Во времена безоблачной юности у моих сверстников было несколько любимых развлечений. Одно из них — заглянуть в ближайший кинотеатр, и, потратив пригоршню 15-копеечных монет, наслаждаться «Торпедной атакой», «Световым тиром» и другими популярными игровыми автоматами, выставленными в вестибюле. На самом деле, это развлечение имеет богатую и многолетнюю историю: первые платные игровые автоматы появились ещё на рубеже XIX и XX веков. Об одном таком винтажном устройстве с прообразом математического компьютера внутри, появившемся в 1940 году, и пойдёт наш сегодняшний рассказ. Речь идёт об удивительной машине под названием Nimatron.

▍ Эдвард Кондон

Автор и создатель этой уникальной конструкции — американский физик-ядерщик и пионер квантовой механики Эдвард Улер Кондон. Он появился на свет в 1902 году в небольшом городке Аламогордо, штат Нью-Мексико, и в детстве не помышлял о карьере учёного — Эдвард мечтал стать журналистом.



Собственно, свою мечту он исполнил практически сразу по окончании школы — в течение трёх лет Эдвард Кондон трудился корреспондентом в газете Oakland Inquirer и нескольких других изданиях, в свободное время увлекаясь чтением научно-популярных публикаций по математике и физике. Очень быстро он понял, что эта область человеческих знаний хранит куда больше секретов и интересных явлений, чем можно найти в школьных учебниках. Вдохновлённый тягой к знаниям, Кондон отправился в Калифорнийский университет в Беркли, где стал студентом, а затем и доктором наук под руководством Арнольда Зоммерфельда. Предметом его диссертации стал названный в его честь принцип Франка-Кондона, описывающий особенности поглощения и испускания фотонов. Однако занимаясь научными изысканиями, Эдвард не забывал и о своих литературных способностях: в 1928 году он устроился на работу специалистом по связям с общественностью (как сейчас сказали бы — «пиарщиком») в Bell Telephone Laboratories. Там он мог использовать свой творческий потенциал для работы над популяризацией современных технологических достижений.


Будучи молодым физиком, Кондон увлёкся квантовой механикой, новой областью науки, которая в те годы только набирала силу. Вместе с Робертом Оппенгеймером и другими учёными он участвовал в разработке концепций, которые позже определили облик атомной физики. Его работы по атомным переходам и спектроскопии привлекли внимание научного сообщества, а сам он вскоре стал профессором Принстонского университета. Не бросал Кондон и литературную карьеру: в соавторстве с другими учёными из-под его пера вышла научно-популярная книга «Квантовая механика» и основополагающий труд «Теория атомных спектров» по масс-спектрометрии.

В 1940-х годах он оказался среди тех, кто помогал американской оборонной промышленности готовиться к войне: в 1943-м Кондон присоединился к Манхэттенскому проекту. Там он занимался разработкой оборудования, обеспечивающего изоляцию урана в конструкции ядерной бомбы. Но игровой автомат, которому посвящена сегодняшняя статья, был изобретён за несколько лет до этого.

▍ Рождение Ниматрона

Покинув Bell Telephone Laboratories, в 1937 году Эдвард Кондон устроился заместителем директора по научным исследованиям в питтсбургскую компанию Westinghouse Electric Company, выпускавшую различное высокотехнологичное оборудование, в том числе масс-спектрометры и микроволновые радары. В стенах этой компании Эдвард занялся тем, что в современном мире называют «пет-проектом»: он задумал построить игровой автомат на основе непрограммируемого математического компьютера. Этот автомат компания Westinghouse Electric собиралась разместить на собственном стенде для развлечения посетителей Всемирной выставки, проводившейся в Нью-Йорке с апреля по октябрь 1940 года. А в качестве основы для этого устройства Кондон выбрал древнюю игру «ним».

«Ним» — это математическая игра, в которой два игрока по очереди берут предметы (например, камешки, спички или фишки) из нескольких куч. Основное правило таково: за один ход можно взять любое количество предметов, но только из одной кучи. Игра продолжается до тех пор, пока не останется последний предмет, и игрок, вынужденный его взять, проигрывает.

Несмотря на кажущуюся простоту, «ним» — это стратегическая игра, связанная с бинарной арифметикой. Победа зависит не от удачи, а от умения просчитывать ходы. Если знать так называемую ним-сумму (побитовое сложение чисел, соответствующих количеству предметов в кучах), можно выработать безошибочную стратегию, ведущую к победе. Именно этот принцип и использовал Эдвард Кондон в своём игровом автомате.


Позже Кондон вспоминал, что идея «Ниматрона» родилась у него случайно, во время обеденного перерыва, в процессе общения с другим сотрудником Westinghouse Electric. Обсуждая стратегию игры «ним», Кондон пришёл к выводу, что её математическую модель можно выразить с помощью той же двоичной логики, которая использовалась в схемах счётчиков Гейгера. А с конструкцией этих счётчиков он был очень хорошо знаком в силу своих профессиональных обязанностей. Вместе с инженерами Джеральдом Тоуни и Уиллардом Дерром Кондон взялся за разработку аппарата, который он назвал Nimatron — электронно-релейной машины, предназначенной для игры в «ним».

▍ Под капотом

Устройство состояло из четырёх столбцов по семь ламп в каждом, управляемых с помощью электромеханических реле. С помощью пульта, оснащённого переключателями, игроки поочерёдно гасили одну или несколько ламп в выбранном ряду, а машина отвечала своими ходами. Игрок сначала выбирал столбец, в котором он собирался гасить лампочки, затем нажимал кнопку один или несколько раз, чтобы выключить нужное количество лампочек в этом столбце, и, наконец, нажимал другую кнопку, чтобы передать ход компьютеру. Цель игры заключалась в том, чтобы заставить соперника погасить последнюю лампу. Если человеку удавалось обыграть автомат, он выдавал победителю сувенирный жетон.


Машина была запрограммирована таким образом, чтобы обеспечивать честную игру и предоставлять игроку реальный шанс на победу. Игровое поле дублировалось на четырёх сторонах размещённого над игровым автоматом куба, чтобы за процессом мог наблюдать не только сам игрок, но и зрители вокруг.


Внутренняя схема Nimatron была основана на электромеханических реле, которые управляли состоянием игрового поля. В 1940 году инженерам уже были доступны вакуумные лампы, но они обладали низкой надёжностью, а скорость вычислений в случае с «Ниматроном» не играла никакой роли. Поэтому предпочтение отдали традиционной и отказоустойчивой схеме на основе реле, которые, к тому же, полностью исключали проблему с перегревом плат. Всего в конструкции «Ниматрона» использовалось 116 реле и более трёх километров медных проводов.

Каждое реле отвечало за включение или выключение определённой лампы, а комбинация состояний реле определяла текущее состояние игры. Машина была способна анализировать ходы противника и выбирать оптимальный ответный ход, основываясь на заранее запрограммированных алгоритмах. Всего в «ниматроне» было заложено около дюжины игровых стратегий, которых вполне хватало для того, чтобы машина выигрывала практически всегда. При этом самая первая версия игрового автомата отвечала на действия пользователя настолько быстро, что это пугало игроков — машина вычисляла оптимальную стратегию и делала свой ход за миллисекунды. Эдвард Кондон вынужден был включить в схему устройства цепь замедления, оборудованную реле задержки, чтобы у человека создавалось впечатление, будто машина «думает», прежде чем выполнить ответное действие.


Nimatron весил около тонны, а его размер превышал человеческий рост: машина была 2,5 метра в высоту и около метра в ширину. 11 мая 1940 года Кондон впервые продемонстрировал своё изобретение на Нью-Йоркской Всемирной выставке, тогда же он оформил заявку на патент, который получил 24 сентября 1940 года.

Публика приняла игровой автомат с восторгом: вокруг стенда Westinghouse Electric постоянно толпились зеваки, а очередь желающих поиграть в «Ниматрон» никогда не иссякала. Эдвард Кондон предусмотрел в конструкции Nimatron счётчик сыгранных партий: оказалось, что в автомат успели поиграть более 100 000 посетителей выставки, при этом машина выиграла у человека более 90 000 раз. Правда, эта цифра не совсем точная: многие зеваки обвиняли создателей «Ниматрона» в мошенничестве, и чтобы исключить подобные подозрения, работавшие на выставке сотрудники Westinghouse Electric, прекрасно знавшие все заложенные в Nimatron математические стратегии, регулярно обыгрывали автомат, чтобы показать, что это в принципе возможно. Про эту удивительную машину даже написали в New York Times, ещё больше подогрев интерес зрителей к новинке.



После завершения Всемирной выставки Nimatron переехал в питсбургский планетарий, расположенный в здании Института популярной науки, где ещё долго развлекал публику. Стены планетария автомат покидал лишь однажды — для участия в выставке, организованной в 1941 году Институтом математической статистики США. Сам Эдвард Кондон никогда не относился к этой машине серьёзно. В посвящённой «Ниматрону» статье для журнала «American Mathematical Monthly», написанной им в 1948 году, он отмечал: «Nimatron не служит никакой другой полезной цели, кроме развлечения, если только не считать того, что это наглядный пример, как набор электрических реле может использоваться для принятия «решения» в соответствии с довольно простой математической программой».

Тем не менее, заложенные в Nimatron принципы во многом послужили фундаментом для логики поле поздних программируемых вычислительных машин, в частности, ЭВМ Nimrod, которая была продемонстрирована на Британском фестивале 1951 года. На этой машине, специально созданной для игры в «ним», была запущена программа, логика которой базировалась на разработке Эдварда Кондона.



И хотя Nimrod был построен для демонстрации возможностей программирования компьютеров компании-производителя этой машины, Ferranti, а не для развлечений, посетители фестиваля были больше заинтересованы в игре, чем в стоящей за ней технологии.

▍ Вместо заключения

Фактически, Nimatron стал первой в истории электронно-вычислительной машиной, предназначенной исключительно для игры, то есть, был своеобразным предком современных игровых компьютеров. Хотя его влияние на последующее развитие ЭВМ оказалось крайне незначительным, Nimatron продемонстрировал потенциал вычислительных машин в сфере развлечений и стал важной вехой в истории игровой индустрии.

По воспоминаниям современников, Nimatron совершенно точно выставлялся в питтсбургском планетарии до 1951 года, после чего его следы бесследно теряются. Скорее всего, этот игровой автомат вышел из строя, был разобран и утилизирован. Сейчас остались только фотографии «Ниматрона», сделанные на Нью-Йоркской выставке 1940 года, и довольно лаконичные описания, составленные изобретателем этой удивительной машины.

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?