Оболганный гений

Стоит упомянуть также могикана м-ра Маярдета, успешно отвечавшего на вопросы публики. Тексты вопросов хранились в одинаковых медальонах, которые по желанию зрителей закладывались в автомат. Получив очередной вопрос, могикан погружался в раздумье, заглядывал в книгу и наконец дотрагивался жезлом до двустворчатой дверцы, Последняя тут же распахивалась, что давало возможность прочесть правильный ответ.

Еще более примечательна утка из Вокансона, которая внешне была абсолютной копией живой утки, да кроме того крякала, махала крыльями, пила воду и даже… проглатывала зерно.

Но если упомянутые автоматы верх совершенства, – пишет Эдгар По, – то что же тогда являет собой вычислительная машина м-ра Бэббиджа? Машина из дерева и металла, которая не только составляет астрономические и навигационные таблицы по любым исходным данным, но и, благодаря способности исправлять собственные ошибки, выполняет вычислительные операции вполне достоверно. Больше того, она даже печатает полученные результаты без малейшего вмешательства человека. Нельзя ли в связи с этим сказать, что описанная машина превосходит шахматный автомат Мельцеля по всем статьям? Ничуть не бывало – она во всех отношениях стоит ниже его, но, разумеется, лишь при условии (об этом нужно все время помнить), что шахматный автомат есть чистая машина, выполняющая операции без малейшего вмешательства человека.

Следует, отметить, что здесь Эдгар По несколько лукавит. Никогда ни Мельцель, ни Кемпелен не скрывали, что они участвуют в работе автомата.

Читатели, возможно, не все знают, что собой представляла Разностная машина Чарльза Бэббиджа. Разностная машина Чарльза Бэббиджа была одним из ранних прототипов механического компьютера, разработанных в 19 веке.

Разностная машина Чарльза Бэббиджа.

Чарльз Бэббидж, британский математик и инженер, представил концепцию разностной машины в 1822 году.

Чарльз Бэббидж

Она была задумана для автоматизации вычислений и выполнения сложных математических операций, которые ранее выполнялись вручную. В 1823 году правительство Великобритании предоставило ему субсидию в размере 1500 фунтов стерлингов (общая сумма правительственных субсидий, полученных Бэббиджем на реализацию проекта, составила в конечном счёте 17 000 фунтов стерлингов).

В ходе работы у Бэббиджа возникла идея создания универсальной вычислительной машины, которую он назвал аналитической, и которая стала прообразом современного цифрового компьютера. В единую логическую схему Бэббидж увязал арифметическое устройство (названное им «мельницей»), регистры памяти, объединённые в единое целое («склад»), и устройство ввода-вывода, реализованное с помощью перфокарт трёх типов. Перфокарты операций переключали машину между режимами сложения, вычитания, деления и умножения. Перфокарты переменных управляли передачей данных из памяти в арифметическое устройство и обратно. Числовые перфокарты могли быть использованы как для ввода данных в машину, так и для сохранения результатов вычислений, если памяти было недостаточно.

Основной идеей разностной машины было использование перфокарт (также называемых аналитическими картами) для программирования операций. Машина использовала механические элементы, включая зубчатые колеса и рычаги, чтобы выполнять арифметические операции и сохранять промежуточные результаты. Она могла складывать, вычитать, умножать и делить числа.

Безусловно жаль, что разработка разностной машины была приостановлена из-за финансовых и технических трудностей, и она не была завершена во времена Чарльза Бэббиджа. Однако этот проект лег в основу развития будущих интеллектуальных автоматов и явился предшественником концепции универсальной аналитической машины (Analytical Engine), которая считается предшественницей современных компьютеров. Считается, что основные идеи для создания своего проекта Бэббидж почерпнул из работ Гаспара де Прони, занимавшего должность руководителя бюро переписи при французском правительстве с 1790 по 1800 год.

Здесь следует упомянуть еще одну крайне яркую фигуру, связанную с машиной Бэббиджа. Это Ада Лавлейс (родилась как Августа Ада Кинг, графиня Лавлейс; 1815–1852).

Она была английским математиком и писательницей, которая получила широкое признание благодаря своей работе над аналитической машиной Чарльза Бэббиджа. Ада была дочерью знаменитого поэта Лорда Байрона и Анны Изабеллы Милбэнк. Однако Байрон покинул семью, когда Ада была ещё младенцем, и они больше не встречались. Лавлейс получила математическое образованние, что было необычно для женщин её времени. Это было частично из-за страхов её матери, что Ада может унаследовать "поэтическое безумие" отца, поэтому она была направлена к наукам.

Ада встретилась с Чарльзом Бэббиджем в возрасте 17 лет и была поражена его разностной машиной. Позже она работала над его аналитической машиной, создавая подробные заметки о его машине. Но, главное, она составила первую в мире программу для этой машины и считается первым программистом в истории.

Ее часто называют первым компьютерным программистом из-за своих аннотаций к описанию этой машины, в которых содержались алгоритмы, предназначенные для обработки на аналитической машине.

Хотя машина Бэббиджа не была построена, аннотации Лавлейс к описанию машины включали в себя то, что считается первой компьютерной программой. Ада Лавлейс ушла из жизни в 1852 году от рака матки в возрасте 36 лет.

Ада Лавлейс оставила неизгладимый след в истории компьютерных наук, и её наследие продолжает вдохновлять и по сей день.

*.*

Но вернёмся к рассуждениям Эдгара По, который пишет, что арифметические и алгебраические действия по самой своей природе неизменные и определённые. Конкретные исходные данные с необходимостью приводят только к строго однозначным результатам. Иными словами, – пишет он, – конечные результаты в данном случае не зависят исключительно от исходных данных. Поэтому вся задача сводится по существу к правильному и строго последовательному выполнению операций. Но ведь это именно тот случай, когда, разработав без особого труда программу автомата и приведя его в действие, мы должны получить строгую и регулярную последовательность операций, неизбежно приводящую к заданной цели уже в силу того, что указанные операции, как бы сложны они не были, строго ограничены и предопределены [9].

Совсем иная ситуация в шахматном автомате, где уже нет строгой последовательности шагов, – рассуждает Эдгар По.

Ни один ход в шахматах не требует однозначно выполнения другого хода. По расположению фигур в данный момент игры мы не в состоянии предсказать их позицию на следующей стадии партии. Достаточно сопоставить первый ход в шахматной партии с исходными алгебраическими данными, и разница между этими вещами сразу станет очевидной. В алгебре второй шаг, по существу, уже задан первым. Ведь он определен исходными данными и поэтому должен быть таким и никаким иным. В шахматах же второй ход не вытекает с необходимостью из первого, – пишет По. В алгебре по мере последовательного продвижения к конечному результату строгая определенность операций незыблема. Второй шаг вытекает из первого, третий из второго…, и так до конца.

В шахматной партии любой последующий ход обычно неопределен. Даже серия ходов не дает, как правило, однозначного результата. Здесь чуть ли не каждый зритель предлагает свой ход. В итоге все определяется решениями самих игроков. Поэтому, даже допустив невозможное, что действия шахматного автомата определяются им самим, следует тут же принять, что эти его действия должны с необходимостью прерываться и нарушаться в соответствии с непредсказуемой волей его соперника. Очевидно, что нет никакой аналогии между линиями поведения шахматного автомата и вычислительной машиной мистера Бэббиджа. И признав шахматный автомат машиной, мы должны одновременно признать, что это действительно самое удивительное изобретение человека [9].

Первый создатель шахматного автомата барон Кемпелен без колебаний объявил его «весьма простым устройством – пустячком, чудесные свойства которого целиком объясняются смелостью основной идеи и удачным выбором методов создания иллюзии». Не следует, однако, придавать этому высказыванию особое значение. Для нас совершенно очевидно, что действия автомата регулируются разумом и ничем иным. Единственный неясный вопрос связан со способом реализации человеческого посредничества, – замечает По.

Эдгара По дает описание автомата и отмечает, что правая рука автомата должна лежать вдоль сундука так, что шахматная доска оказывается под нею. Подушечка вовсе отсутствует, когда (автоматический) игрок держит трубку.

В назначенный час, – пишет он, – поднимался занавес или раскрывались двустворчатые двери и машина выкатывалась на авансцену так, что до ближайшего зрителя оставалось около двенадцати футов. Между зрителями и машиной натягивалась веревка. Игрок являл собой куклу, одетую турком, сидящую со скрещенными ногами перед большим сундуком (по-видимому, из кленового дерева), который служил столом.

Демонстратор мог по просьбе зрителей установить машину в любой точке комнаты (или менять ее положение во время игры). Днище сундука было значительно приподнято над полом с помощью колесиков или медных роликов, на которых он двигался. Таким образом, пространство под автоматом отчетливо просматривалось зрителями. Кресло, на котором размещался шахматист, непосредственно примыкало к сундуку. Шахматная доска лежала на сундуке и также была прикреплена к нему. Правая рука шахматиста была вытянута вперед во всю длину под прямым углом к туловищу и свободно лежала в стороне от доски, ладонью книзу. Доска представляла квадрат со стороной восемнадцать дюймов. Левая согнутая в локте рука игрока сжимала трубку. Спину и плечи турка скрывала зеленая драпировка. Судя по передней стенке, сундук имел пять отделений – три шкафчика одинакового размера и два ящика, расположенных ниже. Все это можно было заметить уже в самом начале демонстрации.

Затем Мельцель сообщал публике о своем желании показать механизм машины – рассказывает Эдраг По. [9]. Достав из кармана связку ключей, он отпирал отделение под номером один и, распахнув полностью дверцу, представлял его на всеобщее обозрение. Было видно, что все пространство внутри плотно забито колесами, шестернями, рычагами и другими устройствами. Оставив дверцу полностью открытой, он заходил сзади, поднимал драпировку и открывал заднюю дверцу, расположенную точно напротив первой. Держа зажженную свечу и двигая машину, демонстратор освещал весь отсек. Теперь уже окончательно было видно, что все оно забито деталями и узлами. Когда зрители вполне удовлетворялись осмотром, Мельцель запирал заднюю дверцу, вынимал ключ, опускал драпировку и снова выходил на авансцену. Оставив переднюю дверцу распахнутой, демонстратор открывал теперь нижний ящик. Оказывалось, что ящик всего один, а две ручки и две замочные скважины служили лишь украшением. При полностью открытом ящике были видны подушечка и набор шахматных фигур, закрепленных в каркасе, позволявшем им держаться вертикально. Оставив ящик, как и дверцу № 1, открытыми, Мельцель распахивал теперь дверцы № 2 и 3, которые оказывались створками общей двери основного помещения сундука. В правой от зрителя части этого помещения было видно небольшое отделение шириной в шесть дюймов, заполненное механизмами. Само отделение было обито темной материей и не содержало никаких устройств за исключением двух стальных пластин квадратной формы, расположенных в его дальних углах.

Имелся еще небольшой выступ размером около восьми дюймов, также покрытый темной тканью и расположенный на полу помещения в дальнем левом от зрителя углу. Оставив обе створки открытыми, равно как ящик и дверцу N3, демонстратор заходил сзади и открывал еще заднюю дверь основного отделения, которое становилось полностью видимым благодаря свече. Сделав таким образом доступным для обозрения весь сундук, Мельцель, по-прежнему держа все указанные дверцы и ящик открытыми, разворачивал автомат и, подняв покрывало, показывал спину «турка». Раскрывалась настежь дверца размером около десяти дюймов в поясной части и еще меньших размеров у левого бедра «турка». Внутренняя часть туловища, насколько можно было судить с помощью этих отверстий, была заполнена механизмами. В итоге каждый зритель мог быть полностью удовлетворен как осмотром в целом, так и обзором каждого отдельного помещения автомата. Мысль о том, что кто-то спрятан внутри, после такого тщательного осмотра немедленно отбрасывалась, как нелепая в самой своей основе, – говорит По [9].

М-р Мельцель откатывал машину назад в исходную позицию и объявлял публике, что автомат сыграет партию в шахматы с любым желающим. Когда вызов принимался, противнику машины представлялся столик прямо у веревки, но со стороны зрителей, расположенный так, чтобы не мешать публике следить за автоматом. Из ящика столика извлекались шахматные фигуры, которые обычно (но не всегда) расставлял на доске сам Мельцель. Шахматная доска представляла собой серию квадратов, нарисованных прямо на столике. Как только соперник автомата занимал свое место, демонстратор доставал из выдвижного ящика подушечку, которую (забрав у «турка» трубку) подкладывал под левую руку «турка» в качестве опоры. Достав из того же ящика шахматы, Мельцель расставлял их на доске (автомата). После этого он закрывал и запирал на ключ все двери, оставляя связку ключей в дверце № 1, задвигал ящик и, наконец, заводил машину ключом, вставляя его в замочную скважину в левой от зрителя части сундука.

Игра начиналась, причем первый ход делал автомат. Время поединка обычно ограничивалось получасом, однако если партия к этому времени не заканчивалась, а соперник автомата все еще был настроен оптимистично, м-р Мельцель редко возражал против продолжения игры. Очевидной и, без сомнения, истинной причиной ограничения времени было желание не утомлять публику.

Стоило живому игроку сделать ход, как Мельцель тут же повторял его на доске автомата. Обратная операция повторялась после хода «турка». Но теперь демонстратор выступал уже как бы от имени автомата. При таком способе игры Мельцелю необходимо было то и дело перемещаться от одного столика к другому. Нередко он заходил за спину автомата, чтобы положить взятую при игре фигуру в специальную коробку. Когда автомат проявлял нерешительность при выборе хода, демонстратор время от времени приближался почти вплотную к его правой стороне и небрежно клал руку на сундук. При этом он как-то странно шаркал ногами, рассчитывая, по-видимому, вызвать подозрения в тайном сговоре с машиной. Словом, если эти странности не были неким, возможно даже бессознательным, манерничаньем, то они имели цель возбудить у зрителей ложную мысль о том, что автомат – чистая машина, – рассуждал Эдгар По.

Далее он подчеркивал, что «Турок» играл левой рукой, движения которой в плечевом суставе осуществлялись под прямым углом. В результате рука, одетая в перчатку и согнутая естественным образом, оказывалась прямо над ходящей фигурой и опускалась прямо на нее. При этом в большинстве случаев пальцы без труда зажимали фигуру. Изредка, когда фигура находилась не точно на своем месте, автомату не удавалось захватить ее. В этом случав вторая попытка не делалась. Рука просто продолжала свое движение в заранее намеченном направлении. Достигнув нужной клетки (соответствующей делаемому ходу), рука возвращалась на подушку, а указанный автоматом ход делал сам Мельцель. При каждом движении фигуры был слышен шум работающей машины. Во время игры «турок» периодически вращал глазами, как бы рассматривая доску, двигал головой и, когда это было необходимо, произносил слово «шах». Если (его) соперник ходил не по правилам, он энергично стучал по доске пальцами правой руки, сильно тряс головой и возвращал фигуру в правильную позицию, делая, таким образом, ход за противника. Выиграв партию, «турок» победоносно мотал головой, самодовольно оглядывал публику и отводил руку назад больше, чем обычно, как бы позволяя пальцам отдохнуть на подушке. Обычно автомат выигрывал, однако один или два раза он был побежден. После окончания игры Мельцель по желанию публики вновь показывал механизм уже описанным выше способом. Затем машина откатывалась назад и занавес скрывал ее от зрителей [9].

Попытки раскрыть тайну автомата делались неоднократно. Общее мнение, которое, впрочем, не разделялось людьми более или менее компетентными, сводилось, как уже говорилось, к тому, что это машина и только машина. Многие, однако, утверждали, что движениями игрока управлял сам демонстратор, действуя при этом через ножки сундука. Другие же серьезно говорили о магните. К первому из этих суждений мы пока не добавим ничего кроме того, что уже было сказано, – подчеркивает он. По поводу второго мнения необходимо лишь повторить, что машина выкатывалась на роликах и по требованию зрителей могла двигаться по всей комнате даже во время игры. Предположение о магните также несостоятельно. Ведь в этом случае любой другой магнит в кармане зрителя испортил бы все дело. А демонстратор разрешал даже оставлять большой кусок магнетита прямо на сундуке в течение всего представления.

Первая, по крайней мере из известных нам, письменная попытка объяснить секрет автомата была сделана в большом памфлете, напечатанном в Париже в 1785 г. Гипотеза автора состояла в том, – отмечает По, – что машину приводил в действие карлик. Предполагалось, что он прятался при открывании сундука, протягивал ноги в два полых цилиндра, которые должны были быть (фактически их не было) в отделении № 1, в то время как туловище находилось за пределами сундука и прикрывалось драпировкой «турка». Когда дверцы сундука были закрыты, карлик мог втиснуть тело внутрь его – шум, производимый машиной, позволял сделать это незаметно – и закрыть за собой дверцу. Вся гипотеза была настолько абсурдной, что не требовала комментариев или опровержения и в связи с этим почти не привлекла внимания. К таким выводам приходЭдгар По.

В 1789 г. в Дрездене была опубликована книга Фрейера, содержащая новую попытку раскрыть тайну. Книга была обильно иллюстрирована цветными гравюрами. Предположение автора состояло в том, что «хорошо обученный мальчик, довольно тонкий и высокий для своего возраста (настолько, что он может быть спрятан в ящике почти вплотную с шахматной доской) ведет игру и выполняет все маневры автомата». Эта идея, даже более вздорная, чем у парижского автора, была принята уже лучше и в какой-то мере считалась истинным объяснением чуда, пока изобретатель не положил конец спорам, разрешив тщательный осмотр верхней части сундука.

За этими вычурными попытками объяснения последовали другие столь же эксцентричные. И лишь в последние годы анонимный автор, используя рассуждения далеко не последовательные и двигаясь в основном ощупью, натолкнулся наконец на приемлемое решение, хотя, по нашем мнению, и не совсем верное[9]. Его эссе с иллюстрациями было опубликовано вначале в Балтиморском еженедельнике под названием «Попытка анализа поведения автоматического шахматиста м-ра Мельцеля». Это эссе, как мы думаем, – говорит По,– и было оригиналом памфлета, на который ссылается сэр Дэвид Брюстер в своих «Записках по натуральной магии», где он без колебаний объявляет о полностью приемлемом объяснении работы автомата. И действительно, результаты этого анализа в основном верны. Однако мы склонны рассматривать, – пишет Эдгар По, приведённую выше оценку Брюстера, как основанную на весьма поверхностном и невнимательном знакомстве с подлинником. По краткому изложению эссе в «Записках» совершенно невозможно прийти к какому-либо приемлемому решению из-за нагромождения несоответствий между самим эссе и его истолкованием. Та же непоследовательность имеется, как мы уже говорили, и в самой «Попытке». Решение состоит из серии подробных объяснений с иллюстрациями, в которых рассматривается возможность такой конструкции сундука, которая позволяет человеку, скрытому внутри, перемещаться во время показа механизма из одной части сундука в другую, обманывая таким образом бдительность публики [9].

Нет никакого сомнения, что принцип или, скорее, конечный результат этого объяснения верен. Кто-то действительно спрятан в сундуке в течение всего времени показа его содержимого. Мы возражаем, однако, против детального описания конструкции сундука, позволяющей человеку скрываться в нем. Мы не согласны также ни с исходными предпосылками анонимного автора, ни с основанной на них версией. Вывод, к которому пришел автор, по нашему мнению, логически ничем не подкреплен. Очевидно, что как бы не осуществлялись манипуляции внутри сундука, каждый этап их должен быть скрыт от наблюдателя. Доказательства, что определенные перемещения так или иначе возможны, еще не означают, что они действительно имеют место. В принципе может существовать бесконечное число других вариантов, приводящих к таким же результатам. Суть состоит в том, что главный пункт объяснения – смещения деталей внутри сундука – совершенно ниоткуда не следует. С другой стороны, излишне доказывать очевидное, а именно, что гений барона Кемпелена может изобрести необходимые средства для запирания дверцы изнутри или, скажем, для сдвига внутренней стенки человеком, находящимся рядом; причем, проделывать все это абсолютно скрытно от зрителей [9].

Дав обзор устройства шахматного автомата Эдгар По и обзор работ, в которых были сделаны попытки раскрытия его тайны, Эдгар По сам пытается разобраться в этом вопросе.

Пытаясь объяснить работу автомата, он прежде всего старается показать, как осуществляются его действия фактически, а после этого описывает, по возможности кратко, наблюдения, на основе которых он приходит к своим выводам.

Для правильного понимания сути дела, – пишет он – , напомним процедуру показа внутреннего устройства сундука, которая, подчеркиваем, никогда не нарушалась. Оставив открытой дверцу № 1, демонстратор заходит сзади и отпирает противоположную дверцу, держа зажженную свечу. Затем он запирает заднюю дверь на ключ, выходит вперед и полностью выдвигает ящик. Сделав это, он распахивает створки основного отделения. Держа его открытым вместе с ящиком и дверцей № 1, он снова заходит за сундук и распахивает заднюю дверь основного отделения. При закрывании сундука определенного порядка не было, за исключением того, что створчатая дверь всегда закрывалась перед ящиком.

Предположим теперь, – отмечает Эдгар По -, что в самом начале сеанса, когда машину выкатывают к зрителям, человек уже спрятан в ней. Туловище его расположено за передней частью механизмов отсека № 1 (задняя часть этих механизмов может, в случае необходимости, целиком сдвигаться из основного отделения в отсек № 1), а ноги протянуты во всю длину в основном отделении. Когда Мельцель открывает дверь № 1, нет никакого риска, что человека увидят, так как самый острый глаз не в состоянии проникнуть в темноту на глубину более двух дюймов. Однако при открывании задней дверцы ситуация меняется. При ярком свете свечи человека легко заметить, если он действительно в отсеке. Но его уже там нет. Услышав, что в заднюю дверь вставляют ключ, человек в сундуке бросает тело вперед, сгибаясь насколько возможно и перемещая таким образом корпус в основной отсек. Но долго в такой неудобной позе не просидишь. И, соответственно, мы видим, что Мельцель вскоре закрывает заднюю дверцу. Это позволяет человеку вернуться в исходное положение, ведь помещение № 1 уже снова затемнено. Затем выдвигается ящик, и ноги спрятанного человека опускаются в освободившееся пространство. Следовательно, в основном помещении человека теперь нет – его тело скрыто за механизмами в отсеке № 1, а ноги – в пространстве, освобожденном ящиком. Поэтому демонстратор спокойно может показывать основное помещение. Он это и делает, открывая переднюю и заднюю дверцы, и все видят, что отсек пуст. В итоге зрители убеждены, что полость сундука показана целиком, больше того – все части ее демонстрировались им одновременно. На самом же деле это не так. Они не видели ни пространство за ящиком, ни заднюю часть отсека N° 1, которая фактически исчезает из виду, как только закрывается задняя дверь этого отсека.

Далее Мельцель, перекатывая машину, поднимает покрывало у «турка», открывает дверцы в его спине и бедрах, показывает, что туловище его заполнено механизмами и, возвращая машину в исходное положение, запирает дверцы. Теперь спрятанный человек внутри получает свободу движений. Он протискивается в туловище «турка» настолько, чтобы видеть шахматную доску. Вполне возможно, что он садится на небольшой квадратный выступ, который был заметен в углу главного отсека. В этом положении он видит шахматную доску через грудь «турка», покрытую прозрачной тканью. Держа правую руку перед грудью, он приводит в действие небольшой механизм управления левой рукой и пальцами фигуры. Этот механизм находится как раз под левым плечом «турка» и, следовательно, легко доступен правой руке сидящего внутри, если она прижата и перекрещивает его грудь. Движение головы, глаз и правой руки автоматического игрока, так же так и слово «шах», (воспроизводятся другим механизмом, который также управляется спрятанным внутри оператором. Этот механизм, а по сути вся механическая часть автомата, находится, по-видимому, в малом отсеке (около шести дюймов ширины), расположенном в правой от зрителей части основного отделения.