Зодчество… Возвышенное искусство античности. Гармония пространства, порядка и света. Оно зримо преображает мир. Материю вечности камня. Но берёт своё начало в зыбучем песке ментального и эфемерного — во вдохновенном сознании мастера.
Ле Корбюзье, один из выдающихся архитекторов XX века: «Цель строительства — компоновать элементы. Цель зодчества — двигать нас вперёд».
В искусстве архитектуры, насчитывающем не одно тысячелетие, есть свои каноны знания, свои фолианты священных книг:
• Марк Витрувий. Десять книг об архитектуре (13 г. до н. э.).
• Леон Батиста Альберти. Десять книг о зодчестве (1485).
• Андреа Палладио. Четыре книги об архитектуре (1570).
В искусстве компьютерного программирования, пока не насчитывающем и одного века, подобные капитальные труды ещё ждут своего часа и своих авторов. Впрочем, рискну назвать список фундаментальной и нетленной классики:
• Дональд Кнут. Искусство программирования (1968).
• У. Дал, Э. Дейкстра, Ч. Хоар. Структурное программирование (1972).
• Эдсгер Дейкстра. Дисциплина программирования (1976).
• Никлаус Вирт. Алгоритмы и структуры данных (1976).
• Никлаус Вирт. Построение компиляторов (1996).
В области компьютерных наук и информационных технологий (computing) есть свой Пантеон. Своя галерея великих. Своя Нобелевка. Пусть и в американской упаковке (ACM). Если мы взглянем на этот почётный список лауреатов премии Алана Тьюринга (The ACM A.M.Turing Award, 1966-2022), то заметим, что среди 76 фамилий избранных — 83% представляют Северную Америку (63 человека), 16% — Европу (12 человек) и 1% — Азию (единственный представитель).
Выделим создателей языков программирования (в хронологическом порядке присвоения премии Тьюринга) — Эдсгер Дейкстра (1972, Algol-60), Кеннет Айверсон (1979, APL), Деннис Ритчи (1983, C), Никлаус Вирт (1984, Euler, Algol-W, Pascal, Modula-2, Oberon), Батлер Лэмпсон (1992, Mesa, Cedar), Оле-Йохан Дал (2001, Simula и Simula-67), Кристен Нюгард (2001, Simula и Simula-67), Алан Кей (2003, Smalltalk), Петер Наур (2005, Algol-60), Барбара Лисков (2008, CLU).
Здесь уже пропорции между представителями Америки (5) и Европы (5) соблюдены.
Смирение европейской науки и диктатура американского бизнеса
Если говорить начистоту, Америка в компьютерной сфере давно уже подмяла науку под бизнес. Причём хоронила её методично. Свидетельства этого можно найти в архиве работ Эдсгера Дейкстры. Остроумного и беспощадного в своей иронии критика: Карла Маркса и Марка Твена компьютерного программирования в одном лице.
Он неоднократно подчёркивал принципиальные различия между европейской вычислительной наукой (computing science) и американской компьютерной наукой (computer science), между информатикой (informatics) и компьютингом (computing). Жёстко противопоставлял разные культурные традиции Европы и Америки: науку — бизнесу, математику — машинам, мысль — наживе: «Вычислительная наука имеет не большее отношение к компьютерам, чем астрономия — к телескопам».
Дейкстра был до глубины души поражён соглашательской позицией научной интеллигенции: «Многие правительства заставляли свои университеты сотрудничать с промышленностью… В результате даже гениальный исследовательский потенциал должен был направляться на нечто недолговечное, мелкое или глупое». Ему претила рабская зависимость высшего образования от пропитанного жаждой наживы бизнеса: «Чтобы университет был лидером, он должен предлагать то, в чём общество нуждается, а не то, что оно запрашивает». Дейкстра был против того, чтобы приспосабливать программирование к неграмотности и посредственности. По его мнению, это не только унижает достоинство профессии, но и вредит делу.
Близким другом и соратником Эдсгера Дейкстры в беспощадной борьбе с диктатурой сложности и наживы был Никлаус Вирт. Оба приезжали в нашу страну: Дейкстра — в 1976 г. (Москва, Ленинград, Киев, Новосибирск), а Вирт — в 1990, 1996 и 2005 гг.
Причём Большое турне Вирта в 2005 г., организованное по просьбе его ближайшего сподвижника проф. Юрга Гуткнехта (ETH Zurich) и приуроченное к 250-летию МГУ им. М. В. Ломоносова, а также юбилеям языков Вирта (Pascal, Modula-2, Oberon), по своей географии стало рекордным (Москва, С.-Петербург, Нижний Новгород, Екатеринбург, Новосибирск, Томск). Основную координацию осуществляли Р. П. Богатырёв («Мир ПК») и Ф. В. Ткачёв (Институт ядерных исследований РАН). Существенную помощь в реализации этого масштабного проекта оказали проф. А. А. Шалыто (С.-Петербург, ИТМО), проф. В. А. Сухомлин (Москва, МГУ), проф. В. П. Гергель (Нижний Новгород, ННГУ), Е. А. Зуев (ETH Zurich), Э. М. Пройдаков (PC Week/RE), А. Е. Недоря и В. Э. Филиппов (Новосибирск, Институт систем информатики им. А. П. Ершова РАН). По итогам Большого турне Никлауса Вирта и был образован Европейский центр программирования им. Леонарда Эйлера.
В Советском Союзе были сильны приоритеты и традиции европейской школы программирования. Три её ярких представителя — Эдсгер Дейкстра (Нидерланды), Энтони Хоар (Великобритания) и Никлаус Вирт (Швейцария) — составляли ключевой триумвират. На них равнялись. Их изучали. Глубоко.
Неудивительно, что в наших университетах и научных центрах акцент делался на сам фундамент зодчества программирования — на трансляторы и языки. Именно эта наукоёмкая сфера была центральной в работах Никлауса Вирта.
Вернёмся к мудрым суждениям французского архитектора Ле Корбюзье: «Необходимо понимать историю. Ведь тот, кто её понимает, знает, как найти связь между тем, что было, тем, что есть, и тем, что будет».
—
Небольшой исторический экскурс. Лирическое отступление. Возвращение к первоистокам приоритета научной мысли.
В середине XX века центрами зарождения компьютерной жизни были ведущие страны: США, Советский Союз, Великобритания, Германия. Затем уже от работ в этих сверхдержавах пошли волны влияния по всему миру.
Не секрет, что Советский Союз славился не только балетом, хоккеем, фигурным катанием и шахматами, но и своими достижениями в науке и передовых технологиях: авиация, космонавтика, атомная энергетика, военная сфера. Качество инженерной подготовки кадров опиралось на сильные традиции и на мобилизационную экономику 1930–1960 годов. У нас готовились не просто инженерные кадры. Готовились инженеры-математики. Именно русская и советская математическая школа вкупе с колоссальными прорывами в области физики и химии обеспечивали тогда интеллектуальное мировое лидерство Советского Союза. Его индустриальную и военную мощь. Вершинами научных и технологических достижений стали атомный проект (академик И. В. Курчатов) и космический проект (академик С. П. Королёв). Не последнюю роль сыграл так и не оформившийся окончательно кибернетический проект (академик В. М. Глушков).
Если вести отсчёт от Петра I и от основанной им в Москве школы «математических и навигацких, то есть мореходно хитростно искусств учения» (Школа Пушкарского приказа, 1701), следует признать, что математика в России зарождалась не ради голых абстракций, не для составления кадастра землевладений, а ради ключевых задач военного искусства. Необходимых для выживания страны.
Полагаю, в наши дни уже излишне объяснять, что такое программирование. Под этим понятием чаще подразумевается компьютерное программирование (computer programming). Хотя в незапамятные времена гораздо больший акцент делался на то, что теперь называют математическим программированием (mathematical programming). Это отражает и трансформацию приоритетов: сначала говорили о математическом обеспечении компьютеров (ЭВМ), потом — исключительно о программном обеспечении.
Первичным в те годы было железо, компьютеры. Ибо единично, дорого и недоступно. Вторичным — расчётные и управляющие программы (софт). Сначала приоритет отдавался науке, учёным (европейская школа). Затем — бизнесу, инженерам (американская школа). Примерно до 1965 г. в Штатах сами компьютеры физически специализировались под обе ветви: наука (военные расчёты) и экономика (банки и корпорации).
Что было главным катализатором развития на заре компьютерной техники в середине прошлого века? Правильно: военная сфера. Причём горячая, а не холодная. В самом разгаре.
Вспомним первый американский универсальный компьютер ENIAC (1943-1945). Для чего он создавался? Расчёты задач баллистики. Кто заказывал и финансировал? Лаборатория баллистических исследований армии США (BRL, The Ballistic Research Laboratory; U.S. Army). Кто решал поставленную задачу? Пенсильванский университет (Джон Эккерт, Джон Мокли).
Лаборатория баллистических исследований… Весьма нерядовая организация. В её Научный консультативный совет входили выдающиеся учёные и инженеры:
- Альберт Халл (физик, президент Американского физического общества, отец магнетрона);
- Бернард Льюис (химик, один из основателей Института горения, The Combustion Institute);
- Хью Драйден (руководитель разработки первой самонаводящейся планирующей бомбы ASM-N-2 Bat; после войны — директор по авиационным исследованиям NАСA, предшественницы NASA);
- Генри Рассел (астрофизик, директор астрономической обсерватории Принстонского университета, автор одной из первых теорий эволюции звёзд);
- Исидор Раби (физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1944 г. за резонансный метод измерений магнитных свойств атомных ядер, зам. директора Лаборатории излучений в MIT; после войны — один из основателей швейцарского Центра ядерных исследований CERN);
- Гарольд Юри (физик и химик, лауреат Нобелевской премии по химии 1934 г. за исследование изотопов и открытие дейтерия, один из лидеров Манхэттенского проекта по разработке ядерного оружия в США, курировал секретные работы по обогащению урана);
- Джон фон Нейман (математик, участник Манхэттенского проекта, автор одной из первых архитектур компьютеров, один из разработчиков математического аппарата квантовой механики, создатель теории игр и клеточных автоматов).
На ENIAC Джон фон Нейман работал над расчётами сжатия плутониевого заряда до критической массы, а также над расчётами по проблеме создания термоядерной бомбы.
Вслед за ENIAC в США почти сразу же появился EDVAC. Всё та же Лаборатория баллистических исследований. Всё тот же Джон фон Нейман.
Разумеется, помимо поставленных американцами на пьедестал компьютерного пантеона ENIAC и EDVAC были и чисто экспериментальные разработки первых компьютеров. Реального вклада в военную сферу они не внесли. Но разработки были. Среди них Z3 (1941) немецкого инженера Конрада Цузе, автора и первого языка программирования высокого уровня (Планкалкюль, 1948). В этом ряду пионеров компьютеростроения стоит упомянуть также Джона Атанасова и Клиффорда Берри (Atanasoff-Berry Computer, ABC, 1942).
Были и варианты узкоспециализированных военных компьютеров. Среди них, пожалуй, самой теперь известной является английская «Бомба Тьюринга» (Turing Bombe математика Алана Тьюринга). Первое устройство для вскрытия военных шифров (немецкой криптомашины «Энигма»). В Великобритании в годы Второй мировой войны большую роль сыграл секретный проект Ultra (вскрытие шифров Lorenz SZ 40/42, Hagelin, Purple, JN-25). Помимо этого немалый вклад в решении всё тех же криптографических задач внёс английский дешифровальный компьютер Colossus (1943) Томми Флауэрса и Макса Ньюмана.
В Советском Союзе первые специализированные аналоговые компьютеры появились в предвоенные и военные годы. В частности, стоит упомянуть одномерный гидравлический интегратор ИГ-1 Владимира Сергеевича Лукьянова (1936, дифференциальные уравнения в частных производных) и разработку Сергея Алексеевича Лебедева (1945, обыкновенные дифференциальные уравнения). Всё та же военная тематика. А первым в континентальной Европе универсальным цифровым компьютером стал МЭСМ (Малая электронная счётная машина, 1948-1950) академика С. А. Лебедева, директора Института точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) Академии наук СССР.
В отношении неутихающих споров вокруг первенства между МЭСМ (С. А. Лебедева) и М-1 (И. С. Брука). Формальный повод — разница в 10 дней между актами приёмки.
Первая программа С. Г. Крейна и С. А. Авраменко, решающая задачу баллистики, успешно была реализована на МЭСМ осенью 1951 г. Через год после начала работ по комплексной отладке МЭСМ. Об этом свидетельствуют воспоминания Л. Н. Дашевского и Е. А. Шкабара («Как это начиналось», 1981). Лев Наумович Дашевский в ту пору занимал пост заместителя заведующего лабораторией, возглавляемой С. А. Лебедевым. В декабре 1951 г. комплексная отладка МЭСМ (работы над которой были инициированы в конце 1947 г.) была завершена и начались испытания на задачах, которые готовили сотрудники Института математики Академии наук УССР.
В конце 1951 г. из Москвы приехала комиссия АН СССР. Именно она и осуществляла приёмку. Возглавлял комиссию академик М. В. Келдыш (в 1961 г. он станет президентом АН СССР). В её состав входили выдающие советские математики — академики АН СССР С. Л. Соболев и М. А. Лаврентьев. Решение комиссии: принять МЭСМ с 25 декабря 1951 г. в эксплуатацию.
Что касается М-1, т. е. чисто исследовательской работы в Энергетическом институте АН СССР, который занимался созданием и развитием Единой энергетической системы СССР и который возглавлял академик и вице-президент АН СССР Г. М. Кржижановский, то 15 декабря 1951 г. сподвижник Ленина действительно утвердил отчёт по работе «Автоматическая цифровая вычислительная машина». Никакой приёмки и внешней комиссии, тем более от АН СССР, не было. Сами задумали, сами сделали, сами приняли.