تحرك فوق التصحيح الثلاثاء - إنه يوم Ada Lovelace!

الثلاثاء الثاني من كل شهر هو يوم Microsoft المعتاد للحصول على تحديثات الأمان ، والتي لا تزال معروفة من قبل الجميع تقريبًا بلقبها غير الرسمي "يوم الثلاثاء التصحيح".

لكن الثلاثاء الثاني من أكتوبر هو أيضًا يوم آدا لوفليس، الاحتفال آدا ، كونتيسة لوفليس.

كانت Ada رائدة حقيقية ليس فقط في مجال الحوسبة ، ولكن أيضًا في علوم الكمبيوتر ، ومنحت اسمها إلى لغة البرمجة Ada.

من المثير للاهتمام أن لغة Ada نشأت من مشروع وزارة الدفاع الأمريكية الذي يهدف إلى "debabelising" عالم الترميز الحكومي ، حيث تم تصميم كل قسم لتفضيل لغة مختلفة ، أو لهجة لغة مختلفة ، مما يجعلها أكثر صعوبة ، وأكثر تكلفة ، و أقل موثوقية لحملهم على العمل معًا.

كان لدى Ada العديد من الميزات النحوية التي تهدف إلى تحسين قابلية القراءة وتجنب الأخطاء الشائعة. على عكس التعليقات في C ، والتي تبدأ بـ /* والركض حتى اليوم التالي */، ربما بعد عدة سطور ، يتجاهل Ada ببساطة أي شيء بعد ذلك -- في أي سطر واحد ، لذا لا يمكن عرض التعليقات بشكل عرضي أبعد مما كنت تقصده. بدلاً من إرفاق جميع كتل التعليمات البرمجية متعددة الأسطر داخل أقواس متعرجة ({...}، المعروف أيضا باسم الأقواس) ، يحتوي Ada على فاصل فريد لكل نوع من الكتل متعددة الخطوط ، على سبيل المثال end record, end loop و end if. نشك في أن Ada Lovelace كانت ستثني على وضوح لغتها التي تحمل الاسم نفسه ، لكن Ada-the-language لم يتم التقاطها أبدًا ، وقد فازت صيغة C المتعرجة إلى حد كبير اليوم ، مع Python ربما كانت اللغة الوحيدة غير المتعرجة في استخدام شائع. تعتبر الأقواس المتعرجة جانبًا حيويًا في C و C ++ و C # و Go و Java و JavaScript و Perl و Rust والعديد من اللغات الشائعة الأخرى.

عصر Ada Lovelace

قد تتفاجأ عندما تكتشف ، نظرًا لمدى ارتباط اسم Ada ببدايات علوم الكمبيوتر ، أنها عاشت في النصف الأول من القرن التاسع عشر ، قبل وقت طويل من وجود أي شيء نعرفه حاليًا كجهاز كمبيوتر ، أو حتى آلة حاسبة. .

(توفيت آدا بسرطان الرحم عام 1852 عن عمر يناهز 36 عامًا فقط).

ولكن على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر بمعناها الحديث لم تكن موجودة في القرن التاسع عشر ، إلا أنها قريب جدا فعلت.

إليك كيف حدث ذلك تقريبًا.

اشتهر تشارلز باباج ، في أوائل القرن التاسع عشر ، باختراع جهاز حساب ميكانيكي يسمى محرك الفرق يمكن أن يحل ذلك ، من الناحية النظرية على الأقل ، المعادلات متعددة الحدود تلقائيًا في الدرجة السادسة ، على سبيل المثال عن طريق إيجاد قيم لـ X من شأنها أن ترضي:

aX6 + بكس5 + cX4 + dX3 + eX2 + fX + g = 0

كانت حكومة المملكة المتحدة مهتمة ، لأنه يمكن استخدام جهاز من هذا النوع لإنشاء جداول رياضية دقيقة ، مثل الجذور التربيعية واللوغاريتمات والنسب المثلثية.

وأي آلة جيدة في الحسابات المثلثية ستكون مفيدة أيضًا لحساب أشياء مثل طاولات المدفعية التي يمكن أن تحدث ثورة في دقة المدفعية في البر والبحر.

لكن باباج كان لديه مشكلتين.

أولاً ، لم يتمكن مطلقًا من الوصول إلى الدقة الهندسية اللازمة لجعل محرك الفرق يعمل بشكل صحيح ، لأنه اشتمل على عدد كافٍ من التروس المتشابكة بحيث يؤدي رد الفعل العكسي (عدم الدقة الصغيرة ولكن التراكمي الذي يؤدي إلى "التراخي" في الآلية) إلى إقفاله.

ثانيًا ، يبدو أنه فقد الاهتمام بـ Difference Engine عندما أدرك أنه طريق مسدود - بالمصطلحات الحديثة ، يمكنك التفكير فيه على أنه آلة حاسبة للجيب ، ولكن ليس كجهاز كمبيوتر لوحي أو كمبيوتر محمول.

لذا قفز باباج إلى الأمام بتصميم جهاز أكثر تعقيدًا أطلق عليه اسم المحرك التحليلي، والتي يمكن أن تحل مشاكل علمية أكثر عمومية من نوع واحد من المعادلات متعددة الحدود.

ربما ليس من المستغرب ، إذا كان لسوء الحظ في الإدراك المتأخر. لم تكن الحكومة مهتمة بشكل كبير بتمويل مشروع باباج الأكثر تقدمًا.

بالنظر إلى أنه لم ينجح في بناء الآلية اللازمة لحل معادلات أبسط بكثير ، ما هي الفرصة المتاحة أمام جهاز كمبيوتر عملاق يعمل بالطاقة البخارية للأغراض العامة لتقديم أي نتائج مفيدة؟

دائرة المؤتمرات الأوروبية

في تطور غريب للتعاون الدولي متعدد اللغات ، سافر باباج إلى إيطاليا لإلقاء محاضرة للترويج لمحركه التحليلي.

كان من بين الحضور مهندس عسكري يُدعى الكابتن لويجي مينابريا ، والذي تم إلهامه بالتعاون مع باباج لإنتاج ورقة 1842 وصفت الآلة.

على الرغم من كونه إيطاليًا ، نشر مينابريا ورقته البحثية بالفرنسية ...

... وكانت أدا لوفلايس هي التي ترجمت بعد ذلك ورقة مينابريا إلى الانجليزية.

بناءً على طلب باباج ، أضافت آدا أيضًا سلسلة من ملاحظات من المترجم، والذي تبين أنه ليس فقط أكثر من ضعف طول تقرير مينابريا الأصلي ، ولكن أيضًا أكثر إلمامًا ، موضحًا العديد من الخصائص المهمة لما نسميه الآن جهاز كمبيوتر للأغراض العامة.

والتر إيزاكسون ، في كتابه المقروء بشكل ممتاز المبتكرين، المنشور في عام 2014 ، يصف كيف أدا "استكشاف أربعة مفاهيم كان من شأنها أن يكون لها صدى تاريخي بعد قرن من الزمان عندما ولد الكمبيوتر أخيرًا":

• أدرك Ada أن المحرك التحليلي ، على عكس محرك الفرق ، كان حقًا جهازًا للأغراض العامة ، لأنه لا يمكن برمجته للقيام بشيء واحد فقط ، ولكن أيضًا ، وبسهولة نسبيًا ، يمكن إعادة برمجته لأداء بعض المهام المختلفة تمامًا.

بكلمات آدا الخاصة (كان هذا عصرًا لا يزال فيه الأدب العلمي أكثر ارتباطًا بالأدب أكثر مما هو عليه اليوم):

يمكن لمحرك الاختلاف في الواقع (كما تم شرحه جزئيًا بالفعل) أن يفعل شيئًا سوى الإضافة ؛ وأي عمليات أخرى ، باستثناء عمليات الطرح والضرب والقسمة البسيطة ، يمكن إجراؤها فقط إلى المدى الذي يمكن فيه ، من خلال الترتيب الرياضي الحكيم والادوات ، تقليصها إلى سلسلة من الإضافات. طريقة الفروق هي في الحقيقة طريقة للإضافات. وبما أنه يتضمن ضمن وسائله عددًا أكبر من النتائج التي يمكن تحقيقها عن طريق الإضافة ببساطة ، أكثر من أي مبدأ رياضي آخر ، فقد تم اختياره بشكل مناسب جدًا كأساس لبناء آلة إضافة ، وذلك لإعطاء صلاحيات مثل هذه الآلة على أوسع نطاق ممكن. على العكس من ذلك ، يمكن للمحرك التحليلي أن يضيف أو يطرح أو يضرب أو يقسم بميزة متساوية ؛ وينفذ كل من هذه العمليات الأربع بطريقة مباشرة ، دون مساعدة أي من العمليات الثلاث الأخرى. هذه الحقيقة الواحدة تعني كل شيء. ومن النادر أن نشير ، على سبيل المثال ، إلى أنه في حين أن محرك الفرق يمكنه فقط جدولة ، وغير قادر على التطوير ، يمكن للمحرك التحليلي إما الجدولة أو التطوير.

• أدركت Ada أن المحرك التحليلي لم يقتصر على التشفير والحساب بالأرقام. على الرغم من أنها رقمية ، واستنادًا إلى القدرة على إجراء الحسابات العددية ، فقد أوضحت أن هذه العمليات الرقمية يمكن أن تمثل نظريًا مقترحات منطقية (كما نعتبرها أمرًا مفروغًا منه اليوم في if ... then ... else ... end if العبارات) والنوتات الموسيقية وما إلى ذلك.

كما قال آدا:

قد يعمل [المحرك التحليلي] على أشياء أخرى إلى جانب العدد ، كانت الأشياء التي تم العثور عليها والتي يمكن التعبير عن علاقاتها الأساسية المتبادلة بواسطة تلك الخاصة بعلم العمليات المجرد ، والتي يجب أن تكون أيضًا عرضة للتكيف مع عمل تدوين التشغيل وآلية المحرك. لنفترض ، على سبيل المثال ، أن العلاقات الأساسية للأصوات المنحدرة في علم التناغم والتأليف الموسيقي كانت عرضة لمثل هذا التعبير والتكيف ، يمكن للمحرك أن يؤلف مقطوعات موسيقية معقدة وعلمية بأي درجة من التعقيد أو المدى. يعد المحرك التحليلي بمثابة تجسيد لعلم العمليات ، وقد تم إنشاؤه بمرجع خاص إلى الرقم المجرد كموضوع لتلك العمليات.

• توصل Ada إلى مفهوم إعادة استخدام أجزاء مما نسميه الآن بالبرامج. بهذا المعنى ، يمكن القول إنها ابتكرت مفهوم الروتين الفرعي ، بما في ذلك الإجراءات الفرعية العودية (الوظائف التي تبسط الحل عن طريق تقسيم عملية حسابية إلى سلسلة من الحسابات الفرعية المتشابهة ، ثم استدعاء نفسها).
• تناولت Ada أولاً بشكل مفيد السؤال "هل يمكن للآلات أن تفكر؟" هذه قضية تثير قلقنا منذ ذلك الحين.

اتصال فرانكشتاين

كان والد آدا (على الرغم من أنها لم تقابله أبدًا) هو الشاعر سيئ السمعة اللورد بايرون ، الذي أمضى إجازة ممطرة بشكل لا يُنسى في سويسرا يكتب قصص الرعب مع أصدقائه الأدبيين بيرسي وماري شيلي.

جهود بايرون وبيرسي شيلي في مسابقة الكتابة الودية هذه منسية تمامًا اليوم ، لكن رواية ماري شيلي المؤثرة فرانكشتاين. أو ، بروميثيوس الحديثة (نُشر عام 1818) يحظى بشعبية ويحظى باحترام كبير حتى يومنا هذا.

اشتهرت قصة فرانكشتاين باستكشاف المعضلات الأخلاقية المحيطة بما يمكن أن نشير إليه اليوم بالذكاء الاصطناعي. (فرانكشتاين ، لا تنس ، كان العالم الذي أجرى التجربة ، وليس الذكاء الاصطناعي الذي ظهر من المشروع).

ومع ذلك ، لا يبدو أن آدا تشارك صديق والدها مخاوفه البائسة بشأن المحركات التحليلية ، أو في الواقع حول أجهزة الكمبيوتر بشكل عام.

قدمت الرأي في القسم الأخير منها ملاحظات من المترجم، ذلك:

ليس للمحرك التحليلي أي ادعاءات على الإطلاق لإنشاء أي شيء. يمكنه أن يفعل كل ما نعرفه كيف نطلبه لأداء. يمكن أن تتبع التحليل ؛ لكنها لا تملك القدرة على توقع أي علاقات أو حقائق تحليلية. سيساعدنا إقليمها في إتاحة ما نعرفه بالفعل. هذا محسوب للتأثير في المقام الأول والرئيسي بالطبع ، من خلال كلياتها التنفيذية ؛ ولكن من المرجح أن تمارس تأثيرًا غير مباشر ومتبادلًا على العلم نفسه بطريقة أخرى. من خلال توزيع الحقائق وصيغة التحليل والجمع بينها ، بحيث تصبح أكثر سهولة وسرعة في الاستجابة للتركيبات الميكانيكية للمحرك ، يتم إلقاء العلاقات وطبيعة العديد من الموضوعات في ذلك العلم بالضرورة في أضواء جديدة ، ومزيد من التحقيق المتعمق. هذا هو بالتأكيد نتيجة غير مباشرة ، ومضاربة إلى حد ما ، لمثل هذا الاختراع.

بعد أكثر من 100 عام بقليل ، عندما قام آلان تورينج بإعادة النظر في مسألة الذكاء الاصطناعي في ورقته البحثية الآلات الحاسوبية والذكاء، وقدم له اختبار تورينج المشهور الآن، أطلق عليها اسم هذا اعتراض السيدة لوفليس.

ماذا ستفعلين.. إذًا؟

في المرة القادمة التي تجد فيها نفسك تكتب رمزًا مثل ...

   - شيء غير تقليدي: وظيفة أكرمان. - قابل للحساب ، ولكن ليس بدائيًا تكراريًا! - (لا يمكنك كتابتها باستخدام حلقات for - القديمة البسيطة ، ومع ذلك يمكنك التأكد من أنها ستنتهي ، - حتى لو استغرق الأمر وقتًا طويلاً.) ack المحلي = وظيفة (م ، ن) إذا م == 0 ثم إرجاع n + 1 end إذا كان n == 0 ثم إرجاع ack (m-1,1،1) نهاية إرجاع ack (m-1، ack (m، n-XNUMX)) نهاية

... تذكر أن الإجراءات الفرعية العودية من هذا النوع بدأت كلها في الخيال العلمي لشخص يعرف الشكل الذي يجب أن يبدو عليه الكمبيوتر ، وكيف سيبدو على الأرجح ، لكنه عاش (للأسف مات صغيرًا جدًا) قبل 100 عام من أي جهاز من هذا القبيل على الإطلاق كانت موجودة بالنسبة لها لاختراقها على أرض الواقع.

القرصنة على أجهزة الكمبيوتر الفعلية شيء واحد ، لكن القرصنة المتعمدة على أجهزة الكمبيوتر التخيلية هي ، في هذه الأيام ، شيء لا يمكننا تخيله إلا.

يوم آدا لوفليس سعيد!

---