, кроме символов, уровней, режимов и наборов команд, а также проблемы их по возможности максимально успешного и эффективного воплощения в конкретных формах. Теперь он мог все это закончить.

Да и война теперь была закончена. И его помыслы были гораздо ближе к таковым Годфри Харолда Харди, нежели отвечали практицизму мира. Их больше заботил парадокс детерминизма и свободной воли, чем осуществление долгих вычислений. Конечно, никто, скорее всего, не стал бы платить за «мозг», не имевший полезного применения. И в этом отношении Харди мог бы найти оправдание своим взглядам на приложения математики. 30 января 1945 г. фон Нейман написал, что ЭДВАК проектировался для решения трехмерных «аэродинамических задач и проблем ударных волн… расчета воздействий снарядов, бомб и ракет… в области метательных и бризантных взрывчатых веществ». Он ознаменовал бы собой, перефразируя Черчилля, «прогресс человечества». Алан Тьюринг также следовало пройти долгий путь от логики Гилберта и Геделя, если он действительно хотел создать мозг.

Предварительный доклад о машине ЭДВАК пронизывал (отражая интересы фон Неймана) более теоретический рефрен, привлекавший внимание к аналогии между компьютером и нервной системой человека. И одним из инструментов для этого служило слово «память». В таком ключе это действительно оказывалось «созданием мозга». Однако, акцент доклада был сделан не на абстрактном тезисе о «состоянии ума», а на сходствах механизмов ввода/вывода данных и афферентных (чувствительных, центростремительных) нервов и эфферентных (двигательных, центробежных) нервов соответственно. Доклад также апеллировал к статье чикагских неврологов Уоррена Маккалока и Уолта Питтса (1943 г.), в которой активность нейронов анализировалась логическим языком, и использовал их символизм для описания логических связей электронных компонентов.

Маккалок и Питтс почерпнули вдохновение в «Вычислимых числах», и потому, пусть и весьма опосредованным путем, проект ЭДВАКа был в некотором смысле обязан концепция машины Тьюринга. Впрочем, в докладе не было ни слова упомянуто о «Вычислимых числах», и не была ясно очерчена идея универсальной машины. Между тем фон Нейман ознакомился с ней еще до войны и, наверняка, должен был осознать эту связь, когда избавился от допущения, что данные и команды следует сохранять разными способами. Согласно С. Френкелю, который работал в Лос-Аламосе над атомной бомбой и одним из первых использовал ЭНИАК, фон Нейман отлично осознал фундаментальное значение статьи Тьюринга 1936 г. «О вычислимых числах…» еще в 1943-м или 44-м году… Фон Нейман показал мне эту статью, и по его настоянию я внимательно изучил ее… он решительно подчеркивал и мне, и другим — я уверен — что основная идея принадлежит Тьюрингу, постольку поскольку не была предвосхищена ни Бэббиджем, ни Лавлейс, ни кем иным.