Kako je Ada Lovelace 1842. godine predvidela budućnost računarstva - u fusnoti

Mnoge naučne oblasti mogu ukazati na temeljni dokument: “Principia” Isaka Njutna za fiziku klasične mehanike ili “O poreklu vrsta” Čarlsa Darvina za evolucionu biologiju. Ali samo računarstvo može tvrditi da se njegov temeljni dokument krije u fusnotama. Augusta Ada King, grofica od Lavlejsa, poznatija kao Ada Lovelace, bila je angažovana 1842. godine da prevede rad o prvom univerzalnom računaru na svetu.

Ona je dodala svoje fusnote, koje su bile tri puta duže od originalnog članka i potpuno su ga zasenile u smislu tehničke sadržine i filozofskih uvida. Sa impresivnim predviđanjem, uspostavila se kao prva osoba koja je zamislila univerzalne sposobnosti računara koje danas uzimamo zdravo za gotovo.

Iako ceo svet zna za oca Lavlejsove, ona ga nikada nije lično upoznala. Lord Bajron, poznat po svojoj romantičnoj poeziji, bio je po svim aspektima loš suprug i odsutan otac. (Nakon što je prvi put upoznala lorda Bajrona 1812. godine, aristokratkinja Ledi Karolina Lam ga je očigledno nazvala “ludim, lošim i opasnim za upoznavanje.”) Brak roditelja Lavlejsove bio je kratak i buran, završen tako što je ledi Bajron, rođena Anabela Milbenk, optužila Bajrona za zlostavljanje i neverstvo samo pet nedelja nakon rođenja njihove ćerke.

Iako se više nikada nisu sreli, lord Bajron je imao bar dva trajna uticaja na svoju ćerku. Prvo, ona je zadržala radoznalost prema njemu i njegovom radu i veliki deo svog kasnijeg naučnog pogleda na svet posmatrala kroz poetsku prizmu. Drugo, ledi Bajron je verovala da može zaštititi Lavlejsovu od nasleđivanja očeve nepredvidive naravi tako što će je usmeriti dalje od književnih studija i umesto toga podsticati njen interes za nauku i matematiku.

Ada Lovelace nikada nije upoznala oca, ali je imao veliki uticaj na nju

Definišuće partnerstvo u intelektualnom životu Lavlejsove došlo je kroz polimata Čarlsa Bebidža, koga je upoznala sa 17 godina. Godine 1833, kada su se upoznali, Bebidž je počeo da dizajnira prvi univerzalni mehanički računar, nazvan analitički motor. Ideja je očarala Lavlejsovu i njih dvoje su postali bliski prijatelji i saradnici.

Da je ikada uspeo da ga izgradi, Bebidžov analitički motor bi bio pravo čudo. Skice i specifikacije prikazuju složenu zver sa zveckavim stubovima zupčanika visokim 4.5 m, polugama koje se sinhrono okreću i hiljadama pokretnih delova koji zajedno deluju u nekoj vrsti “steampunk” orkestra. Iako neprepoznatljiv kao predak vašeg laptop računara, uređaj je sadržao ekvivalent većine komponenti koje poznajemo u modernoj računarskoj arhitekturi. Imao je centralnu procesorsku jedinicu nazvanu mlin za obavljanje aritmetičkih operacija, memoriju za skladištenje, ulazne mogućnosti za čitanje podataka i programa, pa čak i štampač.

Treba imati na umu da je era prethodila elektronici, tako da bi sve ovo pokretala para. Svaki stub zupčanika je imao 40 zupčanika sa po 10 zuba označenih brojevima od 0 do 9 za skladištenje broja od 40 cifara, slično kao diskovi na kombinacionoj bravi. Mlin je mogao da obrađuje ove brojeve kroz složene procedure rotacije i zamene zupčanika. Ali tajni sastojak koji je razlikovao analitički motor od njegovih prethodnika je to što je bio programabilan.

Dizajn je bio inspirisan mašinom Žakard, koja je bila pričvršćena za razboj i promenila tekstilnu industriju 19. veka automatizacijom tkanja pomoću tehnologije bušenih kartica. Kao i Žakardova mašina, analitički motor bi mogao čitati uputstva u obliku rupa probušenih u kartonu.

Preteča vašeg laptop računara je radio na paru i imao iste osnovne komponente

Bebidž je izgradio prototip za raniji uređaj nazvan diferencijalni motor (trenutno izložen u Muzeju nauke u Londonu), koji je mogao mehanički izračunavati unapred podešen skup operacija kao što su određeni logaritmi i trigonometrijske funkcije. Napustio ga je jer je video veći potencijal u mašini koja bi mogla biti programirana za obavljanje proizvoljnih računskih operacija.

Programabilnost uzdiže mašinu iznad običnog kalkulatora na nivo računara. Analitički motor bi mogao birati koje uputstvo da sledi na osnovu ishoda prethodne računarske operacije – veština nazvana uslovno grananje. Ova sposobnost bi omogućila mašini da izvršava napredna uputstva kao što su if-else izjave i petlje koje se vide u današnjim programskim jezicima. Iako je Bebidž razumeo moć programabilnosti, i dalje je video analitički motor kao čisto matematički uređaj. Samo je Lavlejsova predvidela pravi potencijal računara.

SCIAM

Deset godina nakon što je prvi put saznala za analitički motor, Lavlejsova je bila angažovana da prevede rad o toj temi koji je napisao matematičar i inženjer Luiđi Federiko Menabrea (koji će kasnije postati sedmi premijer Italije). Posedujući mnogo detaljnije znanje o motoru nego Menabrea, Lavlejsova je ispravila njegove greške i dodala sedam svojih fusnota, koje same po sebi predstavljaju prelomni dokument u istoriji računarstva.

Mnoge retrospektive se fokusiraju na “Belešku G” jer sadrži prvi objavljeni kompjuterski program. Program Lavlejsove računa Bernulijeve brojeve, koji igraju ključnu ulogu u grani matematike zvanoj analiza. Njen metod računanja koristio je više računskih koraka nego što je bilo potrebno, ali je to učinila namerno da pokaže moć i fleksibilnost mašine.

Ada je prva shvatila pravu moć računara

Iako mnogi pripisuju Lavlejsovoj titulu prve programerke, neki istoričari tvrde da su neobjavljeni programi prethodili njenim beleškama i da tehnički Beleška G ne sadrži program kako bismo ga danas nazvali, već sled izvršenja – zapis svake operacije izvedene tokom izvršenja programa. Ipak, takve rasprave su suvišne jer nadimak “prva programerka” potcenjuje mudrost koja se nalazi u ostatku njenih beleški.

Bebidž je video analitički motor kao matematički uređaj. Uostalom, primarno je skladištio i operisao brojevima. Ali Lavlejsova je prepoznala da mašina dizajnirana za računanje brojeva može učiniti mnogo više ako ti brojevi predstavljaju druge stvari. Na primer, napisala je u fusnotama, “Pod pretpostavkom, na primer, da su osnovni odnosi između tonova u nauci harmonije i muzičke kompozicije podložni takvom izrazu i adaptacijama, motor bi mogao komponovati složene i naučne muzičke komade bilo koje složenosti ili obima.” Sada, nekih 180 godina kasnije, alati generativne veštačke inteligencije kao što su Suno i Udio mogu komponovati muziku na osnovu tekstualnih uputstava.

Uvid Lavlejsove označava dubok konceptualni skok koji neće biti formalizovan još jedan vek nakog toga, kroz rad Alana Turinga: U osnovi, računanje uključuje manipulaciju simbolima prema pravilima. Nema ograničenja u pogledu toga šta ti simboli predstavljaju. Ova ideja je ugrađena u Turingov matematički model računanja i potiče od Lavlejsove. Danas uzimamo zdravo za gotovo da isti bitovi 0 i 1 kodiraju svaki tip medija – tekst, slike, audio, video – ali je teško shvatiti da je ta budućnost bila predviđena pre nego što je prvi računar uopšte bio izgrađen.

Ada Lovelace je “prva programerka”

Lavlejsova je takođe eksplicitno raspravljala o veštačkoj inteligenciji, pokrenuvši debatu koja definiše modernu eru. Zaključila je u svojim fusnotama da analitički motor ne bi bio inteligentan jer ne bi ništa originalno stvorio, tvrdeći da “može učiniti šta god znamo kako da mu naložimo da uradi.” Turing je osporio Lavlejsovu po imenu u svom seminalnom radu o “mislećim mašinama.”

Iako je priznao da računari samo rade ono što im se kaže, Turing je sugerisao da oni ipak mogu da nas iznenade. Turing je priznao da Lavlejsova nikada nije imala priliku da se susretne sa računarom i tako nije imala prednost da doživi takvo iznenađenje za sebe. U današnjem pejzažu veštačke inteligencije, mnogi sada veruju da mašine mogu ispoljiti inteligenciju (iako nije teško pronaći protivnike tabora Lavlejsove).

Činjenica da je Lavlejsova uopšte razmatrala pitanje da li bi gomila zupčanika, koja je samo skicirana na papiru, bila inteligentna pokazuje koliko je bila ispred svog vremena. Na kraju, Bebidžova zategnuta veza sa britanskom vladom značila je da nikada nije obezbedio dovoljno sredstava da oživi analitički motor.

Zanimljivo je kontrastirati proročke reči Lavlejsove o potencijalu računara sa citatom tadašnjeg britanskog premijera Roberta Pila: “Šta ćemo učiniti da se rešimo gospodina Bebidža i njegove računarske mašine? Sigurno bi, ako bi bila dovršena, bila bezvredna što se tiče nauke?”, piše SCIAM.