Любая электронная вычислительная машина, независимо от ее назначения, работает при помощи счета. Ее работой управляют числа. Совокупность их образует информацию, которую человек должен подготовить и ввести в машину. Машина «знает» только простейшие арифметические правила и правила формальной логики. И само собой разумеется, может выполнять над введенной в нее информацией только те действия, которые ограничиваются указанными правилами. Окончательный результат машина также выражает в числовом виде.
Если бы все действия, связанные с переводом, стихосложением, конструированием, мышлением, сочинением музыки, научно-популярных статей и каламбуров, можно было свести к простым арифметическим и логическим операциям, то тогда машина по желанию заказчика могла бы мыслить, сочинять стихи и музыку, каламбуры и статьи.
Если бы можно было выразить в числах вдохновение и эмоции, настроения и чувства, талант и способности, то по заказу любое из этих произведений было бы написало на соответствующем уровне и наполнено заказанными настроением и эмоциями.
Пока же, к сожалению, еще многое не удается выразить числами хотя бы потому, что об этом многом мы знаем совсем мало.
Зато если содержание задачи сформулировано достаточно точно и вместе с необходимыми для ее решения указаниями выражено числами, то вычислительная машина по известным ей правилам выполняет действия с действительно гигантской скоростью. Десятки, сотни тысяч операций в секунду — далеко не предел быстродействия. И это особое свойство — быстродействие — превратило электронную машину в мощнейшее оружие научного и технического прогресса.
Не так давно астрономия казалась абстрактной наукой, которая не может привлечь к себе широкое внимание, пока в «расписании» движения небесных тел не происходит заметных изменений. Но это расписание само по себе всегда крайне интересовало ученых. Ведь чтобы судить о нарушениях расписания, необходимо для начала иметь его самое. А теперь этот интерес крайне усугубился по вполне понятным причинам. Где окажется каждая из планет через месяц, через три года или тогда, когда мы соберемся отправиться на одну из них в свое свободное время?
Ученые давно составили уравнения, описывающие движения планет. Но расчеты по этим уравнениям связаны с ужасающим объемом вычислений. Ведь в своем движении каждая из планет подвергается воздействию Солнца и одновременно всех других планет, расстояния между ними все время изменяются и, следовательно, изменяются величины всех воздействий. Небесное расписание в течение многих лет оставалось «хрупкой мечтой» ученых.
Лет двадцать назад в это дело вмешалась одна из первых электронных вычислительных машин. В короткий срок были рассчитаны расписания для Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона, Солнца. В расписаниях были указаны положения этих планет через каждые 40 суток на 100 лет вперед, то есть по 2050 год. Десятки, сотни миллионов действий — сложений, вычитаний, умножений, делений и извлечений квадратного корня — были выполнены над 16-значными числами. Отпечатанное расписание представляет собой солидный том объемом в 300 страниц.
Прошло время, когда инженер, проектируя плотину, мост, корабль, самолет, мог действовать в значительной мере на глазок. В наши дни он должен принимать в расчет все известные ему факторы, могущие повлиять на работу создаваемой конструкции, и рассчитать эффект их воздействия.
Проектируя крыло самолета, надо задать такую конфигурацию его поверхности, чтобы при огромной скорости полета поток воздуха плавно обтекал эту поверхность, оказывая минимальное сопротивление движению, и в то же время обеспечивал максимально возможную подъемную силу. Проектируя крыло, надо рассчитать эффект воздействия воздушного потока на каждую из мельчайших площадок, составляющих его поверхность, а затем найти суммарный эффект.
Каждый движущийся с большой скоростью объект склонен к вибрации, и для обеспечения прочности конструкции и безопасности полета важно знать, на каких скоростях вибрации крыльев могут достигнуть опасного предела. Никакая интуиция не может сколько-нибудь точно ответить на этот вопрос. Необходимы расчеты, расчеты и еще раз расчеты.
Ученый непрерывно стремится понять и познать новые и все более сложные явления природы. Он строит гипотезы, согласующиеся с известными ему законами окружающего мира. Он производит наблюдения, используя микроскопы, телескопы, циклотроны. Эти наблюдения должны быть обработаны, обобщены, и их результаты следует сравнить с теми, что дает теория. Вычислительные машины позволяют ученому сделать это за приемлемый промежуток времени и с необходимой в каждом случае точностью.