Historia informatyki cz. 1

Jak zawsze trzeba zacząć od definicji. Potem ją … obalić (no prawie)! Tak jest zabawniej 🙂

Gdy zapytamy kogokolwiek czym jest informatyka, to ZAWSZE będzie to zdanie w stylu: „Informatyka, to nauka zajmująca się przetwarzaniem informacji za pomocą komputerów„ co mądrzejsi dodadzą jeszcze coś o narzędziach przetwarzających informacje, ale nawet jeżeli tego nie powiedzą „w domyśle” będzie mowa o komputerach.

Ale czy taka definicja jest właściwa? Ja proponuję taką definicję a później ją przeanalizujmy

„Informatyka to nauka zajmująca się przetwarzaniem i tworzeniem informacji, obejmująca budowanie algorytmów oraz rozwijanie rozwiązań technologicznych umożliwiających efektywne zarządzanie danymi. Urządzenia do przetwarzania informacji mogą być zarówno konstrukcjami ułatwiającymi analizę i przechowywanie danych, jak i ich prezentację w różnych formach, w tym artystycznych. Informatyka obejmuje teorię informacji, formy jej przechowywania, programowanie, inżynierię oprogramowania, systemy komputerowe, sztuczną inteligencję oraz aspekty społeczne, gospodarcze i etyczne.”

Tak bym zapisał ogólną definicję. Skąd taki pomysł, ano z … historii a nawet prehistorii. Wyruszysz ze mną by sprawdzić czy mam racje? Jeżeli tak to mała dygresja (może Cię zaskoczy)

Większość z Was nie zdaje sobie sprawy, ale informatyka, to nie tylko INFORMACJA ale i WIADOMOŚĆ.

Już wyjaśniam. Informacja to dane, które zostały przetworzone i zorganizowane w sposób, który nadaje im znaczenie i użyteczność. Jest to pojęcie szerokie i może odnosić się do każdego rodzaju wiedzy lub danych, które są zrozumiałe i mają wartość dla odbiorcy. Informacje mogą być liczbowe, tekstowe, graficzne czy też dźwiękowe. Wiadomość to konkretna forma przekazywania informacji od jednego podmiotu do drugiego. Wiadomość jest nośnikiem informacji, dostarczana za pomocą różnych środków komunikacji, takich jak tekst, mowa, obraz czy sygnały a nawet zachowania

– Eeee, że co? – zapytacie wykrzywiając twarz w dziwnym grymasie.

Już wyjaśniam. Informacja to dane, które zostały przetworzone i zorganizowane w sposób, który nadaje im znaczenie i użyteczność. Jest to pojęcie szerokie i może odnosić się do każdego rodzaju wiedzy lub danych, które są zrozumiałe i mają wartość dla odbiorcy. Informacje mogą być liczbowe, tekstowe, graficzne czy też dźwiękowe. Wiadomość to konkretna forma przekazywania informacji od jednego podmiotu do drugiego. Wiadomość jest nośnikiem informacji, dostarczana za pomocą różnych środków komunikacji, takich jak tekst, mowa, obraz czy sygnały a nawet zachowania

Można więc powiedzieć, że Informatycy przetwarzając informacje mogą generować/tworzyć wiadomości (w pewnym sensie). By trochę rozjaśnić podam poniżej przykłady informacji i wiadomości

Inny przykład:

W starożytnej Mezopotamii rachmistrzowie prowadzili szczegółowe zapisy na glinianych tabliczkach. Jeden z takich rachmistrzów notuje:

• Tabliczka 1: „Do Eridu dostarczono 120 worków zboża.”
• Tabliczka 2: „Do Nippur dostarczono 150 worków zboża.”
• Tabliczka 3: „Do Uruk dostarczono 200 worków zboża.”

Każda z tych tabliczek zawiera informacje dotyczące ilości dostarczonego zboża do różnych miast. Te informacje są surowymi danymi, które mają znaczenie, ale nie są jeszcze przekazane w formie wiadomości.

Wiadomość

Pod koniec dnia rachmistrz zbiera wszystkie tabliczki i przekazuje je doradcy króla. Doradca analizuje dane i tworzy z nich zrozumiałą i skondensowaną wiadomość dla władcy:

• Doradca do Króla: „Panie, do pałacowych magazynów dostarczono dziś 470 worków zboża.”

Tutaj widzimy, że informacje zapisane na tabliczkach zostały zebrane, przetworzone i przekazane jako jedna wiadomość, która jest jasna i zrozumiała dla odbiorcy (króla). Doradca stworzył z pojedynczych informacji wiadomość, która ma konkretny cel i znaczenie w kontekście zarządzania zapasami pałacowymi.

Wróćmy do samej informatyki i jej początków

Historia informatyki, jako dyscypliny zajmującej się przetwarzaniem informacji, jest fascynującą podróżą przez wieki i tysiąclecia, pełną innowacji i przełomowych odkryć. Od najwcześniejszych form rachunkowości, takich jak liczydła i gliniane tabliczki z zapisami transakcji, do współczesnych zaawansowanych systemów komputerowych, techniki przetwarzania informacji ewoluowały w odpowiedzi na potrzeby ludzkości.

Pierwsze urządzenia do przetwarzania informacji można znaleźć w starożytnych cywilizacjach. Liczydła, znane również jako abakusy, były prostymi narzędziami umożliwiającymi wykonywanie podstawowych operacji matematycznych. Tabliczki gliniane z zapisami rachunkowymi, stosowane przez Mezopotamczyków, stanowiły fundament dla rozwijających się systemów gospodarczych i administracyjnych. Takie informacje i wiadomości przekazują nam jeszcze co bardziej światli pedagodzy. Jednak czy to wszystko? Może trzeba sięgnąć dalej? Głębiej?

Wcześniejsze „Oznaki” Pojawienia się Informacji i Informatyki

Mamy i wcześniejsze oznaki pojawienia się informacji i informatyki. Należy przypuszczać, że wszelkie potrzeby policzenia czegoś, określenia ilości zbiorów, czy przyporządkowania stworzyły pierwsze działania związane z informatyką. Jak widzicie pierwszy handel wymienny również zawierał w sobie elementy informatyki. Aby skutecznie prowadzić handel, ludzie musieli przetwarzać informacje dotyczące wartości, ilości i jakości towarów. Przykładowo, gdy z kości i kamiennego narzędzia stworzyli broszkę, ozdobę do włosów czy prosty grzebień, musieli zrozumieć, że przetworzenie tych surowców daje coś bardziej wartościowego niż wartość suma tych przedmiotów przed przetworzeniem. Jest oczywistym, ze analizowali to całkiem inaczej niż my. Współcześni nam ludzie użyli by sformowań takich jak roboczogodziny, wartość dodana, okrasili by to działaniami marketingowymi. Trochę skomplikowaliśmy sobie życie. Mimo wszystko, umiejętność oceny wartości tych przedmiotów i przetworzenia ich na bardziej pożądane towary to wczesna forma analizy i przetwarzania informacji Mamy więc pierwsze działania informatyczne i algorytmiczne.

Konieczność zebrania towarów na wymianę (muszelek, paciorków, skór czy mięsa) wymagała stworzenia jakiejś formy uporządkowanego przetwarzania danych. Już samo określenie, że „krowa warta jest sześć kóz”, jest formą „pre-informatyki”. Ważnym elementem liczenia jest określenie samych liczebników jakie stosuje dana grupa społeczne. Ludy prymitywne liczyły np. 1,2,3 i wiele. Skąd to wiemy? Do dzisiaj żyją plemiona (np. w Ameryce Łacińskiej) stosujące podobne metody. Później już prosta droga do pełnych systemów liczbowych. Pamiętajmy, że same liczby to nie wszystko, jest jeszcze waga, pojemność a także wartość, czyli nie tylko typowe liczenie ale i abstrakcyjne formy

Na początku naszej historii widać nie było potrzeby tworzyć większych liczb, stąd niektóre ludy nie mają większych liczebników. Później mogło się to rozwijać w inne ciekawe rozwiązania, które mimo wszystko musiały być zrozumiałe nie tylko w obrębie jednego plamienia ale i kilku plemion. Wczesne metody liczenia musiały być nie tylko podobne ale zawierały też pewne liczebniki złożone. 10 paciorków lub muszelek nawlekamy na rzemyk i mamy wisiorek za wisiorek można było dostać inny towar a za dwa wisiorki? więcej. Gdy przyszło do zapisywania mogło to mieć wpływ na formy zwrotów, zachowań i późniejszych znaków.

John Kellermeier (How Menstruation Created Mathematics) sugeruje, że w prehistorii istniały pierwsze formy liczenia dni do menstruacji. Taki kalendarz pozwalał kobietom śledzić cykle menstruacyjne, co mogło mieć znaczenie zarówno dla zdrowia, jak i dla planowania rodziny. Liczenie dni za pomocą kamieni, nacięć na drewnie czy innych prostych metod jest przykładem wczesnej formy informatyki, polegającej na zbieraniu i przetwarzaniu danych w celu uzyskania użytecznych informacji.

Istnieje ciekawy artefakt z Królewskiego Belgijskiego Instytutu Nauk Przyrodniczych. Pośród wielu niezwykłych eksponatów znajdziemy tam „Kość z Lembobo” prawdopodobnie sprzed 37 tyś lat. Jest tam wyrzeźbionych 29 wyraźnych nacięć bardzo zbliżonych z zapisem kalendarza księżycowego Buszmenów z Namibii. Czy coś sobie wtedy zanotowano? Czy ktoś odliczał z jakiegoś powodu dni?

Rysunki w Lascaux (odkryte w 1940), które datuje się na 17 do 15 tyś lat przed naszą erą przedstawiają zwierzęta i przy nich tajemnicze znaki. Ben Bacon archeolog amator zasugerował, że tajemnicze kropki i litery w kształcie „Y” mogą być formą mierzenia czasu.

Polecam artykuł: Early evidence of San material culture represented by organic artifacts from Border Cave, South Africa

Czy to możliwe, że nasi przodkowie byli wstanie przedstawić czas reprodukcyjny zwierząt i dostosować go do kalendarza księżycowego? A przez to wiedzieć kiedy można polować na poszczególne gatunki? Musiał być to znany wielu plemionom system, gdyż podobne znaki znajdowano w wielu jaskiniach.

Jego odkrycia zostały przedstawione w czasopiśmie „Cambridge Archeological Journal”, a naukowcy, którzy zajęli się tym zagadnieniem, doszli do wniosku, że schemat wyglądał w następujący sposób: pionowe linie i kropki symbolizowały liczbę miesięcy księżycowych, natomiast symbol „Y” reprezentował słowo „narodziny”. Czemu mogły służyć takie obliczenia? Planowaniu polowań? A może odwrotnie w „święte dni narodzin” nie polowano? To już są domysły, ale kto wie? więcej w publikacji: An Upper Palaeolithic Proto-writing System and Phenological Calendar

Badacze z różnych części świata odnajdują rozmaite symbole (petroglify) w jaskiniach Afryki i Europy. Najstarsze z nich, pochodzące sprzed 70 tysięcy lat, noszą ślady wyspecjalizowanej wiedzy. Ze względu na podobieństwo tych znaków przypuszcza się, że mogły one przyczynić się do powstania alfabetu. Najstarszy ludzki rysunek, datowany na około 73 tysiące lat, odkryto w 2018 roku w RPA.

Póki co nie znamy starszych malowideł, mamy natomiast eksponaty z sprzed ponad 430-540 tyś lat, gdzie wydrapano tajemnicze symbole. Musiało by to coś poważniejszego, gdyż takie same symbole znaleziono na tym samym wykopalisku ale wydrapane w skale.

W pradawnych czasach, na Ziemi równolegle z naszymi przodkami żyły cztery gatunki praludzi: neandertalczycy, denisowianie, Homo floresiensis (znani jako hobbity) oraz Homo erectus. Nasi przodkowie zaczęli rozwijać systemy znaków około 75 tysięcy lat temu. Obecnie wiadomo, że praludzie mieli zróżnicowane zachowania kulturowe i społeczne, co skutkowało tworzeniem różnych metod komunikacji i analizy otaczającego ich świata. Potrafili rozróżniać, co jest bardziej wartościowe, na przykład futro królika czy futro niedźwiedzia, oraz jakie kości są przydatne do prostych narzędzi, a które ścięgna najlepiej nadają się do mocowania grotów do strzał. Takie analizy i opracowywanie metod przekazywania wiedzy to właśnie wczesne formy informatyki.

W 2022 roku izraelscy i francuscy archeolodzy pracujący w pobliżu Ramli w centralnym Izraelu odkryli prawdopodobnie najstarszy graficzny znak pozostawiony przez człowieka. Składa się on z sześciu równoległych nacięć na kości tura. Archeolodzy przypuszczają, że wyryty na kości symbol mógł oznaczać przynależność przedmiotu do człowieka lub związek między myśliwym a jego zdobyczą. Autor symbolu, posługując się krzemiennym ostrzem, najprawdopodobniej był praworęczny i wykonał swoje „dzieło” w jednym podejściu a więc rozmyślnie nasz przodek podszedł to zadania. Znaleziony w Izraelu symbol powstał około 120 tysięcy lat temu, w środkowym paleolicie, znanym również jako epoka kamienia łupanego. Ten okres stanowi początek symbolicznej ekspresji naszego gatunku.

Historia informatyki to nie tylko opowieść o narzędziach i systemach, ale również o ludzkiej pomysłowości i dążeniu do efektywności. Zrozumienie, jak dawni uczeni tworzyli podstawy nowoczesnej informatyki, pozwala lepiej docenić współczesne osiągnięcia technologiczne oraz zrozumieć kierunki przyszłego rozwoju tej fascynującej dziedziny.

Jednakże przetwarzanie informacji to nie tylko paciorki czy symbole w jaskiniach, ale także rozwój systemów liczbowych. Te zagadnienia sięgają dziesiątek tysięcy lat wstecz, kiedy ludy prymitywne zaczęły gromadzić różnorodne przedmioty i musiały określać ich ilość. Proste liczenie na palcach przestało być wystarczające, zwłaszcza gdy społeczności rosły i handel stawał się bardziej skomplikowany. Konieczne stało się stworzenie bardziej zaawansowanych systemów liczbowych, które umożliwiłyby dokładniejsze i bardziej efektywne zarządzanie zasobami.

W miarę jak społeczeństwa rozwijały się, potrzeba dokładnego liczenia i zapisu ilości stawała się coraz bardziej paląca. Pradawni ludzie musieli nie tylko liczyć przedmioty, ale także zapisywać i przechowywać informacje o zapasach, handlu, a nawet o podziałach pracy w swoich społecznościach. Proste systemy liczbowe, które obejmowały jedynie liczby 1, 2, 3, 4, 5 i „wiele”, okazały się niewystarczające. Aby sprostać rosnącym wymaganiom, nasi przodkowie musieli opracować pełniejsze i bardziej precyzyjne systemy liczbowe.

Rozwój Systemów Liczbowych

Aby zapisywać liczby, starożytne cywilizacje opracowały różnorodne systemy, które umożliwiały tworzenie nieskończonej liczby kombinacji. Liczby były reprezentowane przez ograniczoną liczbę znaków, zwanych cyframi, które można było łączyć w różnorodne ciągi. Ze względu na ilość palców, najbardziej intuicyjnym systemem był system dziesiętny. Jednakże, niektóre kultury przyjęły inne systemy, takie jak system dwunastkowy, który był lepiej dostosowany do ich specyficznych potrzeb.

System Dziesiętny

Egipcjanie około 3 tysiące lat p.n.e. zaczęli stosować system dziesiętny, który umożliwiał im prowadzenie skomplikowanych obliczeń niezbędnych w codziennym życiu, takich jak zarządzanie zasobami, podział pracy czy planowanie działań rolniczych. System ten, oparty na liczbie 10, był intuicyjny ze względu na ilość palców u rąk, co ułatwiało jego przyswajanie i użycie.

System Dwunastkowy

Dwunastkowy system liczbowy, stosowany w starożytnym Egipcie i Elamie, był jednym z pierwszych złożonych i kompletnych systemów ułatwiających zarządzanie informacjami. System dwunastkowy może być również liczony na palcach (jak dziesiętny) tyle, używając kciuka do wskazywania jednej z dwunastu kości palców jednej dłoni. System ten Dzięki podzielności liczby 12, możliwe było sprawniejsze obliczanie powierzchni gruntów rolnych, zwłaszcza tych o kształcie koła, co było bardziej skomplikowane w systemie dziesiętnym. System ten okazał się niezwykle praktyczny w codziennych zastosowaniach, takich jak handel i rolnictwo. Do dziś wpływy tego systemu widoczne są w podziale czasu (12 godzin na tarczy zegara, 12 miesięcy w roku).

System Sześćdziesiątkowy

Innym znaczącym systemem liczbowym był system sześćdziesiątkowy, używany przez Sumerów w Mezopotamii. System ten, oparty na liczbie 60, był niezwykle precyzyjny i elastyczny, co pozwalało na dokładne obliczenia w astronomii, geometrii, handlu [sprawdzić i dodać o polach powierzchni pół uprawnych na planie koła. Ślady tego systemu przetrwały do dzisiaj, na przykład w podziale godziny na 60 minut oraz minuty na 60 sekund.

System Dwudziestkowy i Piątkowy w Mezoameryce

Majowie i Aztekowie opracowali systemy liczbowe oparte na liczbie 20 (system dwudziestkowy) i liczbie 5. System dwudziestkowy, używany przez Majów, był niezwykle zaawansowany i pozwalał na precyzyjne obliczenia, które miały zastosowanie w kalendarzach i astronomii. Aztekowie, z kolei, stosowali systemy oparte zarówno na liczbie 20, jak i 5, co umożliwiało im zarządzanie zasobami i prowadzenie handlu.

System Pozycyjny w Mezopotamii

Jednym z najważniejszych odkryć było zdanie sobie sprawy, że pozycja liczby może wyznaczać jej wartość. Około 4 tysiące lat p.n.e. w Mezopotamii powstała pierwsza numeracja oparta o system pozycyjny. Sumeryjczycy posiadali trzy różne systemy liczenia związane z ziemią, płodami rolnymi i trzodą, a dla każdego z nich stosowali całkowicie odmienne symbole do przedstawiania liczb. Ta innowacja pozwoliła na bardziej precyzyjne i efektywne zarządzanie zasobami oraz zapis transakcji handlowych.

System Dwójkowy w Starożytnych Chinach

W starożytnych Chinach używano systemu dwójkowego (binarnego), który mimo niskiej dokładności znalazł zastosowanie głównie w prognozowaniu pogody. Choć nie był tak zaawansowany jak systemy dziesiętny czy dwunastkowy, stanowił ważny krok w rozwoju metod przetwarzania informacji.

Zakończenie?

Zmieniające się pory roku, występowanie pływów, pojawianie się równonocy i fazy księżyca – wszystkie te powtarzające się sekwencje i schematy zachowań sprawiły, że ludzie zaczęli poszukiwać odpowiedzi na pytania: „jak?”, „dlaczego?” i „kiedy?”. Tak narodziły się matematyka i informatyka. Nasz umysł niejako zmusił nas do stworzenia pojęć takich jak przestrzeń, ilość, a później także waga i objętość.

Konieczność określenia, czy inne plemię jest większe, a więc bardziej niebezpieczne, wpisywała się w tamtejszy cykl życia i śmierci. W pewnym momencie ludzie zaczęli dostrzegać schematy, porządkować je i liczyć. Ta potrzeba zrozumienia świata wokół nas i uporządkowania go była fundamentalnym bodźcem do rozwoju systemów liczbowych i metod przetwarzania informacji.

To właśnie dzięki tym obserwacjom i zdolności do analizy zjawisk naturalnych nasi przodkowie zaczęli tworzyć pierwsze systemy liczenia, które z czasem ewoluowały w bardziej zaawansowane metody zarządzania informacjami. Zrozumienie tych podstawowych koncepcji pozwala nam docenić, jak daleko sięgnęły osiągnięcia w dziedzinie informatyki i jak kluczową rolę odgrywała ona w rozwoju cywilizacji.

Obserwacje i analizy przyrodnicze doprowadziły do powstania pojęć, które stały się fundamentem dla późniejszych nauk. Matematyka i informatyka, jako narzędzia do porządkowania i przetwarzania informacji, były odpowiedzią na ludzką ciekawość i potrzebę zrozumienia świata. To one umożliwiły rozwój bardziej złożonych struktur społecznych i technologicznych, które kształtują nasze życie do dziś.

Czy takie były początki informatyki? A może symbole, które pokazywały przynależność danego przedmiotu do konkretnej osoby, istniały jeszcze wcześniej? Co jeśli wcześniejsze plemiona rozróżniały się w jakiś sposób symbolami? Czy można podać konkretną datę, która oznaczałaby początek informatyki? Zdecydowanie nie. Ale czy można określić jej początki? Tak.

„Za początek informatyki uznałbym moment, gdy ktoś chciał coś uporządkować.” Jeszcze niedawno powiedzielibyśmy, że stało się to około 70 tysięcy lat temu (gdy znaleziono pierwsze symbole naskalne). Jednak niedawne odkrycia narzędzi do szycia, wytworzonych ponad 320 tysięcy lat temu, sugerują, że pierwsze konkretne ubrania powstały wcześniej, niż sądzono. Czy to oznacza, że już wtedy wczesne rodziny, a może i plemiona, miały podział obowiązków? A skoro istniał podział obowiązków to jakoś to oznaczano? Wiedziano z czego i jak robić różne przedmioty i wiedziano również, do czego używać. Czy to nie jest przetwarzanie informacji? Czy wiedza o tym, że na wiosnę przy pewnej rzece, za lasem, pasą się jelenie i warto tam zapolować, nie jest przetwarzaniem informacji i formą algorytmu?

Tak to widzę i tak to Wam przekazuję. Nie myślcie, że to wszystko, tylko złapałem mały okruszek tego rozległego tematu. Nie zbliżyliśmy się jeszcze do największych odkryć, takich jak odkrycie „zera”, opracowanie mechanizmów obliczających, czy powstanie arytmometru Pascala. Wkrótce skończę pisać kolejne części „Historii informatyki” i zobaczymy, jak ta fascynująca dziedzina dalej się rozwijała.

Pozdrawiam i do następnego artykułu
Aleksander Marcin Sanetra