Narodowe Muzeum Informatyki

Znacie mnie i technologię - jedno z moich hobby. Kilka tygodni temu wpadł do mnie znajomy, z którym dzielimy tę sferę zainteresowań. Z racji tego, że był to wyjazd do Anglii, siedzenie w domu przez cały weekend odpadło z góry. Wypad do niedaleko położonego Narodowego Muzeum Informatyki brzmiał zatem jak idealny plan.

Wyjechaliśmy wcześnie rano, z racji, że planowaliśmy być na miejscu o 10:30 - na otwarcie. Po wpadnięciu w korki (czymże byłby wyjazd bez korków) dojechaliśmy z niewielkim opóźnieniem. Przywitał nas pomocny recepcjonista, który wytłumaczył nam czego możemy oczekiwać i dał nam mapę, do której odnosiliśmy się wielokrotnie w trakcie wizyty.

Muzeum, które jest uważane za pierwsze na świecie specjalnie zbudowane centrum komputerowe, znajduje się w bloku H na słynnym terenie Bletchley Park. Sam park odegrał kluczową rolę w II wojnie światowej jako ściśle tajne miejsce łamania kodów przez aliantów. Jeśli widzieliście Grę Tajemnic, będziecie wiedzieli, że to właśnie tam Alan Turing i jego zespół pracowali nad złamaniem niemieckiego kodu Enigmy, drastycznie skracając II Wojnę Światową. Ale nie tylko Turing - Bletchley było domem dla ogromnego zespołu matematyków, inżynierów i lingwistów, pracujących w tajemnicy nad złamaniem komunikacji wroga. Gdyby alianci mogli odczytać te wiadomości, mogliby przewidzieć ruchy, zakłócić operacje i uzyskać kluczową przewagę. Praca w Bletchley bezpośrednio przyczyniła się do skrócenia wojny i ocalenia milionów istnień ludzkich.

Enigma: Milion milionów możliwości

Zaczęliśmy od maszyny Enigma i Bombe. Dotarcie na miejsce zaraz po otwarciu oznaczało, że zdążyliśmy na pierwszą prezentację. Muzeum posiada w pełni działającą, wykonaną w Niemczech zgodnie z oryginalnymi specyfikacjami maszynę Enigma. Słuchając jej historii, muszę przyznać, że liczby które słyszałem są oszałamiające: miała 158,962,555,217,826,360,000 możliwych ustawień! Ponieważ w tamtych czasach nie mieliśmy jeszcze komputerów, łatwo zrozumieć, dlaczego Niemcy uważali, że kod jest nie do złamania.

Oczywiście, jak obecnie wiemy, wcale tak nie było. Zacznijmy od polskiej Bomby - w latach 30. ubiegłego wieku Marian Rejewski, wraz z kolegami matematykami Jerzym Różyckim i Henrykiem Zygalskim, zdołali odtworzyć działanie maszyny Enigma, wykorzystując matematykę i kilka instrukcji obsługi przechwyconych przez polski wywiad. Ich praca położyła podwaliny pod wszystko, co nastąpiło później. Zbudowali oni nawet pierwsze elektromechaniczne urządzenie pomagające w deszyfrowaniu - Bombę - która bezpośrednio zainspirowała Brytyjczyków.

Bombe, mechaniczna bestia zaprojektowana do szybszego i bardziej skalowalnego łamania szyfrowania Enigmy. Była dziełem nie tylko Turinga - choć często zostaje pominięty, Gordon Welchman również odegrał tu kluczową rolę. Bez jego wkładu Bombe nie byłaby tak skuteczna. Muszę przyznać, że poczułem dreszczyk emocji stojąc obok rekonstrukcji maszyny, która zmieniła bieg historii. Rekonstrukcja Bombe jest w pełni sprawna i szczęśliwie mieliśmy okazję zobaczyć, jak wyglądało jej użytkowanie. Ciężko nie spojrzeć na mechaniczne skomplikowanie Bomby i nie docenić nakładu pracy włożonego w złamanie szyfru Enigmy.

Lorenz SZ42: Więcej ustawień niż atomów we Wszechświecie

Wraz z upływem czasu zwiększaliśmy poziom złożoności maszyn szyfrujących. Przechodząc do galerii Tunny, zostaliśmy przedstawieni Lorenz SZ42 - "przystawce" do telegrafu, która sprawiła, że Enigma wyglądała jak dziecięca zabawka. Podczas gdy Enigma była używana do komunikacji na polu bitwy, Lorenz zarezerwowany był dla wiadomości strategicznych najwyższego poziomu - w tym komunikacji między Hitlerem a jego generałami. Złamanie go wymagało zupełnie innego poziomu geniuszu. Sama skala możliwości była nie do pojęcia - Lorenz miał więcej możliwych ustawień niż znajdziemy atomów w znanym Wszechświecie. Mimo to Bill Tutte, który nawet nie widział maszyny Lorenza na oczy, zorientował się, jak ona działa, analizując po prostu przechwycone wiadomości.

Wszystko to było możliwe dzięki ludzkiemu błędowi. 30 sierpnia 1941 roku ta sama wiadomość została wysłana dwukrotnie, ponieważ pierwsza nie została prawidłowo odebrana. Jednakże, wbrew wszelkim zasadom, operator nie dość, że użył tych samych ustawień koła na SZ42, to wysłał drugą wiadomość z użyciem skrótów, co oznaczało, że pułkownik John Tiltman był w stanie złamać kod SZ42 ręcznie w ciągu dziesięciu dni.

Było to oczywiście zbyt wolne byśmy mogli rozmawiać o operacjach na dużą skalę, co oznaczało, że konieczne było zastąpienie ręcznego łamania szyfru maszynami. Wkrótce później zaprojektowana została maszyna Heath Robinson, wykorzystana jako wczesna próba automatyzacji łamania kodów. Niestety jej wady szybko stały się oczywiste - działała ona na dwóch papierowych taśmach, które musiały być idealnie zsynchronizowane, co oznaczało, że często pękały, gdy obracały się z dużą prędkością w kołach maszyny. Wymagało to wielu wymian taśmy i częstej konserwacji, co oznaczało, że budowanie większej liczby tej wersji maszyny nie było najlepszym pomysłem.

Colossus: Maszyna, która nie była komputerem

W końcu znalazłem się przed Colossusem, pierwszym na świecie programowalnym komputerem elektronicznym - cóż, przynajmniej w pewnym sensie. Colossus nie posiadał programów pisanych jak w dzisiejszych komputerach, był zamiast tego ręcznie programowany do określonych zadań - takich jak łamanie wiadomości Lorenza - poprzez fizyczne poprowadzenie kabli.

Pierwszy prototyp potrzebował 45 minut na wiadomość, ale po kilku ulepszeniach (takich jak przejście na płytki drukowane), czas ten został skrócony do zaledwie 7,5 minuty. Zużywał aż 8 kilowatów mocy, co brzmi jak dużo, ale biorąc pod uwagę, że wykonywał operacje równoznaczne przeczytaniu 21 egzemplarzy Biblii na każdą odszyfrowaną wiadomość (wyobraź sobie zrobić to ręcznie w siedem i pół minuty), nie wydaje się to już tak dużym kosztem. Przechwytywane wiadomości nadal wprowadzane były za pomocą taśmy papierowej, ale wszystko inne było elektroniczne.

A co było najlepsze? Pod koniec wojny Brytyjczycy byli w stanie znaleźć aktualne ustawienia do łamania wiadomości już przed porą na lunch - i to pomimo tego, że Niemcy zmieniali je codziennie!

Muzeum posiada działającą replikę oryginalnej maszyny i mogliśmy zobaczyć ją w akcji. Można było poczuć jej moc - i to dosłownie. Temperatura w pomieszczeniu wzrosła o kilka stopni po kilku minutach pracy maszyny.

Wyścig do komputerów osobistych

Po Colossusie ruszyliśmy dalej, wkraczając w erę prawdziwie programowalnych komputerów i, ostatecznie, komputerów osobistych. Mimo że trochę przeskoczyliśmy ze względu na renowację niektórych galerii, wciąż ciężko było mi uwierzyć, jak szybko przeszliśmy od specjalnie zbudowanych maszyn zaprojektowanych do wykonywania jednego zadania do wielozadaniowych komputerów osobistych stworzonych dla zwykłych ludzi.

Duże firmy używały komputerów typu mainframe już od lat 50-tych, a pod koniec lat 70-tych komputery stały się tak przystępne cenowo, że również i mniejsze firmy mogły zacząć z nich korzystać.

W 1981 roku IBM dokonał przełomu wprowadzając na rynek komputer osobisty (PC). W przeciwieństwie do wcześniejszych systemów, które często nie były ze sobą kompatybilne, komputer IBM ustanowił standard, którego wszyscy mogli używać. Nagle komputery różnych marek mogły wymieniać dane i uruchamiać to samo oprogramowanie, co położyło podwaliny pod świat komputerów, jaki znamy dzisiaj. Wprowadzenie systemów operacyjnych, takich jak CP/M, a później MS-DOS, umożliwiło firmom uruchamianie gotowego oprogramowania zamiast programów tworzonych na zamówienie. Oznaczało to, że wreszcie mogliśmy zacząć używać komputerów do księgowania, przetwarzania tekstu i innych podstawowych zadań bez konieczności zatrudniania zespołu specjalistów.

Wkrótce komputery trafiły do domów - spacerując po wystawach, zobaczyłem niektóre z maszyn, które utorowały drogę - ZX Spectrum, BBC Micro i Commodore 64, czyli urządzenia, które przyniosły programowanie masom. Te maszyny nie były tylko sprzętem; były środkami do nauki, eksperymentowania i kreatywności dla całego pokolenia. W ciągu zaledwie kilku dekad przeszliśmy od pokoi pełnych specjalistycznego sprzętu do posiadania potężnych komputerów w naszych domach, a teraz w naszych kieszeniach.

Narodziny sieci: Przełączanie pakietów i ARPANET

Wraz z rozwojem komputerów osobistych, kolejnym wielkim wyzwaniem stała się sieć. Komputery były "potężne", ale nadal były odizolowanymi pd siebie maszynami, niezdolnymi do efektywnej komunikacji.

Packet switching (przełączanie pakietów), był rewolucyjnym pomysłem, który zmienił sposób przesyłania danych przez sieć. Zamiast wysyłać całe wiadomości w jednym kawałku, co czasem powodowało zapchanie system i prowadziło do opóźnień, packet switching pozwolił na dzielenie informacji na mniejsze części (pakiety). Pakiety te mogły następnie podróżować niezależnie od siebie na różnych trasach i być ponownie połączone w miejscu docelowym, dzięki czemu komunikacja była szybsza i bardziej niezawodna.

Koncepcja ta położyła podwaliny pod ARPANET, pierwszą implementację przełączania pakietów na dużą skalę i bezpośredniego przodka współczesnego Internetu. Początkowo łączący kilka uniwersytetów i instytucji badawczych, ARPANET udowodnił, że komputery mogą bezproblemowo udostępniać dane na duże odległości. Przełom ten nie tylko poprawił współpracę między naukowcami, ale także przygotował grunt pod sieć, która ostatecznie stała się globalnym Internetem. Nie minęło wiele czasu, zanim firmy i ludzie zaczęli korzystać z tej sieci, co doprowadziło do powstania połączonego świata, w którym żyjemy dzisiaj. To, jak szybko dokonaliśmy tego postępu jest po prostu oszałamiające.

Refleksje na temat przeszłości i przyszłości

Myślę, że dopiero zobaczenie sprzętów, które posiadałem lub używałem spowodowało, że poczułem się częścią tej historii. Dziwnie jest myśleć, że gadżety, z którymi dorastałem, są teraz muzealnymi artefaktami. Muszę przyznać, że widok Commodore PET na wystawie wywołał u mnie uśmiech. Co prawda sam go nie posiadałem (aż tak stary nie jestem), ale trochę jako nerd - rozpoznałem go od razu. Niektóre z moich starych telefonów (inteligentnych i niekoniecznie), a nawet komputer, który kiedyś miałem, były teraz eksponatami muzealnymi. To był surrealistyczny moment.

Wychodząc, czułem zarówno nostalgię, jak i inspirację. Praca wykonana w Bletchley Park nie tylko pomogła wygrać wojnę; ukształtowała całą przyszłość informatyki. Było to przypomnienie, jak wiele może osiągnąć ludzka pomysłowość.

Czy wróciłbym tam? Prawdopodobnie tak. Jeśli nawet w najmniejszym stopniu interesujecie się komputerami, kryptografią lub po prostu niesamowitymi historiami innowacji, Narodowe Muzeum Informatyki jest miejscem, które musicie odwiedzić.