Новые темные века

Наука помогла человеку построить хороший дом со всем необходимым и учит его жить в нем здоровой жизнью. Наука стравливает людей и дает им в руки жестокое оружие. Она может позволить человеку по-настоящему усвоить уроки истории и извлечь мудрость из полученного опыта. Прежде чем люди научатся обращать этот опыт себе во благо, они могут погибнуть в конфликтах. Однако в процессе применения науки для удовлетворения потребностей и желаний человека наверняка наступит особенно неприятный момент, когда процесс прекратится или исчезнет всякая надежда на благоприятный исход(12).

Одним из коллег Буша по Манхэттенскому проекту был ученый Джон фон Нейман, который разделял схожие опасения по поводу огромных объемов информации, производимой наукой и необходимой для научных исследований того времени. Его также увлекала идея предсказывать и даже контролировать погоду. В 1945 году он наткнулся на работу «Краткое изложение предложения о погоде» Владимира Зворыкина, исследователя компании RCA Laboratories. Во время войны фон Нейман выступал консультантом на Манхэттенском проекте, часто посещал секретную лабораторию в Лос-Аламосе в Нью-Мексико и в июле 1945 года стал свидетелем первого взрыва атомной бомбы под кодовым названием «Тринити». Он был главным сторонником имплозивного метода взрыва, примененного в «Тринити» и в сброшенном на Нагасаки «Толстяке», и помог спроектировать взрывные линзы для фокусировки ударной волны.

Зворыкин, как и Вэнивар Буш, осознавал, что возможности нового вычислительного оборудования по сбору и извлечению информации вместе с современными системами электронной связи позволяют одновременно анализировать огромные объемы данных. Но вместо того чтобы сосредоточиться на получении общечеловеческих знаний, он предвидел влияние новых технологий на метеорологию. Объединив отчеты многочисленных метеостанций из разных уголков мира, можно будет построить точную модель погодных условий в любой конкретный момент. Совершенная машина такого типа могла бы не просто отображать метеорологическую информацию, но и предсказывать ее, основываясь на ранее выявленных закономерностях. Следующим логическим шагом, по мысли Зворыкина, было практическое внедрение.

Наша конечная цель – это международное изучение погоды как глобального явления и управление погодой в мире, чтобы, насколько это возможно, минимизировать ущерб от катаклизмов и улучшить климатические условия. Такая международная организация будет способствовать миру во всем мире, объединяя разрозненные интересы для решения общей проблемы и направляя научную энергию на мирные цели. Ожидается, что в конечном итоге долгосрочное благотворное воздействие на мировую экономику может внести вклад в дело мира(13).

В октябре 1945 года фон Нейман написал Зворыкину: «Я полностью с вами согласен». Высказанная Зворыкиным идея соответствовала тому, что фон Нейман узнал из масштабной исследовательской программы Манхэттенского проекта, основанной на сложном моделировании физических процессов для предсказания реальных результатов. Он фактически сформулировал главный принцип вычислительного мышления: «Все стабильные процессы мы будем предсказывать. Все нестабильные – контролировать»(14).

В январе 1947 года фон Нейман и Зворыкин выступили в Нью-Йорке на совместной конференции Американского метеорологического общества и Института авиационных наук. За докладом фон Неймана «Будущее использование высокоскоростных вычислений в метеорологии» последовало «Обсуждение возможности управления погодой» Зворыкина. На следующий день в газете New York Times под заголовком «Погода на заказ» вышла статья о конференции, в которой отмечалось, что «если доктор Зворыкин прав, то изобретатели вычислительных машин – создатели погоды будущего»(15).

В 1947 году изобретателем вычислительных машин по преимуществу был сам фон Нейман, двумя годами ранее запустивший в Принстоне проект «Электронный компьютер». Этот проект должен был основываться на аналоговом компьютере Вэнивара Буша (дифференциальный анализатор Буша, разработанный в Массачусетском технологическом институте в 1930-х годах) и на творении самого фон Неймана – первом универсальном компьютере, электронном числовом интеграторе и вычислителе, или ЭНИАК. Днем создания ЭНИАК считается 15 февраля 1946 года, когда о нем официально объявили в Университете Пенсильвании. Изначально ЭНИАК разрабатывался в военных целях для расчета таблиц артиллерийской стрельбы для Лаборатории баллистических исследований армии США, в первые годы его в основном использовали для расчетов постоянно растущей мощности первого поколения термоядерных атомных бомб.

Позднее фон Нейман, как и Буш, глубоко обеспокоился опасностями ядерной войны и контроля над погодой. В 1955 году в эссе «Можем ли мы пережить технологии?» для журнала Fortune он писал: «Ужасы возможной ядерной войны в настоящее время могут уступить место другим, еще более пугающим. Когда станет возможным глобальный контроль климата, все наши нынешние действия в отношении погоды покажутся ничтожными. Мы не должны обманываться: как только такие возможности станут реальностью, ими тут же воспользуются»(16).

ЭНИАК, созданный при участии фон Неймана, воплотил фантазии Ричардсона о математических вычислениях. В 1948 году ЭНИАК перевезли из Филадельфии в Лабораторию баллистических исследований на Абердинском полигоне в Мэриленде. К этому времени он занимал уже три из четырех стен исследовательской лаборатории и включал в себя примерно 18 000 электронных ламп, 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов и 6000 переключателей. Оборудование разделялось на сорок две панели с диагональю 60 сантиметров и глубиной 90 сантиметров. Панели были уложены друг на друга до высоты в 3 метра. Гигантский компьютер потреблял 140 киловатт энергии и вырабатывал столько тепла, что пришлось устанавливать специальные потолочные вентиляторы. Чтобы его перепрограммировать, требовалось вручную повернуть сотни десятиполюсных переключателей. Операторы перемещались между штабелями оборудования, соединяли кабели и проверяли сотни тысяч спаянных вручную соединений. Работой операторов руководила Клара Дан фон Нейман, жена Джона фон Неймана, которая также написала бо?льшую часть метеорологического кода.

В 1950 году группа метеорологов собралась в Абердине для составления первого автоматизированного суточного прогноза погоды, как и предлагал Ричардсон. Для этого проекта континентальную часть Соединенных Штатов разбили на сетку из пятнадцати строк и восемнадцати столбцов. Программа машинных вычислений включала шестнадцать последовательных операций, каждая из которых была тщательно спланирована и записана на перфокарты. В результате проведенных операций создавалась новая колода перфокарт, которые необходимо было воспроизвести, сопоставить и отсортировать. Метеорологи совместно с программистами работали сменами по восемь часов, и все же для осуществления полного цикла потребовалось почти пять недель непрерывной работы, 100 000 перфокарт IBM и миллион математических операций. Но руководитель эксперимента фон Нейман изучил лабораторные журналы и обнаружил, что фактическое время вычислений составляло всего двадцать четыре часа. «Есть основания надеяться, – писал он, – что мечта Ричардсона о вычислениях, которые будут проводиться быстрее, чем меняется погода, может скоро осуществиться»(17).

Математик Гарри Рид, работавший над ЭНИАК в Абердине, позднее вспоминал о личном опыте проведения таких крупномасштабных вычислений: «ЭНИАК, как это ни странно, был весьма персональным компьютером. Теперь мы считаем персональным компьютер, который можно носить с собой, а ЭНИАК был компьютером, внутри которого вы как бы жили»(18). На самом деле, сегодня мы все живем внутри такого компьютера – огромного вычислительного механизма, охватывающего весь земной шар, а через сеть спутников – даже космическое пространство. Именно эта машина, придуманная Льюисом Ричардсоном и реализованная Джоном фон Нейманом, сегодня так или иначе управляет всеми аспектами нашей жизни. И, пожалуй, самое поразительное в этой вычислительной системе то, что она остается почти незаметной.

Можно с большой точностью определить момент, когда из нашего поля зрения ускользнули милитаризованные вычисления, вместе с верой в обещанные и реализованные ими предвидение и контроль. Для посвященных ЭНИАК был удобочитаемой, понятной машиной. Различным математическим операциям соответствовали электромеханические процессы, и по характерным толчкам и смене перфокарт операторы метеорологического эксперимента могли определить, когда компьютер входит в ту или иную фазу(19). Даже случайный наблюдатель видел, как на стенах лаборатории мигают лампочки, обозначающие различные операции.

Напротив, электронный калькулятор выборочной последовательности IBM (ЭКВП), установленный в Нью-Йорке в 1948 году, не поддавался такому легкому считыванию. Он был назван калькулятором, потому что в 1948 году вычисления по-прежнему в основном осуществлялись людьми, и президент IBM Томас Дж. Уотсон хотел убедить общественность в том, что его продукты их не заменят(20). IBM построила машину в качестве конкурента ЭНИАК, хотя оба были потомками более раннего компьютера фон Неймана «Mark I», задействованного в Манхэттенском проекте. ЭКВП был установлен на виду у публики за стеклянной витриной бывшего магазина женской обуви. (В этом здании, расположенном рядом с офисом IBM на Пятьдесят седьмой восточной улице, в настоящее время находится центральный офис компании – производителя товаров роскоши LVMH.) Беспокоясь о внешнем виде, Уотсон распорядился снести привлекавшие внимание опорные колонны, а когда это не удалось, для рекламных фотографий использовали аэрографию, так что в газетах компьютер выглядел так, как хотел Уотсон(21).

Для зевак, толпившихся у стеклянной витрины, даже несмотря на уродливые колонны, ЭКВП был образцом ультрасовременного стиля. Эстетически он восходил к компьютеру «Mark I», спроектированному Норманом Белом Геддесом, дизайнером знаменитого павильона «Футурама» на Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке. ЭКВП размещался в компьютерном зале, где, чтобы скрыть неприглядные кабели, впервые использовался фальшпол (сегодня так делают во всех центрах обработки данных). Сидя за большим столом, вычислительной машиной управляла главный оператор Элизабет «Бетси» Стюарт из научного отдела IBM