Джон Хортон Конвей (John Horton Conway), член Королевского общества родом из Принстона известен многими вещами, но возможно, больше всего своим любопытством и любовью ко всевозможным играм, которую он пронес через всю жизнь.

Он прославился так называемыми группами Конвея в области математической симметрии, теорией узлов, своими сюрреальными числами, десятками других трудов и изобретением знаменитой игры “Жизнь”.

Во время исследований. Игра "Жизнь". 1974 год
Во время исследований. Игра "Жизнь". 1974 год

Игру «Жизнь» Конвей изобрел примерно в 1970 году, но она была не первым его “набегом” в область компьютерных наук. Во время своей студенческой карьеры в Кембридже он увлекался с тем, что можно было бы назвать кустарной компьютерщиной. Конвей и его друг Майк Гай (Mike Guy) спроектировали компьютеры, один из которых использовал нитку для вышивания, а другой шарики. Затем Конвей представил свой водяной компьютер. 

В октябре 1957 года Конвей и несколько его приятелей прошли по мощеной Тринити-стрит в Кембридже и развесили плакаты с объявлением:

WINNIE is coming! (Винни идет!)

Плакаты висели вдоль Кингс-Парад, Трампингтон-стрит, забора вокруг Большой церкви Святой Марии и разлетались по городу:

Винни тебя ждет.

    Берегись Винни!

       Вы готовы к Винни?

Это было примерно через два десятилетия после того, как Алан Тьюринг открыл компьютерную эру своей автоматической вычислительным машиной — Automatic Computing Engine (ACE). С этого момента родословная компьютеров перерастает в запутанную временную шкалу акронимов: ENIAC, EDVAC, EDSAC, MANIAC.

Конвей же предоставил WINNIE — Water Initiated Numerical Number Integrating Engine — инициируемая водой числовая интегрирующая машина или что-то в этом роде. 

Джон Конуэй позирует перед WINNIE, а результат ее вычислительных нагрузок — на полу. 
Фото Peter Evennet 
Джон Конуэй позирует перед WINNIE, а результат ее вычислительных нагрузок — на полу. Фото Peter Evennet 

WINNIE был сделан из пластиковых чашек, сифонов, обычной сантехники и имел высоту 1 м 80 см. Устройство было разработано на основе наблюдения Конвея за механикой смыва писсуара. Но лучше всего дать ученому объясниться всё самому:

Вот как это работало: стоя на стуле, я наливал 1 единицу воды в чашку на самом верху. Если эта чашка будет наполовину полна, вода просто останется в ней, это укажет на двоичную запись «1».

Затем я наливал еще одну порцию воды в ту же чашку, наполняя ее и заставляя всю воду вытекать через трубку, размещенную на отметке в полчашки — так работает сифон, когда начинает течь вода. Все это вытекает и переливается — ½ его уходит в чашку внизу, что указывает теперь на двоичную запись «10» для числового значения 2.

Налейте еще одну единицу, и первая чашка снова зарегистрирована «1», а вторая по-прежнему содержит «1», что дает нам в итоге «11» или 3. Другая единица сделала первые 2 чашки пустыми, а третья чашка зарегистрировала «1», что дало 4. И так далее.

WINNIE умел считать до 127, т.е. 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 или 1111111.

Машина также могла складывать и умножать. Хотя, как только результат любого подсчета превышал ее предел, она начинала "мочиться". Правда на самом деле она мочилась на ½ чашки, когда любая чашка получала вторую порцию и перебегала к следующей чашке, таков был принцип действия. Но в конце происходило массовое "мочеиспускание". Сразу все стаканы переполнялись, создавая водопад с эффектом домино, опустошая все резервуары до нуля — тогда вся вода сливалась в сборный резервуар на полу.

Конвей любил юмор. Он изобрел язык FRACTRAN, название которого подтрунивает над языком FORTRAN, который был создан IBM в 1950-е годы.
Конвей любил юмор. Он изобрел язык FRACTRAN, название которого подтрунивает над языком FORTRAN, который был создан IBM в 1950-е годы.

Был неприятный инцидент, когда Конвей выставил WINNIE на Societies' Fair, ежегодной осенней ярмарке, где клубы Кембриджского университета демонстрировали свои творения в надежде привлечь новых членов. Конвей состоял в двух клубах: “Архимедовском” — университетском математическом клубе и “Новых Пифагорейцах” — математическом клубе, связанным с его колледжем, а также с пятью другими колледжами включая женский колледж Гиртон (в Кембридже было четыре женских колледжа).

Это важно, девочки. Пришлось привлекать девушек!

Конвей представил свой гидро-компьютер "Выставке Архимедов", но, к несчастью, Винни “помочился”, залил пол ратуши и испортил часть паркета. После этого выставка проводилась в другом месте — на Кукурузной бирже. Тем не менее, Винни был популярным экспонатом, о котором писали в кембриджской газете. Это было «доказательством принципа», экспериментом, проведенным для того, чтобы проверить, осуществима ли безрассудная идея Конвея: если приспособление для смыва писсуара правильно перепрофилировать, то оно будет питать двоичный компьютер.


Джон Конвей умер в 2020 году в возрасте 82 лет, предположительно от COVID. Подробная биография ученого и описание его математических трудов изложены в книге Siobhan Roberts (Шивон Робертс) — "Genius At Play" (Гений в игре).


Публикация подготовлена компанией ITSOFT. Размещение и аренда серверов и стоек в двух ЦОДах в Москве; colocation GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов. Лицензии связи, SSL-сертификаты. Администрирование серверов и поддержка сайтов.

Комментарии (7)


  1. kichrot
    22.02.2022 13:57
    +2

    ... инициируемая водой числовая интегрирующая машина или что-то в этом роде ...

    Вычислительная машина, принципиально может быть реализована на любом реальном процессе, воплощенном в технологию.

    Ограничений нет, так как объективная реальность принципиально существует в условиях детерминизма - причина порождает следствие.

    Выбор той или иной технологии, для реализации вычислительной машины, это всегда компромисс между скоростью и универсальностью обработки данных и экономической целесообразностью.


    1. j123123
      23.02.2022 14:55

      объективная реальность принципиально существует в условиях детерминизма - причина порождает следствие.

      Скажите это квантовой физике


    1. arTk_ev
      23.02.2022 16:16

      Детеременизма не существует. Любая нелинейность может порождать хаос. Та же рекурсия привидет к накоплению ошибок, к Хаосу.

      Т.е. если соединить достаточное количество аналоговых логических элементов, то он они уже не будут работать по детерминизму.


  1. DimPal
    22.02.2022 17:50
    +1

    Забавно конечно, но... Много раз видел эти "механические" логические элементы И/ИЛИ/НЕ, и каждый раз забывают оди "не значительный" нюанс - стабилизация выходного сигнала. Без этого не создать достаточно большой много-каскадной двоичной машины. Важно реализовывать прицип - входной сигнал (возможно "слабый") должен являться управляющим для выходного ("сильного"), т.е. работать в режиме ключа (за счет потребления энергии с линии питания). Это может быть просто повторитель или элементарный логический элемент, выходные параметры сигнала должны иметь четко заданные характеристики.


    1. Galperin_Mark Автор
      22.02.2022 18:07
      +2

      Позвольте привести видео, наглядно раскрывающее принцип работы водяного компьютера.


    1. VladimirKalachikhin
      23.02.2022 09:55

      Двоичной -- это обязательно? Все реальные водяные компьютеры аналоговые. В чём, собственно, и их смысл.


  1. Galperin_Mark Автор
    24.02.2022 10:15

    Статья на Хабре по этой же тематике.