«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.
Таким образом, Уизард мог что-либо узнать от Дороти. Однако, существенным моментом в связи с этими двумя инициативами, американской и британской, была не довольно тонкая связь между ними, а их явно выраженная независимость.
Какие-бы идеи не проникали на запад, Предварительный доклад о машине ЭДВАК впервые совместил их в письменном виде. Так что вновь победу у британского новаторства на самом финише вырвала американская публикация — и это в то время, когда все следили за западом. Американцы победили, и Алан оказался вторым. На этот раз, правда, приоритет американцев обернулся плюсом для его планов — ведь он задал им политический и экономический импульс, который одним умозрительным идеям Тьюринга иначе не видать было бы никогда.
Действительно, лишь существование ЭНИАКа и идея ЭДВАКа сделали возможным следующий этап жизни Тьюринга. Постольку поскольку в июне ему в Хэнслоп позвонил по телефону Джон Р. Уомерсли, заведующий математическим отделом в Национальной физической лаборатории.
Уомерсли был новым человеком на новой должности в новой организации. Национальная физическая лаборатория не была новым учреждением; она была основана в захудалом лондонском пригороде, Теддингтоне, в 1900 г. — как британский ответ на финансируемые государством немецкие научные исследования. Место под нее отобрали у парка Буши, большую часть которого и так уже была отведена под Верховный штаб Союзнических экспедиционных сил. Это была самая обширная правительственная лаборатория Соединенного Королевства, стяжавшая себе высокую репутацию в своей традиционной сфере, каковыми являлись национальные системы измерений и технические аспекты физических стандартов. Ее нынешний директор, назначенный в 1938 г., сэр Чарльз Галтон Дарвин, правнук теоретика эволюции и сам именитый кембриджский математик и физик. Свой главный вклад в науку он сделал в области рентгеновской кристаллографии, и, подобно Шалтаю-Болтаю, способному объяснить смысл стихотворения «Бармаглот» из повести-сказки Льюиса Кэррола «Алиса в Зазеркалье», считался «толкователем новой квантовой теории физикам-экспериментаторам». Крупный, внушительный и дистанцированный, сэр Дарвин был в 1941 г. направлен в Вашингтон и провел там год в качестве руководителя миссии, призванной координировать деятельность британских, американских и канадских ученых, а по возвращении в Англию исполнял функции научного консультанта при Военном министерстве.
Математический отдел являлся, однако, новым. На самом деле, он был компьютерным эквивалентом планируемого социального благополучия, продукт доклада Бевериджа, опубликованного еще в 1942 г. под названием «Социальное страхование и смежные услуги» и содержавшего принципы построения государства всеобщего благоденствия в послевоенной Британии. Где-то в марте 1944 г. поступило предложение о независимой Математической станции, и это предложение — прекрасный образчик планирования мира в войну — было направлено в крупный межведомственный комитет, сам являвший собой воплощение кооперации и координации, немыслимой в мирное время. Правительство одобрило принцип продолжения финансирования, как необходимого во время войны, и разрозненные службы, занимавшиеся муторными численными вычислениями для военных целей, решено было объединить под крышей централизованного, рационализированного учреждения. Сэр Чарльз Дарвин убедил комитет основать его, как отдел Национальной физической лаборатории.
Впрочем, телефонный звонок в Хэнслоп был сделан не по распоряжению сэра Дарвина, а по инициативе его подчиненного, Уомерсли, избранного руководителем нового отдела 27 сентября 1944 года. Уомерсли, дородный йоркширец, тогда прикрепленный к министерству снабжения и бывший членом межведомственного комитета, являлся, судя по всему, выдвиженцем Дугласа Рейнера Хартри — «серого кардинала» сэра Дарвина в математической сфере. Еще в 1937 г. Уомерсли в соавторстве с Хартри написал статью об использовании дифференциального анализатора для решения дифференциальных уравнений в частных производных.
Официальная программа исследований для нового отдела в октябре 1944 г. включала «изучение возможностей адаптирования автоматического телефонного оборудования для научных вычислений» и «разработку электронного счетного устройства, пригодного для выполнения быстрых вычислений». Хартри, с его дифференциальным анализатором в Манчестерском университете, уже проявлял интерес к вычислительной технике и прикладывал руку ко многим научным проектам военного времени. В высшие круги, где он вращался, просачивались некоторые детали секретной машины Эйкена и ЭНИАКа. Осведомленность о них отразилась в докладе Уомерсли в декабре 1944 г., в котором, хоть и делался акцент на создании большого дифференциального анализатора, были затронуты вопросы скорости работы электронной техники и выдвинуто предположение о «возможности создания машины для автоматического выполнения некоторых циклов операций». «Команды [такой] машине определялись бы результатами предыдущих операций… эта проблема уже решается в США», — говорилось также в докладе. В пресс-релизе, выпущенном в апреле 1945 г. по случаю официального открытия нового отдела, было упомянуто только об «аналитических машинах, включая дифференциальный анализатор и другие машины, как уже существующих, так и ожидающих изобретения… очевидно, что эта область обладает богатым потенциалом; сложнее предсказать, в каких направлениях пойдет его реализация». Но, похоже, что смотреть надо было на запад. И в феврале 1945 г. Уомерсли отправился для осмотра вычислительных установок на два месяца в Соединенные Штаты, где 12 марта он стал первым не-американцем, которому разрешили доступ к ЭНИАКу и которого проинформировали о проекте ЭДВАК. К 15 мая Уомерсли вернулся в Национальную физическую лабораторию, «пересмотрев свои планы». Американских откровений ему оказалось довольно, чтобы взять паузу на размышление. Впрочем, для Уомерсли эти откровения имели особое значение — ведь он держал в рукаве необычный козырь. До войны, занимаясь на оружейном заводе Вулвиче практическими вычислениями, он узнал о машинах Тьюринга. А что еще более замечательно для обычного математика, его не обескураживал и не пугал заумный язык математической логики. Согласно Уомерсли: