Краткая история цифровизации
Мартин Буркхардт
Культуролог Мартин Буркхардт (род. 1957) показывает, что цифровая эра началась еще в 1746 году. У нас не было бы интернета, если бы аббат Нолле тогда не открыл, что электричество распространяется почти мгновенно, если бы Жозеф-Мари
Жаккар не изобрел свой ткацкий станок и если бы Чарльз Бэббидж не создал свою аналитическую машину – прототип современного компьютера. Цифровизацией движет не математика, а человеческие страсти и стремления. Эта книга дает возможность взглянуть на компьютер не как на устройство, а как на новую модель общества, которая будет определять наше будущее. Здесь есть всё об истории машины, что вы хотели узнать, но боялись спросить.
В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.
Мартин Буркхардт
Краткая история цифровизации
Martin Burkhardt
Eine kurze Geschichte der Digitalisierung
© 2018 by Penguin Verlag, A division of Verlagsgruppe Random House GmbH, M?nchen, Germany
© ООО «Ад Маргинем Пресс», 2021
© ООО «ABCdesign», 2021
Вместо предисловия
Все только и говорят, что о «цифровизации». Только вот что скрывается за этим словом? Никто толком этого не знает, хотя со своими смартфонами мы уже почти сроднились. Если спросить у кого-нибудь, каково происхождение компьютера, то люди обычно отвечают компьютер произошел «от счетной машины» или вообще смущенно замолкают. Парадоксально, но подобное неведение характерно не только для пользователей, которым недосуг изучать внутренности своих любимых электронных игрушек, но и для программистов, которые по роду своей деятельности обязаны приручать машину или даже снабжать ее «интеллектом». Все это ведет к удивительной поляризации общества: одна половина превозносит машину как венец творения, а другая клянет на чем свет стоит – причем обе делают это совершенно безосновательно.
В глазах общества машина находится где-то между небесным и подземным миром – в облаке, в бесплотном подвешенном состоянии полнейшей неопределенности.
Еще Маркс заметил, что «всё сословное и застойное исчезает»[1 - Цитата из «Коммунистического манифеста» (Alles St?ndische und Stehende verdampft), описывающая радикальные перемены системы общественных отношений и средств производства при становлении капитализма. Широко известна в английском переводе: All that solid melts in the air. – Здесь и далее – примечания научного редактора.], да и любой объективный наблюдатель не может не согласиться с тем, что сегодня границы так называемой «реальности» размываются – недаром эта потемкинская деревня всё чаще производит свои фейк-ньюс. Пару лет назад еще можно было говорить о том, что цифровизация подарила миру параллельную реальность, Second Life. Теперь стало ясно, что каждый из нас так или иначе в Сети, здесь и сейчас. Это наша жизнь.
Важно, что цифровизация не продиктована неким высшим существом и не послана нам судьбой. Напротив, процесс целиком и полностью запущен самим человечеством, и в этот раз нам не удастся свалить все трудности на фокусы природы или загадочные свойства материи. Когда мы не можем чего-то понять, дело в нас: в недостатке фантазии или просто в незнании правил и языков, принятых в цифровом мире.
Рассказывая эту краткую историю цифровизации, я хочу зафиксировать происходящие с миром и обществом перемены, которые грозят захлебнуться в непонимании, легковерии и дилетантизме. Главное заблуждение заключается в том, что компьютер – это такой же инструмент, как и все остальные, и управляться с ним так же легко, как и, скажем, с молотком. На самом деле это не инструмент, а высокоуровневая общественная архитектура, формировавшаяся столетиями.
Эта история не всегда веселая, но всегда по-человечески понятная, и если вы погрузитесь в нее, то сможете взглянуть на современность по-новому, перестанете считать цифровизацию злым бездушным демоном и поймете, что невозможного нет, а все границы – лишь плод нашего воображения.
Мартин Буркхардт. Осень 2018 года
1. Короткое замыкание истории
Люди не привыкли подробно вникать в предысторию любого вопроса, поэтому не стоит удивляться, когда дети спрашивают вас, застали ли вы каменный век. Но нам и не нужно так сильно углубляться, перенесемся всего лишь в 1746 год. Его я тоже не застал, но осмелюсь утверждать, что именно в этот ничем более не примечательный год на свет появился Интернет. «Что?» – спросите вы. Ну да, звучит дико. Я уже слышу, как мне говорят: «Что еще за глупости, а как же Тим Бернерс-Ли?» Потерпите немного: вместо того, чтобы следовать привычной канве истории, в поисках первоначала цифровой эры мы будем следить за «духом машины», и это путешествие как раз и приведет нас в тот самый год, когда аналоговый мир сменился цифровым.
Представьте себе бескрайнее поле где-то на севере Франции. На поле в круг выстраиваются шестьсот монахов и берутся руками за железную проволоку. Один из них, аббат Жан-Антуан Нолле[2 - Во Франции XVIII века титул аббата далеко не всегда предполагал связь с монастырем. Для молодых людей, остающихся в миру, рукоположения и пострижения было достаточно. Именно таким аббатом (abbe seculier) был Жан-Антуан Нолле: он оставил церковную карьеру сразу после рукоположения и посвятил себя исследованиям электричества. За свои научные успехи был избран сначала в Парижскую академию наук, а потом и в Лондонское королевское общество. Считается, что именно он нарек лейденской банкой первый конденсатор, изобретенный Питером Мушенбруком.], касается рукой какого-то сосуда, и вдруг все монахи, все как один, начинают мелко вздрагивать. Это выглядит как эзотерический ритуал или вызов душ мертвых, но на самом деле это не собрание адептов какого-то культа, а чисто научный эксперимент. Как раз в то время ученые выяснили, что электричество можно накапливать в так называемой лейденской банке – наполненном водой стеклянном сосуде, который электризован трением. Естественно, всех сразу стало интересовать, насколько быстро эта магическая субстанция распространяется по телу человека: везде и одновременно или с фазовым сдвигом, как в мексиканской волне «Ла-Ола», пробегающей по трибунам стадиона?
Лейденская банка
Изначально электрический ток представлялся ученым в виде невесомой жидкости, которая должна была накатывать стремительно, словно цунами. Этим и объясняется масштабность эксперимента: огромное поле и большое число монахов, образовавших круг диаметром под 600 метров. Эксперимент привел к неожиданным результатам: как только руководитель эксперимента прикоснулся к небольшому металлическому штифту, выходящему из лейденской банки, вздрагивать начали сразу все стоявшие в круге монахи, без видимой глазу задержки. Таким образом, электричество распространилось мгновенно и повсюду, как только этого джинна выпустили из бутылки. Это было удивительно и одновременно пугающе, как всемогущий и вездесущий господь.
Вообще все наблюдения, связанные с этой странной силой природы, поначалу казались исследователям крайне загадочными. За 40 лет до описанного нами эксперимента красильщик и астроном-любитель Стивен Грей заметил, что натертая шерстью или кошачьей шкурой стеклянная трубка начинала притягивать к себе лежащий рядом гусиный пух. Что обычно делают, поймав джинна в бутылку? Конечно, ее тут же закупоривают пробкой, что Грей и сделал. Однако это нашего джинна не смутило: когда пробка понадобилась Грею снова, он обнаружил, что магическое свойство притягивать гусиный пух теперь передалось и ей. Чтобы понять, может ли джинн распространиться дальше, Грей привязал к пробке веревки из конопляного волокна, которые он назвал «линиями коммуникации». Делая эти веревки все длиннее и длиннее, он понял, что волшебство могло происходить в любой точке комнаты, но передача удавалась не всегда. Например, дерево и стекло никак не взаимодействовали с новой силой, а вот медная проволока, наоборот, прекрасно проводила ее. В 1729 году Грею удалось передать это воздействие на большом расстоянии с помощью медного шнура, обернутого шелком. Как только Грей касался электризованной стеклянной трубки, разложенные возле другого конца провода листы сусального золота начинали порхать вокруг шарика из слоновой кости, словно бабочки. Конечно, здесь возникал вопрос: как взаимодействует с этой силой притяжения человеческое тело? Может ли оно быть ее проводником?
Чтобы выяснить это, Грей подвесил своего слугу на веревках и наэлектризовал его с помощью заряженной стеклянной трубки. Когда мальчик протягивал пальцы к тонким бронзовым пластинкам, они начинали изгибаться к нему.
Так как подопытный был подвешен на непроводящем деревянном каркасе, стало понятно, что человеческое тело тоже подвластно этой силе, то есть существует что-то вроде «животного электричества». Совсем скоро эти опыты превратились в модные представления на потеху публике: ученые-экспериментаторы вызывали искры, касаясь причесок прекрасных дам, создавали светящиеся надписи и делали другие удивительные вещи.
Как же все это связано с нашим миром компьютеров и Интернета? Разве мы не ушли от темы и скачем с пятого на десятое? Строго говоря, мы действительно свернули немного в сторону, ведь эксперимент с монахами просто повторяет опыт Грея в большем масштабе, пусть он и впервые ставит вопрос о скорости распространения магической силы электричества. Аббат Нолле, проводивший эксперимент, до этого уже демонстрировал французскому королю волшебное действие лейденской банки, заставив непроизвольно дергаться целую роту солдат. На этот раз его монахам была отведена двойная роль: не только электрических проводников, но и датчиков, по движению которых можно было отследить, охвачены ли они неизведанной силой. Все монахи начали дрожать одновременно, и это можно было объяснить только тем, что новая сила не знает расстояний и действует мгновенно во всех точках круга. Но разве это возможно? Что же это за сила, если ей удается без усилий преодолевать пространство?
Все эти загадочные открытия, конечно, сбили людей с толку, ведь лишь совсем недавно человек свел все законы природы к падению яблока, то есть к движению под действием сил гравитации. Если мир, как утверждали философы, не что иное, как большая машина, то все живые существа – естественные автоматы, а их душа работает неподкупно и точно, как часы, то есть достаточно узнать всё о расположении, состоянии и скорости всех частичек универсума, чтобы с абсолютной уверенностью предсказывать будущее. Вот эту стройную картину, словно гром небесный, и разрушил электрический разряд. Грозовые тучи затянули доселе безоблачный научный небосклон и породили самые разные соображения оккультного толка. Самым показательным примером стали труды философа Сведенборга, составившего целую энциклопедию ангелов и всяческих духов, и давшего новую жизнь вопросам, к которым в последний раз обращались средневековые теологи. Например, в дискуссии о том, насколько быстро перемещаются ангелы, тогдашний научный мир пришел к выводу, что ангел, путешествующий из Барселоны в Милан (это 978 километров) летит так быстро, что в ливень на него успевает упасть не больше двух капель. Если принять, что это происходит за одну секунду, то средняя скорость составит целых 3 520 800 км/ч (одна трехсоттысячная скорости света – характерная скорость переноса в вакууме электрически заряженных частиц).
Но подождите, как это всё связано с Интернетом? В своем опыте аббат Нолле хотел определить скорость распространения электричества и тем самым предвосхитил главный вопрос теории относительности XX века, связав скорость света и возможность передачи сигналов в реальном времени. Лишь мысль о том, что одним движением пальца можно было совершить какое-то действие где-то за много километров, была абсолютно невероятной для века лошадиной тяги и повозок. Но давайте посмотрим правде в глаза: мы до сих пор плохо представляем себе, что такое «мгновенно». Вот вопрос: сколько понадобится электрически заряженной частице, чтобы переместиться по чипу производства 1961 года из точки А в точку Б? Это не что иное, как по-другому сформулированный опыт аббата Нолле, только в качестве монахов выступают транзисторы, а расстояние между ними сократилось до 0,15 микрометра. Ответ такой: если подразумевать под одним метром расстояние, которое свет в вакууме проходит за 1/299 792 458 секунды, то частице потребуется всего лишь одна пятисоттысячная от этой двухсотдевяностодевятимиллиардной доли секунды – то есть настолько мало, что мы даже не можем себе это представить.
Получается, большой разницы нет: что в средневековом примере с ангелами, что в опыте аббата Нолле, что в случае с транзисторами время не играет никакой роли. Именно в этом и кроется смысл этого странного словосочетания – «реальное время».
Под ним мы понимаем, что перемещение электрических частиц занимает какое-то время, но мы не можем осознать его. Человек не может воспринять больше тридцати кадров в секунду, поэтому мы сразу говорим, что что-то произошло «в ту же секунду», «в реальном времени», хотя с физической точки зрения это неверно. Выходит, что наэлектризованные монахи аббата Нолле ничем не отличаются от транзисторов компьютерного чипа – это был человеческий процессор Нолле. Ангелы перемещались быстро, электричество – еще быстрей. История ускоряется или, если хотите, сжимается в размерах, ведь сегодня на повестке технического прогресса вполне средневековый вопрос о том, сколько ангелов помещается на кончике иголки: сколько монахов, – простите, транзисторов – можно напечатать на одном чипе?
2. Божественная сила
Электричество люди XVIII века восприняли как божественную силу, что вполне объяснимо. Это имело серьезные последствия, и уже аббат Нолле всерьез задумывался о том, чтобы лечить больных электрошоком. В электричестве увидели источник жизни: в конце концов, у некоторых экспериментаторов даже получалось с помощью электрических разрядов временно воскрешать мертвых воробьев и белок. Подлинного мастерства в обращении с новым видом энергии добился фокусник, сын лесника и уроженец города Констанц. Свое богатство он заработал в Вене, а в 1778 году, после череды скандалов, переехал в Париж. Его звали Франц Антон Месмер. Поначалу он просто пользовал своих пациентов электрическим током и минеральными магнитами, но скоро понял, что такое лечение может быть действенным даже без непосредственного контакта человека с электричеством. Открытие этого плацебо-эффекта позволило Месмеру сформулировать теорию «животного магнетизма» и создать аппарат, состоящий из наполненного водой и металлическими опилками деревянного чана, в крышку которого по кругу было вставлено до двадцати металлических стержней.
Пациенты Месмера рассаживались вокруг аппарата, прижимая больную часть тела к металлическим стержням. Рядом со стержнем также находился тросик, с помощью которого пациент мог дополнительно подключить себя к аппарату, чтобы усилить его чудесное действие. Чтобы образовать электрическую цепь, пациентам предписывалось взяться за руки.
Понятно, что аппарат Месмера был построен по образу и подобию лейденской банки, пусть и был совершенно бесполезен в качестве медицинского прибора. Несмотря на это, магнетические сеансы оказывали невероятное воздействие. Сидя в затемненной и богато украшенной комнате в ожидании мастера, пациенты с упоением слушали звуки гармоники, всматриваясь в зеркала и астрологические символы на плотных шторах, закрывающих дневной свет. Потом в зал входил Франц Антон Месмер собственной персоной. Своим неподвижным взглядом или прикосновением он мог привести человека в истерическое исступление, вызвать мелкую дрожь или заразительное чувство тошноты.
Аппарат Месмера
Если кто-то при этом терял самообладание, то ассистенты тут же отводили его в соседнюю звукоизолированную комнату. Такие магнетические сеансы, вольно сочетавшие спиритизм с эротизмом и групповой психотерапией, приобрели невиданную популярность в свете: на пике увлечения в одном лишь Париже магнетизм практиковало почти 6000 мастеров (впрочем, разрешения на это от самого Месмера они не получали). Вдобавок ко всему, магнетические сеансы стали значимым фактором политической жизни – на собраниях основанного Месмером «Общества вселенской гармонии» начали подниматься крамольные темы, что в конечном счете привело к изгнанию Месмера из Франции (но не помешало Марии-Антуанетте попросить у Месмера перед отъездом обучить своему искусству пару ассистентов). Способность магнетизеров «лечить» больных путем облегчения тока «флюидов» быстро начали трактовать и как метафору политического очищения государства: больное, двуличное и упадочное общество предлагалось исцелить революционным магнетическим экстазом.
Месмер как раз был на пике своей парижской славы, когда в лаборатории итальянского ученого Луиджи Гальвани начали твориться странные вещи. В поисках таинственной животворной силы Гальвани использовал птиц, рыб и других мелких животных. Однажды ему понадобилось препарировать лягушку, и он положил ее на стол, где стояла динамо-машина. Коснувшись лапки скальпелем, Гальвани вдруг увидел, что конечности мертвой лягушки начали подергиваться, а его ассистент даже заметил вспышку. Ученый начал изучать этот вопрос и выяснил, что раздражение двигательного нерва вызывали только проводящие материалы, например металл, и только в случае, если они заранее были наэлектризованы. Когда он касался сухожилий стеклянной трубкой (даже содержащей электризованную субстанцию), никакого эффекта это не производило. Гальвани был знаком с работой Бенджамина Франклина, где тот доказал связь грозы и электричества, поэтому дождался грозы и повесил препарированные лягушачьи лапки на металлической балюстраде своего балкона.
Опыт Гальвани
Как только лапка касалась металла, она начинала подергиваться, как будто в танце. Гальвани всегда подходил к делу основательно, поэтому провел целую серию экспериментов на открытом воздухе, под водой и в масле. В них он фиксировал лягушачьи лапки латунными прищепками и прикасался к нерву медной булавкой, тем самым (вероятнее всего, ненамеренно) создавая замкнутую электрическую цепь: металлы были проводником, а соленая вода в лягушачьей лапке – электролитом, перемещающим заряд в определенном направлении. Сокращения мышцы показывали, что ток действительно идет. Гальвани был убежден, что доказал этим существование «животного электричества».
Его успехи породили множество последователей, проводивших диковинные опыты, среди которых выделялся Джованни Альдини, племянник Гальвани. Тот проводил свои эксперименты публично, рядом с площадью, где гильотинировали преступников. Альдини засовывал в уши отрубленных голов провода и подводил к ним ток, чтобы на лице проступили гримасы. В свете подобных нравов нет ничего удивительного в том, что британской писательнице Мэри Шелли, жившей в то время на Женевском озере, пришел в голову образ доктора Франкенштейна – нового Прометея, который собрал монстра из частей трупов и оживил его ударом молнии.
Пока жадная до сенсаций публика продолжала поклоняться магии электричества, один исследователь решил превратить лейденскую банку в долгосрочный накопитель электричества. В 1800 году итальянцу Алессандро Вольте удалось создать вольтов столб – первый постоянный источник электричества[3 - При некоторой схожести конструкции у вольтова столба есть одно существенное отличие от лейденской банки: если последняя представляла собой прообраз конденсатора, обе обкладки которого были изготовлены из одного и того же металла, то в вольтовом столбе они были разными – цинк и медь, а зазор между ними заполнялся кислотой. В результате там начиналась электрохимическая реакция, приводившая к возникновению электрического заряда на обкладках, даже при его изначальном отсутствии.]. Повторив эксперименты Гальвани, Вольта пришел к выводу, что лягушка не источник волшебной субстанции, а просто играет роль проводника.
Вольтов столб
Это значило, что можно обойтись без нее, поэтому он сконцентрировался на изучении различных металлов и жидкостей. В отсутствие точных измерительных приборов он исследовал электрические свойства металлов простым способом – с помощью собственного языка: прикасаясь к металлу кончиком языка, Вольта ощущал кислый вкус. Если он брал две палочки из разных металлов (например, из цинка и серебра), то чувствовал небольшой электрический разряд, если же он предварительно соединял их проволокой, то эффекта не было.
У Вольты был чувствительный язык и готовность пострадать ради науки, поэтому он принялся проверять интенсивность разряда при соприкосновении различных металлов. Значительнее всего разряд ощущался при совмещении цинка и серебра, поэтому Вольта решил положить цинковые и серебряные пластинки стопкой друг на друга, разделяя их картоном, вымоченным в соленой воде (позже ее заменила кислота). В результате он получил несколько лейденских банок, объединенных в батарею по принципу Нолле, однако в отличие от лейденской банки, которая обеспечивала одномоментный, но сильный разряд, вольтов столб обеспечивал плавный ток электричества.
Так разрешился извечный спор гальваников и вольтаистов. Стало ясно, что источником электричества является не лягушка: напряжение возникает вследствие разницы потенциалов между металлами. С этого начинается история современной науки, которая, вооружившись новой электрической батареей, начала систематически исследовать различные вещества, расщепляя их на составные элементы. Первым это сделал Хамфри Дэви: погрузив вольтов столб в воду, он отметил, что жидкость начала пузыриться.
Из этого он сделал вывод, что вода состоит из нескольких элементов, равно как и все остальные известные вещества. Если проследить за этой ветвью истории, то через эксперименты Майкла Фарадея и исследования Джеймса Клерка Максвелла мы дойдем до теории относительности Альберта Эйнштейна: от восприятия веществ, дарованных нам природой в их данности, к общему представлению об энергии.
Но наука развивалась не только в этом направлении: другие исследователи в то же самое время пытались расшифровать универсальный код, язык, на котором написана книга природы. Как и в случае открытия шаг за шагом атомного строения вещества, на этом пути было немало ошибок и заблуждений. Вольтов столб сделал электричество надежным источником энергии, и исследователи из разных стран начали задумываться над тем, можно ли действительно превратить «линии коммуникации» Грея в реально работающее средство связи. Первые телеграфные системы появились еще раньше, во времена Французской революции: тогда во Франции функционировал оптический телеграф, созданный по проекту Клода Шаппа и позволявший за несколько минут отправить сообщение на другой конец страны. Сообщение передавалось по цепочке от одной станции к другой, а сами станции находились на возвышенностях и управлялись вручную.
Было очевидно, что электрический телеграф позволит существенно упростить текущую неповоротливую систему. В 1809 году Томас фон Зёммеринг придумал аппарат, в котором каждой букве соответствовало определенное напряжение, то есть та или иная высота вольтова столба, а получатель закодированного так сообщения мог расшифровывать его с помощью такого же устройства.
Недостаток системы Зёммеринга был в том, что процесс был слишком трудоемким, а передача была возможна только в одном направлении, поэтому проект не получил дальнейшего развития. В 1816 году английский изобретатель Фрэнсис Рональдс представил первый прототип электрического телеграфа в Британском адмиралтействе, однако лорды не выказали никакого интереса, посчитав изобретение совершенно бесполезным. Всё изменилось с появлением железных дорог: поезд был быстрее любого всадника, поэтому понадобилось средство, позволяющее контролировать движение нового транспорта.
Телеграф Зёммеринга
Если два поезда встретятся в местности, где нет никаких других дорог – например, в тоннеле – то может произойти катастрофа. Железная дорога нуждалась в системе диспетчеризации, и тут телеграф пришелся как раз кстати. Первым коммерческим применением этой технологии оказался стрелочный телеграф Чарльза Уитстоуна и Уильяма Фозерджилла Кука, линия которого была проложена вдоль железнодорожной ветки между Лондоном и станцией Уэст-Дрейтон.
Однако наиболее практичным решением оказалась система, разработанная американским художником-портретистом Сэмюэлом Морзе. Пересекая Атлантический океан на пароходе «Салли», он разговорился с ученым, который развлекал пассажиров экспериментами с электричеством. В беседе ученый и высказал мысль о том, что электричество можно использовать для передачи сообщений.
Телеграф Морзе
