Леди Ада Лавлейс. Источник: National Geographic Kids.

Есть имена, которые не просто вписывают в учебники: они меняют саму оптику, через которую мы смотрим на прогресс. Ада Лавлейс как раз была из таких. Её часто называют первым программистом в истории, но это определение слишком узкое: она не просто написала алгоритм, она сформулировала саму философию того, что компьютер может делать.

Кто сказал, что Ады не летают?

Прославленная британка родилась в XIX веке, когда о компьютерах никто и не мечтал. Представьте себе Лондон того времени: газовые фонари, конные экипажи, строгие нравы и наука, которая всё ещё кажется делом исключительно степенных и, что не маловажно, финансово обеспеченных джентльменов. 

И посреди этого мира — Ада Лавлейс, девушка, сумевшая увидеть, или может даже услышать, в чертежах и шестерёнках голос будущего. Её история это не просто биография учёного, а почти легенда о том, как поэзия и математика могут встретиться и породить нечто совершенно новое.

Чета Байронов около 1813-15 годов, автор неизвестен. Источник: historyhit.com.

Августа Ада Кинг, ее сиятельство графиня Лавлейс, родилась в 1815 году в семье “проклятого изгнанника” лорда Байрона и его жены Анны Изабеллы Милбенк. Сам Байрон, повинуясь зову скитальческой души, жаждущей приключений, покинул семью спустя несколько недель после рождения дочери и с тех пор больше не виделся с ней, умерев от лихорадки при осаде Миссолонги 9 лет спустя. 

Четырехлетняя Ада. В этом возрасте началось ее усиленное образование. Источник: Wikipedia.

В итоге воспитанием Ады занималась мать, которую в свете прозвали «Принцессой параллелограммов» (этот никнейм придумал Байрон) за любовь к математике. Матушка опасалась, что единственная дочь вырастет такой же неуправляемой и волатильной, как ее прославленный батюшка, отчаянно рубившийся в этот момент за свободу Греции от оттоманов, и решила сделать в воспитании Ады упор на точные науки.

Науки, внезапно, увлекли юную графиню: видимо, сказалась материнская наследственность. Уже в 12 лет Ада продемонстрировала тягу к экспериментаторству и анализу, когда озадачилась вопросом: почему птицы летать могут, а она нет?

При чем это была не какая-то глупая детская фантазия, на подобие картонного танка. Ада занялась методичной аналитической работой, пристально изучая птичью анатомию, причем не по учебникам, а по лично добытым птицам. При этом, после наблюдений, она делала зарисовки в тетрадочке и рядом с ними проводила расчеты, которые никому не показывала, видимо опасаясь промышленного или патентного шпионажа.

Вдобавок она экспериментировала с разными материалами: плащевой тканью, проволокой, перьями, бумагой, чтобы понять из чего крылья получаются лучше и больше. Плодом этих изысканий стала книжечка “Полётология” (“Flyology”), которую найти не удалось, увы.

Неудавшаяся воздухоплавательница придумала целый концепт, который она изложила в письме матушке:

«У меня есть план — сделать штуку в форме наподобие лошадинной, с паровым двигателем внутри, устроенным так, чтобы приводить в движение огромную пару крыльев, прикрепленных снаружи таким образом, дабы поднять её в воздух, пока на ней сидит человек».    

Не смотря на болезненность — однажды она провел целый год в кровати из-за кори и потом заново училась ходить с костылями — Ада выросла в прекрасную мадемуазель и в 17 лет снискала титул “красавицы сезона” при дворе Вильгельма IV. Во многом ее популярность подкреплялась блистательным, живым и острым умом.

Красавица сезона, 17-летняя Ада. Источник: Wikipedia.

Будущая мадам Лавлейс не стала ни холодной рационалисткой, ни вечно витающей в облаках порывистой поэтессой, как папа, а соединила в себе лиричность натуры с логическим мышлением. 

Сама она называла это «поэтической наукой»: умение видеть красоту и закономерности одновременно. Это редкое сочетание и позволило ей позже взглянуть на вычислительные машины не просто как на счётные устройства, а как на универсальные инструменты творчества. Лёд и пламень, лёд и пламень…

Танец чисел и слов

В 17 лет Ада, которая была еще Байрон, стала демонстрировать недюжинные способности к математике. Эти способности росли как на дрожжах благодаря занятиям с известными в Англии интеллектуалами Уильямом Кингом, Уильямом Френдом и выдающейся Мэри Соммервиль, которая отметилась во многих науках, помимо математики: географии, астрономии, микроскопии.

Именно в ходе этих занятий Ада узнает о числах Бернулли — последовательности рациональных чисел, играющая важную роль в теории чисел и математическом анализе, но основе которых она позже сформулирует свой знаменитый алгоритм для аналитической машины Бэббиджа.

Ее наставники прочили ей больше будущее в математике. Сама же она выразила некоторые занятные наблюдения об этой любимой ею науке:

“Могу заметить, что любопытные преобразования, которые могут претерпевать многие формулы, — неожиданное и для начинающего кажущееся невозможным тождество форм, на первый взгляд чрезвычайно несхожих, — это, я думаю, одна из главных трудностей на начальном этапе изучения математики. Мне часто вспоминаются те духи и феи, о которых читаешь в книжках: они стоят у тебя за плечом в одном обличье, а в следующее мгновение — уже в совершенно ином виде.” 

А дальше, поворотной точкой в её судьбе станет знакомство с идеями Чарльза Бэббиджа и его вычислительной машиной, громоздким прообразом компьютера. Великий математик и инженер мечтал создать универсальную Аналитическую машину, которая должна была уметь выполнять разные операции, управляться с помощью перфокарт (как ткацкие станки Жаккара), хранить данные в «складе», что по сути, было прототипом памяти, и обрабатывать инструкции в «мельнице» — это уже прототип процессора. При жизни изобретателя машина так и не была построена, и её полный потенциал существовал в виде чертежей, расчётов и обсуждений. 

Знаменитый акварельный портрет Ады, по мужу Кинг, графини Лавлейс, около 1840 г., возможно, работы Альфреда Эдварда Шалона. Источник: Wikipedia.

Но именно эта «машина-призрак» разбудила воображение Ады. Она взялась за перевод статьи итальянского военного, инженера и законодателя Луиджи Менабреа Notions sur la machine analytique de M. Charles Babbage» или по-русски «Элементы аналитической машины Чарльза Бэббиджа» — фактически инструкция по эксплуатации, объясняющая на что данный прото-компьютер был способен. Эти заметки содержат то, за что Аду сегодня вспоминают как, вероятно, первого программиста в истории. 

Луиджи Фредерико Менабреа, итальянский премьер-министр, также написавший первый компьютерный мануал. Источник: gstatic.com.

К примеру, она описала последовательность шагов для вычисления чисел Бернулли — это и есть тот самый знаменитый «первый в мире алгоритм, предназначенный для машины», названный Note G, то есть “Примечание G”. А не “нота соль,” как некоторые думают. 

Note G. Источник: Wikipedia.

Важно, что она не просто дала формулу, а разъяснила в своем труде, как машина должна выполнять операции, учитывать промежуточные результаты и управлять процессом. 

Лавлейс подробно описала, как можно организовать повторяющиеся операции (циклы) и как машина может менять свое поведение в зависимости от условий. Это фундаментальные конструкции, без которых не обходится ни один современный язык программирования. Также Ада чётко различала, что машина хранит и обрабатывает данные. Эта идея основа архитектуры фон Неймана, которая до сих пор определяет, как устроены компьютеры.

Самое смелое: Ада утверждала, что Аналитическая машина может работать не только с числами, но и с любыми символами (буквами, нотами, изображениями), если задать правила их кодирования и обработки. Она писала, что машина могла бы сочинять сложные музыкальные произведения или создавать научные модели. В середине XIX века это звучало как откровенная фантастика. Сейчас эти умозаключения звучат как будничное описание современного компьютера.

Святой Грааль компьютерных наук, аналитическая машина Бэббиджа. Источник: Raspberry Pi.

В середине XIX века такие мысли казались почти фантастикой. Сегодня мы понимаем, что Лавлейс описала саму суть программирования. Компьютер действительно работает не с «цифрами» как таковыми, а с данными, которые можно закодировать любым способом: числами, пикселями, нотами.

Наследие, опередившее эпоху

Но за великими мыслями всегда стоит человек со своими слабостями, тревогами и победами-проавалами. Жизнь Ады была непростой. Болезни, иногда финансовые трудности, давление и насмешки общества, где женщине было непросто всерьёз заниматься наукой — всё это сопровождало её до конца. При этом она оставалась невероятно деятельной: вела обширную переписку, спорила, уточняла, предлагала новые идеи. 

Её письма к Бэббиджу и другим учёным это отдельный мир. В них логика соседствует с образами, а расчеты с метафорами (здесь, видимо, сказалась наследственность от папеньки). Читая их, понимаешь: перед тобой человек, который не просто решал задачи, а жил в постоянном диалоге с будущим.

Дагеротип Ады Лавлейс, 1843 год. Источник: Wikipedia.

Ада ушла из жизни очень рано в 1852 году, в возрасте 36 лет. В этом же возрасте умер и ее навечно оставшийся бунтарем отец. К сожалению, в свои последние дни она была отрезана от друзей и соратников, так как ее мать леди Байрон, взяла жесткий контроль над угасающей дочерью. 

Её работы на долгие годы оказались в тени, а имя знали лишь узкие специалисты. Но когда в XX веке началась цифровая революция, о ней вспомнили вновь. Оказалось, что ее мысли удивительно точно описывают принципы, на которых строится современный мир технологий.

Кто знает, сколько бы еще леди Лавлейс могла сделать и успеть. Одним из ее устремлений было желание понять как работает человеческая мысль — она поведала своему другу Грейгу Воронцову, что подумывает над созданием математической модели мышления, назвав ее “математикой нервной системы”. А это, согласитесь, мистически предвосхищает революционную работу Маккалоха и Питтса, которая в итоге даст нам искусственный интеллект сто с лишним лет спустя.

Картина «Лавлейс за фортепиано» кисти Генри Филлипса (1852 год). Она страдал от сильных болей, но все же согласилась позировать для портрета, поскольку её отец, лорд Байрон, был написан отцом автора картины, Томасом Филлипсом. Источник: Wikipedia.

Сегодня её именем называют языки программирования, стипендии, конференции и даже специальный день, посвящённый женщинам в STEM. Но, пожалуй, самое ценное в её наследии  это не титулы и не награды, а пример того, как смелость мыслить иначе, умение соединять далёкие области знания и вера в силу воображения могут опережать эпоху на столетие.