0.1 Люди, которые хотели считать быстрее

Опубликовано: 11.04.2026

Люди, которые хотели считать быстрее

Абак, арифмометр, Бэббидж, Ада Лавлейс — и идея машины, которая следует инструкциям

Каждый раз, когда вы открываете приложение на телефоне или загружаете страницу в браузере, за этим стоят миллиарды вычислений в секунду. Но всё это началось с куда более скромной задачи: человек хотел просто не ошибиться, складывая числа в столбик. Эта статья — о том, как от счётных косточек на верёвочке мы пришли к идее программируемой машины. И о том, почему эта идея, возникшая почти двести лет назад, сделала возможным всё остальное.

⚙️ Проблема, которую нужно было решить

Представьте себе работу правительственного чиновника в XVII веке. Нужно собрать налоги с сотни деревень, пересчитать в нескольких валютах, составить таблицы, проверить их. Всё это делается вручную, с пером и бумагой, часами и днями. Любая ошибка - а человеческая рука ошибается часто - означает пересчёт с самого начала.

Ситуация ещё хуже в навигации и астрономии. Чтобы точно определить положение корабля в открытом море, нужны таблицы логарифмов и тригонометрических функций. Эти таблицы составляли люди - их называли «вычислителями» - и они постоянно допускали ошибки. Корабли садились на мели. Люди гибли.

У этой проблемы было два возможных решения: научить людей не ошибаться или переложить счёт на машину. Первое никогда не работало. Именно поэтому человечество тысячелетиями искало второе.

🪨 Абак: первый шаг к машине

Абак — это счётная доска с рядами косточек или камешков, которые передвигают по проволоке или в желобках. Он появился независимо в нескольких цивилизациях: в Древнем Шумере, Египте, Китае, Греции и Риме. Русские счёты, которые до сих пор иногда встречаются в старых магазинах, - прямой потомок абака.

Абак — это не вычислительная машина в современном смысле. Он не считает сам. Но он освобождает человеческую память: вместо того чтобы держать промежуточные результаты в голове, вы держите их на доске. Это маленький, но принципиальный шаг: мы перекладываем часть умственной работы на внешний предмет.

Опытный человек на абаке складывал и вычитал числа быстрее, чем большинство людей делают это на бумаге. В 1946 году японский банковский служащий Кийошу Мацузаки соревновался с американским военным на электрическом калькуляторе - и победил. Счёты против электроники. Счёты выиграли - на сложении и вычитании.

Опытные операторы умели выполнять на абаке умножение и деление - но не автоматически: всю логику последовательности шагов держал в голове человек, машина лишь хранила промежуточные результаты. Именно этого не хватало: встроенного механизма, который сам знал бы, что делать дальше. Для этого нужно было что-то принципиально другое.

⚙️ Механические калькуляторы: шестерёнки считают

В 1642 году девятнадцатилетний Блез Паскаль - тот самый, именем которого потом назовут язык программирования - построил «Паскалину». Его отец служил налоговым чиновником и проводил вечера за бесконечными подсчётами. Паскаль решил облегчить отцу эту работу и сделал механическое устройство для сложения и вычитания.

Паскалина состояла из зубчатых колёс, на каждом из которых были цифры от 0 до 9. Когда одно колесо делало полный оборот - оно автоматически сдвигало соседнее на одну позицию. Это механический перенос десятков, тот же принцип, что в счётчике пробега автомобиля.

Спустя тридцать лет Готфрид Вильгельм Лейбниц усовершенствовал идею и построил машину, которая умела ещё и умножать - через многократное сложение. Он же сформулировал идею двоичной системы счисления - той самой, на которой работают все современные компьютеры. О ней мы подробно поговорим в следующей статье.

К XIX веку механические калькуляторы стали промышленными изделиями. Арифмометр - коммерческое устройство для четырёх арифметических действий - продавался в офисы, банки и государственные учреждения. В России арифмометры выпускала петербургская фабрика «Однер» с 1890-х годов. Они работали на рукоятке: покрутил - получил результат.

Все эти машины объединяло одно ограничение: они умели делать ровно то, на что были механически настроены. Хочешь умножить - крутишь рукоятку определённое число раз. Хочешь решить другую задачу - делаешь другие движения. Машина не могла сама решить, что делать дальше. Не было никакого способа заранее «записать» последовательность действий и передать её машине. Это была следующая пропасть, которую предстояло преодолеть.

🏭 Жаккардовый ткацкий станок: инструкции на перфокартах

В 1804 году французский ткач Жозеф Мари Жаккар придумал устройство для ткацкого станка, которое управляло работой с помощью перфокарт — картонных карточек с пробитыми дырочками. Нитка проходила через дырочку - крючок поднимал нить. Не проходила - нить оставалась внизу. Чередование этих двух состояний («есть дырочка» / «нет дырочки») задавало узор ткани.

Меняешь карточки - получаешь другой узор. Один станок мог ткать любые узоры - просто меняя набор карточек. По сути, это была программируемая машина: инструкции хранились отдельно от механизма и могли быть заменены.

Именно жаккардовый станок вдохновил следующего героя нашей истории.

🎩 Чарльз Бэббидж и машина, которую не смогли построить

Чарльз Бэббидж был британским математиком, изобретателем и при этом - человеком, которому невыносимо мешали человеческие ошибки. В 1820-х годах он работал с математическими таблицами и всё время находил в них ошибки. Таблицы составляли люди, люди ошибались, а ошибки в навигационных таблицах стоили жизней.

Бэббидж предложил построить Разностную машину - механическое устройство, которое вычисляло бы значения математических функций и автоматически печатало результаты, исключая ошибки переписчика. Британское правительство выделило деньги. Инженеры начали строить. Именно здесь и начались проблемы.

Машина требовала деталей такой точности, которая была недостижима для ремесленников того времени. Бэббидж раз за разом совершенствовал проект, менял конструкцию, ссорился с подрядчиком. За двадцать лет работы и огромные деньги была построена только часть устройства. Полностью Разностная машина по чертежам Бэббиджа была собрана только в 1991 году - к двухсотлетию его рождения, в Лондонском музее науки. Она работала.

Но ещё до того, как стало ясно, что Разностная машина не будет достроена, Бэббидж задумал нечто значительно большее. Он назвал это Аналитической машиной.

Аналитическая машина: компьютер XIX века

Аналитическая машина, которую Бэббидж начал проектировать в 1830-х годах, должна была уметь следующее:

Хранить числа. В машине предполагался «склад» - механическая память на тысячу чисел по пятьдесят цифр каждое. Если вам это что-то напоминает - правильно: это RAM, оперативная память. Именно так она и называется в современных компьютерах.

Выполнять операции. «Мельница» - так Бэббидж называл вычислительный блок - должна была брать числа со «склада», что-то с ними делать и возвращать результат. Это CPU, процессор. А перфокарты с инструкциями - прямой предшественник программы, которая хранится на диске.

Следовать инструкциям. Вдохновившись жаккардовым станком, Бэббидж предусмотрел управление машиной через перфокарты. Карточки с операциями - что делать. Карточки с данными - с чем делать.

Ветвиться. Машина могла принимать решения: если результат больше нуля - сделай одно, иначе - другое. В программировании это называется условным оператором if.

Повторять. Машина могла возвращаться назад по карточкам и повторять часть операций - то, что сейчас называют циклом.

Аналитическая машина тоже не была построена при жизни Бэббиджа. Она требовала десятков тысяч шестерёнок, рычагов и кулачков. Технология снова отставала от идеи. Но идея была сформулирована - и это оказалось важнее готового устройства.

👩‍💻 Ада Лавлейс: первый программист

В 1833 году семнадцатилетняя Ада Байрон - дочь поэта Лорда Байрона - познакомилась с Бэббиджем на светском приёме. Она была математически одарённой, что по тем временам для женщины было большой редкостью. Бэббидж показал ей работающий фрагмент Разностной машины. Ада была восхищена.

В 1842 году итальянский математик Луиджи Менабреа написал статью об Аналитической машине по лекциям Бэббиджа. Аду попросили перевести статью с французского на английский. Она не просто перевела - она добавила собственные примечания, которые в три раза превысили объём оригинала. Эти примечания сделали её знаменитой.

В одном из примечаний Ада описала алгоритм вычисления чисел Бернулли - последовательности дробных чисел, важной в математическом анализе. Это был пошаговый план для Аналитической машины: какие числа взять, какие операции выполнить, в каком порядке, когда остановиться. Это принято считать первой компьютерной программой в истории.

Но Ада увидела дальше, чем сам Бэббидж. Он думал о машине как о вычислительном инструменте. Она написала нечто принципиальное: «Машина не способна ничего породить самостоятельно. Она исполняет лишь то, что мы умеем ей предписать». Это и ограничение, и возможность одновременно. Если любую задачу можно свести к последовательности точных инструкций - машина её выполнит. Весь вопрос в том, как записать эти инструкции.

Ада Лавлейс умерла в 1852 году, не дожив до 37 лет. Аналитическая машина так и не была построена. Но идея, которую они с Бэббиджем сформулировали, оставалась в воздухе - ожидая технологии, способной её воплотить.

🧩 Что не хватало: от шестерёнок к электричеству

К концу XIX века стало ясно: механика - тупик. Шестерёнки медленные, тяжёлые и ломаются. Чем сложнее машина - тем больше деталей, тем выше вероятность ошибки. Скорость вычислений ограничена скоростью, с которой можно вращать колёса.

Электричество изменило всё. В 1890-х годах американский статистик Герман Холлерит применил перфокарты в переписи населения США - но уже в электрическом варианте: металлический щуп проходил сквозь дырочку и замыкал электрическую цепь. Машина считала быстрее людей в разы. Компания Холлерита впоследствии стала частью IBM. А стандартный размер перфокарты, который десятилетиями использовался в вычислительной технике, Холлерит выбрал не случайно: он совпадал с размером долларовой купюры того времени - чтобы карточки удобно хранились в банковских ящиках для денег.

В 1930–40-х годах появились электромеханические вычислительные машины - реле вместо шестерёнок. Реле - это электрический переключатель: ток есть - контакт замкнут, тока нет - разомкнут. Это уже очень похоже на то, о чём мы поговорим в следующей статье: на транзисторы и двоичную логику.

Но до настоящего компьютера оставалось ещё одно ключевое событие - Вторая мировая война. О ней, об Алане Тьюринге и о том, как военная необходимость ускорила рождение компьютерной эпохи - в статье 0.2.

Итог: одна идея, которая изменила всё

От абака до Аналитической машины прошло около четырёх тысяч лет. Но движение было в одном направлении: перекладывать умственную работу на внешний механизм.

Абак забирает нагрузку на краткосрочную память. Паскалина забирает механику переноса. Арифмометр забирает умножение. Аналитическая машина Бэббиджа должна была забрать саму логику вычислений — порядок шагов, ветвления, повторения. И Ада Лавлейс первой поняла, что эти инструкции — программа — существуют независимо от машины и могут быть изменены, не трогая само устройство.

Сегодня, когда вы открываете приложение на телефоне, происходит именно это: машина следует инструкциям, которые написал человек. Инструкции хранятся отдельно от железа. Меняешь инструкции — получаешь другое поведение. Это и есть программирование. Бэббидж и Лавлейс придумали эту идею в эпоху, когда дома ещё освещались свечами, а телефона и радио не существовало.

Оставалось одно — дождаться нужной технологии. Она появилась в 1947 году: транзистор.

© 2008–2026 ANY.BY - ремонт компьютеров и ноутбуков в Барановичах. Использование материалов сайта возможно с письменного разрешения.

📞 Мы на связи для Вас:

+375 (33) 323 7000 +375 (29) 323 7000 Написать в Telegram Написать в Viber Схема проезда к мастерской