Различие между версиями Хоппер и IBM на самом деле глубже, чем вопрос о том, кому принадлежат главные заслуги. Оно демонстрирует противоположные взгляды на историю возникновения инноваций. В некоторых исследованиях по истории науки и техники подчеркивается, как это сделала Хоппер, роль изобретателей, совершающих инновационные прорывы. В других исследованиях подчеркивается роль команд и организаций, таких как Bell Labs и IBM, сумевших организовать коллективную работу на своих предприятиях. При втором подходе авторы пытаются показать: то, что может показаться творческим прорывом, моментом озарения, на самом деле является результатом эволюционного процесса, который возникает в тот момент, когда идеи, концепции, технологии и инженерные методы созревают одновременно. Ни одна из точек зрения на технологическим прогресс не является единственно правильной. Большинство великих инноваций цифровой эпохи возникали при взаимодействии творческих личностей (Мокли, Тьюринга, фон Неймана, Айкена) с командами, которые сумели реализовать их идеи.
Партнером Хоппер в работе с компьютером Mark I был Ричард Блох, математик из Гарварда, в студенческие годы игравший на флейте в любительской университетской музыкальной группе, а потом служивший в ВМС США. Прапорщик Блох начал работать с Айкеном за три месяца до Хоппер, и когда она появилась, взял ее под свою опеку. Он вспоминал: «Я помню, как мы сидели до глубокой ночи, разбираясь, как работает эта штуковина и как ее программировать». Они с Хоппер сменяли друг друга каждые двенадцать часов, подстраиваясь к требованиям машины и ее неуравновешенного командира — Айкена. «Иногда он появлялся в четыре утра, — рассказывал Блох, — и спрашивал: „Мы считаем?“ Он очень нервничал, когда машина останавливалась»[159].
Подход Хоппер к программированию был систематическим. Она разбивала все физические проблемы или математические уравнения на мелкие арифметические шаги. «Вы просто говорите компьютеру, что делать, шаг за шагом, — поясняла она. — Нужно взять это число, и добавить его к тому числу, и положить результат туда-то. Теперь взять это число, и умножить его на то число, и положить его туда-то»[160]. Когда программа уже была набита на ленту и наставал момент ее проверять, команда, обслуживающая Mark I, сначала в шутку, ставшую потом ритуалом, вытаскивала молитвенный коврик, становилась на него лицом на восток и молилась, чтобы их работа оказалась успешной.
Иногда по ночам Блох слегка переделывал что-то в аппаратуре компьютера, что создавало проблемы для компьютерных программ, которые писала Хоппер. Она была человеком несдержанным, бывало, использовала крепкие словечки, и отборная брань, которой она поливала остолбеневшего долговязого Блоха, стала предвестником той смеси вражды и товарищества, которая возникнет между разработчиками аппаратных средств и программного обеспечения. «Каждый раз, когда я запускаю программу, он приходит ночью и меняет схемы в компьютере, а на следующее утро программа перестает работать, — сетовала она. — К тому же утром он уже дома, и спит, и не может рассказать мне, что переделал». Как в таких случаях говорил Блох: «Разверзались ворота ада. Айкен не умел воспринимать это с юмором»[161].
Из-за таких случаев Хоппер заработала репутацию грубиянки. Такой она и была. Но она также могла сочетать грубоватость с умением работать в команде — способность, присущая программистам экстра-класса. Это ощущение командного «пиратского» братства — то, что роднит Хоппер с программистами последующих поколений, — не ограничивало ее, а скорее делало более свободной. Как писал Бейер, «именно способности Хоппер к работе в команде, а не ее дерзкий характер, способствовали самостоятельности ее мышления и действий»[162].
На самом деле не у импульсивной Грейс Хоппер, а у спокойного Блоха были более сложные отношения с командиром Айкеном. «У Дика всегда возникали неприятности, — вспоминала Хоппер. — Я пробовала объяснить ему, что Айкен похож на компьютер. Он сконструирован определенным образом, и если собираешься работать с ним, ты должен понимать, как он собран»[163]. Айкен, который сначала был недоволен присутствием женщины в его подразделении, вскоре сделал Хоппер не только главным программистом, но и своим первым заместителем. Много лет спустя он вспоминал с благодарностью ее вклад в рождение компьютерного программирования. Как он говорил, «Грейс была хорошим парнем»[164].
Среди методов программирования, которые Хоппер в Гарварде довела до совершенства, было создание подпрограмм — частей программы, предназначенных для выполнения конкретных задач. Подпрограммы загружаются один раз, но их можно вызывать всякий раз, когда это необходимо, — в любой момент выполнения основной программы. «Подпрограмма — это четко определенная, удобно закодированная, часто повторяемая программа, — писала она. — В компьютере Mark I / Harvard имелись подпрограммы для вычисления sin х, log10 х, и 10x, каждая из которых могла вызываться одним операционным кодом»[165]. Это была та самая концепция, которую Ада Лавлейс впервые описала в своих «Примечаниях» к статье об аналитической машине. Хоппер собирала библиотеку этих подпрограмм, которая все время пополнялась. В процессе работы над программированием компьютера Mark I она разработала концепцию компилятора — устройства для перевода исходного кода на машинный язык, используемый различными компьютерными процессорами, что в конечном итоге облегчило написание одной и той же программы для множества машин.
Кроме того, ее команда внедрила общепринятые в настоящее время термины bug (в переводе — насекомое), означающий ошибку в программе, и debugging (устранение насекомых), означающий отладку программы. Вторая версия машины — компьютер Mark II /Harvard был установлен в здании, где на окнах не было противомоскитных сеток. Однажды ночью машина вышла из строя, и команда стала искать причину проблемы. Внутри они нашли разбившуюся и застрявшую в одном из электромеханических реле ночную бабочку с размахом крыльев в десять сантиметров. Она была извлечена и приклеена в журнал записей скотчем. Запись гласила: «Панель F (бабочка) в реле. Первая конкретная причина программной ошибки найдена»[166]. С тех пор поиски глюков, то есть отладку программы, называли «поиском багов в машине».
К 1945 году, во многом благодаря Хоппер, компьютер Mark I / Harvard стал самым легко программируемым в мире большим компьютером. Он мог переключаться с одной задачи на другую, просто получив новые инструкции с бумажной перфоленты, и не требовал аппаратной переделки или перепайки кабелей. Тем не менее эта замечательная особенность в значительной степени осталась незамеченной и тогда, и в истории компьютеров, поскольку в компьютере Mark I (и даже в его преемнике, Mark II, построенном в 1947 году) использовались медленные электромеханические реле, а не электронные компоненты, в первую очередь электронные лампы. «К тому времени, когда кто-то что-то узнал о нем, — рассказывала Хоппер о компьютере Mark II, — он уже был малоэффективен, и все переходили на электронику»[167].
Инноваторы в области компьютерных технологий, как и другие первопроходцы, могут оказаться в отстающих, если зациклятся на своих решениях. Те же черты характера, которые делают их изобретательными, например упрямство и умение сконцентрироваться, могут сделать их невосприимчивыми к новым идеям. Стив Джобс был известен своим упрямством и целеустремленностью, но он же поражал и сбивал с толку своих коллег, когда внезапно менял подход, поняв, что теперь необходимо направить мысли в другом направлении. Айкену не хватало гибкости. Он не был достаточно гибким, чтобы в нужный момент исполнить пируэт. Он инстинктивно вел себя как капитан корабля, наделенный единоличной властью, поэтому у его экипажа не было привычки свободно выдвигать новые идеи, как это было в команде Мокли и Эккерта в Пенне (Пенсильванском университете). Кроме того, Айкен ставил на первое место надежность, а не скорость. Поэтому он держался за использование проверенных временем и надежных электромеханических реле даже после того, как инженеры из Пенна и Блетчли-Парка поняли, что будущее за электронными лампами. Его Mark I мог выполнять только около трех операций в секунду, в то время как ENIAC, строившийся в Пенне, мог выполнять за то же время пять тысяч операций.
Когда Айкен поехал в Пенн посмотреть на ENIAC и прослушать лекции, был написан отчет, где об этой встрече сказано: «Айкен был зациклен на своем собственном подходе и, кажется, не понял значения новых электронных машин»[168]. То же самое можно отнести и к Хоппер, посетившей ENIAC в 1945 году. Ей казалось, что Mark I лучше, поскольку его было легче программировать. В ENIAC, сказала она, «вы вставляете разные блоки и по сути конструируете новый компьютер для каждой задачи, а мы привыкли к концепции программирования и управления компьютером с помощью нашей программы»[169]. Для того чтобы перепрограммировать ENIAC, может потребоваться целый день, и это убивало его преимущество в скорости обработки, если только не нужно было все время решать одну и ту же задачу.
Когда Айкен поехал в Пенн посмотреть на ENIAC и прослушать лекции, был написан отчет, где об этой встрече сказано: «Айкен был зациклен на своем собственном подходе и, кажется, не понял значения новых электронных машин»[168]. То же самое можно отнести и к Хоппер, посетившей ENIAC в 1945 году. Ей казалось, что Mark I лучше, поскольку его было легче программировать. В ENIAC, сказала она, «вы вставляете разные блоки и по сути конструируете новый компьютер для каждой задачи, а мы привыкли к концепции программирования и управления компьютером с помощью нашей программы»[169]. Для того чтобы перепрограммировать ENIAC, может потребоваться целый день, и это убивало его преимущество в скорости обработки, если только не нужно было все время решать одну и ту же задачу.
Но в отличие от Айкена у Хоппер был достаточно гибкий ум, и она вскоре изменила свой подход. В том году были придуманы способы более быстрого перепрограммирования ENIAC. И к радости Хоппер, эту революцию в программировании совершили в первую очередь женщины.
Женщины и ENIAC
Все инженеры, конструировавшие ENIAC, были мужчинами. Менее запомнившейся в истории оказалась группа женщин, особенно шесть из них, сыгравшие, пожалуй, не менее важную роль в развитии современной компьютерной техники. Поскольку ENIAC строился в Пенне в 1945 году, считалось, что он все время будет выполнять одни и те же определенные расчеты, например расчеты траекторий ракеты при разных условиях. Но война закончилась, и машина могла понадобиться для различных других расчетов — акустических волн, погодных условий, мощности взрывов новых типов атомных бомб, а это означало, что ее придется часто перепрограммировать.
Для этого требовалось вручную переключить кабели ENIAC и сбросить переключатели в начальное положение. Сначала программирование казалось рутинным занятием, возможно, даже черновой работой, и может быть, поэтому она была поручена женщинам, которым в то время не очень просто было стать инженерами. Но женщины, программировавшие ENIAC, вскоре доказали (и мужчины это позже поняли), что программирование компьютера могло быть не менее важным, чем его конструирование.
История Джин Дженнингс является типичной для женщин-программисток, работавших с первыми компьютерами[170]. Она родилась на ферме, расположенной на окраине поселка Алантус-Гроув в штате Миссури (население 104 человека), в семье, в которой практически не было денег, но очень ценилось образование. Ее отец преподавал в школе, помещавшейся в одной комнате, и Джин считалась лучшей в школе подающей в бейсболе и единственной девчонкой в футбольной команде. Ее мать, хотя и бросила школу в восьмом классе, помогала обучать детей алгебре и геометрии. Джин была шестым ребенком из семи детей, и все они пошли учиться в колледж. В то время это было реально, поскольку государственные власти ценили образование и понимали экономическую и социальную ценность его доступности. Она училась в Северо-Западном Миссурийском государственном педагогическом колледже в Мэривилле, где обучение стоило 76 долларов в год.
(В 2013 году оно стоило около уже 14 тысяч долларов в год даже для жителей штата, то есть увеличилось в двенадцать раз с учетом инфляции.) Она сначала решила учиться журналистике, но вскоре возненавидела своего преподавателя и переключилась на математику, которую любила с детства.
Когда она окончила колледж в январе 1945 года, ее преподаватель по математическому анализу показал ей объявление: в Пенсильванском университете требовались женщины-математики. Женщины там выполняли функции «компьютеров», то есть считали рутинные математические задачи — в основном рассчитывали артиллерийские траектории и составляли баллистические таблицы для армии. В одном объявлении было написано:
Требуются женщины с высшим математическим образованием… Женщинам предлагается работа в научной и инженерной областях, на которую раньше предпочитали брать мужчин. Сейчас пришло время для вас подумать о работе в области науки и техники. Вы увидите, что здесь, как сейчас везде, актуален лозунг «Требуются женщины!»[171]
Дженнингс, которая никогда не выезжала за пределы штата Миссури, послала заявление. Когда она получила телеграмму о том, что ее приняли, то села в полночь на поезд железнодорожной компании Wabash, идущий на восток, и прибыла в Пенн сорок часов спустя. Она вспоминала: «Не стоит и говорить, что они были поражены тем, что я оказалась там так быстро»[172].
Когда двадцатилетняя Дженнингс появилась в Пенне в марте 1945 года, там уже работало около семидесяти женщин, пользующихся настольными счетными машинками и испещрявших цифрами огромные листы бумаги. Жена капитана Германа Голдстайна Адель была ответственной за вербовку и подготовку кадров. «Никогда не забуду, как я впервые пришла на лекцию Адели, — рассказывала Дженнингс. — Она вошла в класс с сигаретой в углу рта, подошла к столу, забросила одну ногу на него и заговорила с отчетливым бруклинским акцентом». Для Дженнингс, которая в детстве была сорванцом и вскипала каждый раз, когда сталкивалась с бесчисленными случаями сексизма, это был опыт, перевернувший ее представления о жизни. «Я поняла, что уехала далеко от Мэривилля, где женщинам приходилось прятаться в сараях, чтобы тайком покурить»[173].
Через несколько месяцев после того, как Дженнингс приехала в Пенн, среди женщин была распространена служебная записка об открытии шести вакансий для работы на таинственном устройстве, скрывавшемся за закрытыми дверями на первом этаже электротехнической школы Мура при Пенне. «Я понятия не имела, что это была за работа и что такое ENIAC, — вспоминала Дженнингс. — Все, что я понимала, — это то, что я могла бы там узнать что-нибудь новое, и я верила, что смогу научиться делать что-либо не хуже всех остальных». Еще ей хотелось заняться чем-то более интересным, чем расчет траекторий.
Когда она пришла на интервью, Голдстайн спросил ее, что она знает об электричестве. Она вспомнила закон Ома, который определяет, как электрический ток связан с напряжением и сопротивлением, и сказала, что «прослушала курс физики и знает, что U равно IR». «Нет-нет, — сказал Голдстайн, — меня не это заботит, я спрашиваю, не боитесь ли вы электричества?»[174] Работа состояла в том числе в переключении проводов и управлении переключателями, пояснил он. Она сказала, что не боится. Во время интервью пришла Адель Голдстайн, взглянула на нее и кивнула. Дженнингс была принята.
Кроме Джин Дженнингс (позже Бартик), были взяты на работу Мэрлин Весков (позже Мельцер), Рут Лихтерман (позже Тейтель-баум), Бетти Снайдер (позже Холбертон), Фрэнсис Байлас (позже Спенс) и Кей Макналти (которая впоследствии вышла замуж за Джона Мокли). Они были типичной командой, оказавшейся вместе благодаря войне: Весков и Лихтерман были еврейками, Снайдер — из квакеров, Макналти — католичкой ирландского происхождения, а Дженнингс принадлежала к церкви, отколовшейся от протестантской. «Мы замечательно проводили время вместе, в основном потому, что никто из нас никогда раньше не имел близких контактов с кем-либо принадлежащим к другой религии, — вспоминала Дженнингс. — У нас было несколько важных споров о религиозных догмах и верованиях. Несмотря на наши различия или, возможно, благодаря им, мы очень полюбили друг друга»[175].
Летом 1945 года шесть женщин были направлены на Абердинский испытательный полигон, где их учили работать с перфокартами IBM и подключать коммутационные панели. «Там у нас происходили длинные споры о религии, наших семьях, политике и нашей работе, — вспоминала Макналти. — Нам всегда было что сказать друг другу»[176]. Дженнингс стала лидером в группе. Она вспоминала: «Мы работали вместе, жили вместе, ели вместе и засиживались часами, обсуждая все на свете»[177]. Поскольку все они были свободными, а вокруг было много одиноких солдат, в кабинках клуба офицеров, где распивались коктейли «Том Коллинз», вспыхнуло несколько ярких романов. Весков нашла себе морпеха, «высокого и довольно красивого». Дженнингс встретила сержанта по имени Пит, который был «привлекательным, но не очень красивым». Он был родом из Миссисипи, а Дженнингс откровенно выражала свое неприятие расовой сегрегации: «Пит сказал мне однажды, что никогда не повезет меня в Билокси, потому что я так откровенно высказываюсь по вопросам дискриминации, что меня там убьют»[178].
После шестинедельных тренировок шесть девушек-программисток, отправив своих приятелей в архивы памяти, вернулись в Пенн, где им дали диаграммы размером с плакат и схемы ENIAC. Макналти рассказывала: «Некто вручил нам целую пачку чертежей (это были электрические схемы всех блоков) и сказал: „Нужно выяснить, как работает машина, а затем научиться ее программировать“»[179]. Для этого потребовалось проанализировать дифференциальные уравнения, а затем понять, как перекинуть кабели к нужным электронным схемам. «Самое большое преимущество изучения компьютера ENIAC по диаграммам состояло в том, что мы начали понимать, что можно на нем сделать, а что нельзя, — говорила Дженнингс. — В результате мы могли локализовать проблему, почти наверняка знали, какая именно электронная лампа барахлит». Они со Снайдер разработали систему, позволяющую обнаружить, какая из восемнадцати тысяч электронных ламп сгорела. «Так как мы знали, как система работает, мы научились диагностировать проблемы так же, если не лучше, чем инженеры. Должна сказать вам, что инженерам это нравилось. Они могли переложить отладку на нас»[180].