Введение
Американский изобретатель цифрового компьютера
Джордж Роберт Стибиц (30 апреля 1904 – 31 января 1995) – американский учёный, работавший в Bell Labs и признанный во всем мире одним из основоположников современного цифрового компьютера. Он известен своими работами 1930-х и 1940-х годов по созданию цифровых схем, реализующих булеву логику, с использованием электромеханических реле в качестве переключающих элементов.
Ранние годы и образование
Стибиц родился в Йорке, штат Пенсильвания, в семье Милдред Мерфи, учительницы математики, и Джорджа Стибица, немецкого реформатского пастора и профессора теологии. В детстве Стибиц любил собирать устройства и системы, работая с такими разнообразными материалами, как игрушечный набор Meccano или электрическая проводка семейного дома. Он получил степень бакалавра математики в Университете Денисона в Гранвилле, штат Огайо, степень магистра физики в Колледже Юнион в 1927 году и степень доктора философии по математической физике в Корнеллском университете в 1930 году с диссертацией под названием "Вибрации неплоской мембраны".
Компьютер
Стибиц начал работать в Bell Labs после получения докторской степени и оставался там до 1941 года. В ноябре 1937 года он завершил создание релейного сумматора, который позже назвал "Модель K" (по имени кухонного стола, за которым он, по слухам, был собран), выполнявшего вычисления с использованием двоичного сложения. Экземпляры "Модели K" сейчас хранятся в Музее истории компьютеров, Смитсоновском институте, библиотеке Уильяма Говарда Доуэна при Университете Денисона и Американском музее компьютеров и робототехники в Боземане, штат Монтана. В конце 1938 года Bell Labs санкционировала полномасштабную исследовательскую программу, возглавляемую Стибицем. Он руководил разработкой калькулятора комплексных чисел (CNC), завершенного в ноябре 1939 года и введенного в эксплуатацию в 1940 году. В машине для выполнения операций использовались электромагнитные релейные двоичные схемы, а не счетные колеса или шестерни, что позволяло ей выполнять вычисления с комплексными числами. В ходе демонстрации на собраниях Американского математического общества и Американской математической ассоциации в Дартмутском колледже в сентябре 1940 года Стибиц использовал модифицированный телетайп для отправки команд по телеграфным линиям в CNC, расположенный в Нью-Йорке. Это было первое в реальном времени удаленное использование вычислительной машины.
Военная деятельность и последующие компьютеры Bell Labs
После того, как Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну в декабре 1941 года, Bell Labs активно занялась разработкой устройств управления огнем для американской армии. Самым известным изобретением лаборатории стал вычислитель М9, гениальное аналоговое устройство, которое с поразительной точностью наводило зенитный огонь. Стибиц перешел в Комитет по исследованиям национальной обороны – консультативный орган при правительстве, но сохранил тесные связи с Bell Labs. В течение следующих нескольких лет (1941–1945)
применение математики с помощью машины стало выдающимся достижением Стибица и Клода Шеннона, которое часто недооценивают. Десятичные числа кодировались группами из двух и пяти реле, наподобие счетов на китайских абаках. Этот биквинарный код позволял проводить тщательную проверку ошибок, гарантируя, что машина остановится и предупредит оператора, прежде чем выдать неверный результат. Релейные компьютеры, в отличие от своих электронных аналогов, нуждались в схемах обнаружения ошибок, поскольку реле могло периодически выходить из строя, обычно из-за попадания пыли, мешающей контактам в течение нескольких циклов, прежде чем она будет удалена. Обнаружить такие прерывистые ошибки без некоторой внутренней избыточности было бы практически невозможно. В отличие от этого, вакуумные лампы выходили из строя катастрофически, что приводило к очевидной неисправности компьютера для операторов. См. https://dl.acm.org/doi/pdf/10.5555/1074100.1074162 Даже сегодня искусственный интеллект допускает множество ошибок, называемых "неопределенным рассуждением", и обнаружение ошибок крайне необходимо. Компьютеры Bell Labs были мощными, надежными и сбалансированными машинами. Они часто превосходили свои электронно-ламповые аналоги в решении задач, где более высокая скорость не была решающим фактором. Однако, как только идеи компьютерной архитектуры, вдохновленные фон Нейманом, стали известны и получили признание, это преимущество было утрачено, поскольку конструкторы в других местах научились создавать электронные компьютеры, лишенные архитектурных недостатков, свойственных машинам, таким как ENIAC. Таким образом, машины Bell Labs представляют собой эволюционный тупик, хотя их вклад в основную историю цифровых вычислений был значительным. По окончании войны Стибиц не вернулся в Bell Labs, а занялся частной консалтинговой деятельностью. В то же время он указал на ограниченность противопоставления аналоговых и цифровых технологий, представив его скорее как теоретическую оппозицию, не имеющую практического применения, поскольку большинство компьютеров того времени состояли как из аналоговых, так и из цифровых механизмов.
Компьютерное искусство
В более поздние годы жизни Стибиц обратился к невербальным способам использования компьютера. В частности, он использовал Commodore Amiga для создания компьютерной графики. В письме 1990 года, адресованном председателю кафедры математики и компьютерных наук университета Денисона, он писал:
Я обратился к невербальному использованию компьютера и представил публике компьютерное "искусство". Кавычки необходимы, поскольку целью моих усилий было не создание значимого искусства, а демонстрация того, что это занятие доставляет удовольствие, как и создание компьютеров пятьдесят лет назад. Кафедра математики и компьютерных наук университета Денисона увеличила и выставила некоторые из его работ.