با نخستین برنامه‌نویس جهان آشنا شوید

یکی از نخستین دانشمندان رایانه شناخته شد

کد خبر: ۸۲۷۲۳۹

تاریخ: ۲۲ مهر ۱۴۰۴ - ۱۱:۲۰

به گزارش ایران اکونومیست؛ روز آدا لاولیس یک جشن بین‌المللی برای احترام به دستاوردهای زنان در علم، فناوری، مهندسی و ریاضیات (STEM) است. هدف از چنین روزی افزایش حضور زنان در این حوزه‌ها و در نتیجه، ایجاد الگوهای جدید است که دختران بیشتری را به مشاغل علمی، فناورانه، مهندسی و ریاضی تشویق کرده و از زنانی که در حال حاضر در این حوزه‌ها مشغول به کار هستند، حمایت می‌کنند. به همین مناسبت قصد داریم با آدا لاولیس، نخستین برنامه‌نویس جهان که این روز به نام اوست، بیشتر آشنا شویم.

آدا لاولیس یکی از نخستین دانشمندان رایانه شناخته می‌شود که پتانسیل رایانه‌ها را یک قرن قبل از ساخته شدن آنها فهمید. آدا لاولیس با نام کامل آگوستا آیدا کینگ، کنتس لاولیس، دختر یک شاعر انگلیسی به نام لرد بایرون، ریاضیدانی بود که به خاطر نوشتن نخستین برنامه کامپیوتری در دهه ۱۸۴۰ شناخته می‌شود.

ماشین محاسباتی اولیه که تنها بر روی کاغذ وجود داشت، توسط ریاضیدان و مخترع چارلز بابیج طراحی شده بود و او در آن زمان با او همکاری می‌کرد. این ماشین قرار بود محاسبات ساده را بسیار کارآمدتر از انسان انجام دهد، اما لاولیس فراتر از کاربرد محدود محاسبه ساده را دید و نخستین کسی بود که مفهوم محاسبه که اساسا ایده‌ای ابتدایی از «برنامه رایانه‌ای» امروزی بود را بیان کرد.

با وجود اینکه مورخان مطمئن نیستند آیا برنامه رایانه‌ای که به مجموعه‌ای از مراحل گفته می‌شود که ماشین می‌تواند بوسیله آن، اعداد برنولی را محاسبه کند، واقعا توسط او یا بابیج نوشته شده است، اما این مهم نیست که آیا او آن‌ مراحل را نوشته‌ است یا خیر، لاولیس چیزی در آن طراحی‌ها دید که هیچ کس دیگر، حتی بابیج، ندیده بود. شاید بهتر باشد او را «پیام‌آور عصر رایانه» نامید.

کودکی سخت و غرق در مطالعه

لاولیس در سال ۱۸۱۵ در لندن به دنیا آمد و تنها دختر لرد بایرون و همسرش، لیدی آن ایزابلا میل‌بنک بایرون، بود. ازدواج آنها خوشایند نبود و لیدی بایرون معتقد بود شوهرش دچار جنون است. چند هفته پس از تولد لاولیس، این زوج از هم جدا شدند و لرد بایرون به خارج رفت و هرگز دخترش را ندید.

گفته می‌شود لیدی بایرون بسیار باهوش، ولی سلطه‌جو بود و علاقه زیادی به ریاضیات داشت. او نگران بود که دخترش راه پدرش را دنبال کند، بنابراین لاولیس کودکی بسیار منظم و سختگیرانه‌ای داشت و در مطالعه ریاضیات و جغرافیا غرق شده بود.

در آن زمان، حقوق زنان در انگلستان بسیار محدود بود و مطالعه ریاضیات برای توانایی ذهنی آنها بیش از حد تصور می‌شد، اما تولد در خانواده اشرافی مزایای زیادی داشت.

چندین زن برجسته در ریاضیات و علوم در آن زمان حضور داشتند، مانند مربی و استاد لاولیس، مری سامرویل همراه با منجم کارولین هرشل جزء نخستین زنانی بودند که اجازه ورود به انجمن سلطنتی نجوم را پیدا کردند و نکته این بود که علاوه بر توانایی، داشتن پول هم برای یک زن جهت تحصیل در ریاضیات ضروری بود.

موتور تفاوت (The Difference Engine)

در لندن آن زمان، دانشمندی به نام چارلز بابیج زندگی می‌کرد. اکنون او به عنوان «پدر رایانه» شناخته می‌شود و به خاطر طراحی نخستین کامپیوتر جهان مشهور است. اگرچه او هرگز نخستین رایانه جهان را نساخت.

او شخصیتی پیچیده و رنگارنگ داشت که مورخان علمی او را حساس، پرخاشگر، مغرور و گاهی بی‌ادب توصیف می‌کنند، اما به نوعی توانسته بود با جذبه و کاریزمای خود از این ضعف‌ها عبور کند. او فارغ‌التحصیل کمبریج بود، در سال ۱۸۱۶ عضو انجمن سلطنتی شد و در نهایت در سال ۱۸۲۸ استاد ریاضیات لوکاسیان شد.

در یکی از جشن‌های شنبه شب او در سال ۱۸۳۳ که همیشه با حضور سرشناسان صحنه علمی لندن برگزار می‌شد، بابیج نمونه اولیه دستگاهی به نام موتور تفاوت را نمایش داد.

او از تعداد خطاهای محاسبات انسانی در جداول داده‌ای برای ناوبری و محاسبات نجومی ناامید شده بود و به دنبال راه‌حلی برای جلوگیری از خطای انسانی بود و در سال ۱۸۲۱ به جمله مشهوری گفت: کاش این محاسبات با بخار انجام می‌شد.

او توانایی‌هایش را برای ساخت ماشینی خودکار با موتور بخار که قادر بود محاسبات ساده را انجام دهد، اختصاص داد و ابتدا آن را با یک تابع برنامه‌ریزی کرد و سپس به طور دستی یک اهرم را می‌چرخاند تا نتیجه را تحویل دهد. در اصل، او نخستین ماشین محاسبات خودکار جهان را اختراع کرده بود.

لاولیس و مادرش که در جشن حضور داشتند، مجذوب دستگاه شدند و پس از آن، لاولیس ۱۷ ساله با بابیج تماس گرفت و نقشه‌های ماشین را برای مطالعه درخواست کرد. این آغاز یک علاقه ۱۰ ساله برای لاولیس بود که همراه با مادرش به طور جدی به این «ماشین تفکر» علاقه‌مند شده بودند.

در سال‌های بعد، بابیج و لاولیس مکاتبات منظمی برقرار کردند و در مورد موتور تفاوت و چندین ایده ریاضی دیگر صحبت کردند.

لاولیس آموزش خود را از طریق بابیج، دوره‌های مکاتبه‌ای و ارتباطات خانوادگی با ریاضیدانان برجسته ادامه داد. اگرچه گفته می‌شود او ریاضیدان برجسته‌ای نبود، اما دانشمندان بزرگترین مهارت او را در دیدگاه‌های سرشار از درک عمیق نسبت به آنچه ریاضیات می‌تواند انجام دهد، می‌دانند، نه تنها در فهم مفاهیم، بلکه در درک امکانات آنها.

نخستین برنامه رایانه‌ای

تا دهه ۱۸۳۰، بابیج از موتور تفاوت عبور کرد و تمرکز خود را روی دستگاهی جدید و پیچیده‌تر به نام ماشین تحلیلی (Analytical Engine) گذاشت. این دستگاه ویژگی‌های منطقی رایانه دیجیتال مدرن را داشت، اما بدون لاولیس، ممکن بود تمایز بین مکانیزه کردن محاسبات و محاسبات دیجیتال در آن زمان ایجاد نشود.

بابیج در میلان سخنرانی‌ای را درباره ماشین تحلیلی برگزار کرد که توسط ریاضیدان ایتالیایی، لوئیجی منابریا، به فرانسوی در یک مجله سوئیسی منتشر شد. لاولیس مقاله را به انگلیسی ترجمه کرد و همزمان مجموعه‌ای از یادداشت‌ها و اصلاحات خود را ارائه داد که سه برابر متن اصلی بود.

این یادداشت‌ها حاوی ایده‌هایی بود که نشان می‌داد لاولیس چیزی را دیده بود که بابیج ندیده بود. دستگاه جدید محدود به اعداد و ریاضیات نبود. به گفته‌ او، ماشین تحلیلی جایگاه کاملا ویژه‌ای دارد.

لاولیس تصور کرد که اعداد ماشین می‌توانند نماینده چیزهای دیگری باشند، مانند یک نت موسیقی، تصویر یا حرف الفبا و توضیح داد که دستگاه می‌تواند «دستکاری نمادین» بر اساس مجموعه‌ای از قوانین انجام دهد. در یادداشت مشهور خود «G»، او توضیح گام‌به‌گام نحوه محاسبه اعداد برنولی توسط ماشین را ارائه داد که اساس الگوریتم بود. او همچنین روشی برای تکرار یک مجموعه دستورالعمل، فرآیندی که امروزه در برنامه‌های رایانه‌ای به نام حلقه‌زنی (looping) استفاده می‌شود، ارائه داد.

این همکاری مشترک بابیج و لاولیس در سال ۱۸۴۳ منتشر شد و لاولیس تنها با حروف اختصاری خود آن را «A.A.L.» منتشر کرد؛ کاری که برای زنان معمول بود، زیرا انتشار آثار غالبا مناسب مردان دانسته می‌شد.

اگرچه او به عنوان «نخستین برنامه‌نویس» شناخته شد، اما کمی بحث در این مورد وجود دارد، زیرا الگوریتم ممکن است توسط بابیج نوشته شده باشد. با این حال، هیچ شکی نیست که او در توسعه تفکر بابیج نقش اساسی داشت و مفهوم کامپیوتر دیجیتال چندمنظوره را به طور مستقل درک کرده است.

یادداشت‌های او به عنوان نخستین و جامع‌ترین شرح از رایانه‌ها تحسین می‌شوند و تقریبا یک قرن قبل از نمونه‌های مدرن نوشته شده‌اند. مقاله لاولیس در زمان زندگی‌اش توجه کمی جلب کرد و ایده‌های او هرگز عملی نشد. او در سال ۱۸۵۲ بر اثر سرطان درگذشت و کنار پدرش دفن شد و آثارش تقریبا برای یک قرن فراموش شد تا زمانی که در سال ۱۹۵۳، آثار لاولیس در کتاب سریع‌تر از اندیشه: مجموعه مقالاتی درباره ماشین‌های محاسبات دیجیتال (Faster Than Thought: A Symposium on Digital Computing Machines ) منتشر شد و نقش او در علوم رایانه شناخته و به عنوان پیشگام برنامه‌نویسی رایانه از او تقدیر شد.

آلن تورینگ در سال ۱۹۵۰ مقاله‌ای منتشر کرد که پیشنهاد او مبنی بر اینکه رایانه‌ها پتانسیلی بی‌پایان دارند، ولی نمی‌توانند واقعا هوشمند باشند را نقد کرد.

لاولیس اینطور نوشته بود: باید مراقب باشیم دچار تصورات اغراق‌آمیز درباره‌ توانایی‌های ماشین تحلیلی نشویم. این ماشین هیچ ادعایی در خلق یا ابداع چیزی ندارد. فقط می‌تواند همان کارهایی را انجام دهد که ما بلدیم دستورشان را بدهیم. می‌تواند تحلیل‌ها را دنبال کند، اما هیچ قدرتی برای پیش‌بینی روابط یا حقیقت‌های تحلیلی تازه ندارد. تورینگ، در عوض، بر خلاف او، این نظریه را که کامپیوترها هرگز ما را شگفت‌زده نخواهند کرد، نقد می‌کرد.

لاولیس پس از مرگ جوایز و تقدیرهای بسیاری دریافت کرد و در سال ۱۹۸۰، وزارت دفاع آمریکا یک زبان برنامه‌نویسی جدید به نام «ADA» را به احترام او نام‌گذاری کرد.

دومین سه‌شنبه از ماه اکتبر نیز در سال ۲۰۰۹ توسط سو چارمن-اندرسون یک روزنامه‌نگار و فعال اجتماعی بریتانیایی به نام «آدا لاولیس» نامگذاری شد. این روز در سال ۲۰۲۵ مصادف با ۱۴ اکتبر (۲۲ مهر ۱۴۰۴) شده است.

از سال ۲۰۱۰، روز آدا لاولیس شامل ده‌ها رویداد مردمی در سراسر جهان بوده است که توسط گروه‌های مستقلی که می‌خواهند از زنان در رشته‌های علم، فناوری، مهندسی و ریاضیات در جوامع خود حمایت کنند، سازماندهی شده است. این رویدادها اشکال مختلفی دارند. از کنفرانس‌ها گرفته تا «ویرایش‌های ویکی‌پدیا» و آزمون‌های عمومی و برای همه سنین، از دختران گرفته تا دانشجویان و زنانی که مشاغل تثبیت‌شده دارند، جذاب هستند.

چرا ماه اکتبر برای چنین روزی انتخاب شده است؟

دلیل ساده‌ای پشت انتخاب چنین روزی است. این روز برای بیشترین افراد، روز مناسبی است. از تعطیلات رسمی بزرگ، تعطیلات مدارس، فصل امتحانات و زمان‌هایی از سال که مردم ممکن است مشغول باشند، اجتناب شده است.

چرا از تاریخ تولد آدا استفاده نشد؟

آدا در روز ۱۰ دسامبر به دنیا آمده است و در بریتانیا، جایی که آدا لاولیس مستقر است، دسامبر مملو از مهمانی‌های مربوط به کریسمس است که اجاره محل برگزاری مراسم را دشوار می‌کند و با توجه به مرگ غم‌انگیز و زودهنگام او در سن ۳۶ سالگی، جشن گرفتن روز مرگش در روز ۲۷ نوامبر نامناسب به نظر می‌رسید.