Въпреки че компютърните науки се преподават в училищата за четвърто поредно десетилетие, ние не обмисляме много значението му. Струва ни се, че това помага само да се разбере по-добре как работят изчисленията. Всъщност една теория израства от информатиката, която в дългосрочен план е способна да промени основните ни представи за света и мястото на човека в него.
ЕРАТА НА ИЗЧИСЛЕНИЕТО
Информатиката, като клон на науката, занимаващ се с изучаването на законите на образуването, преобразуването и разпространението на информацията в природата, възниква по времето, когато се появява двоичната система за смятане: такава система, работеща само с нули и единици, е описана от германския математик Готфрид Лайбниц през 1703 г. Той също така изобретява прототип на перфокарта и предлага проект за калкулатор, работещ в двоични числа. Оказва се, че информатиката от самото начало е била практическа наука, когато абстрактните идеи веднага намират приложение под формата на конкретни изобретения.
Трябваше обаче още век и половина, за да стигне до разбирането, че с помощта на двоична система е възможно не само да се решават аритметични, но и логически задачи. Перфокартите започнаха да се използват в тъкането, създавайки сложни шарки върху тъканите. И точно тази технология е трябвало да използва английският учен от 19-ти век Чарлз Бабидж в своята „диференциална машина“- днес той е наричан „бащата“на първия компютър. Тогава перфокартите се използват за статистически изчисления, върху които израства известната компания IBM, основана през 1911г. Неговите експерти изобретиха и първите програмируеми калкулатори. През 1937 г. американският инженер Клод Шанън защитава дисертацията си, в която показва, че логическите проблеми могат да бъдат решени с помощта на организацията на електромеханичните релета:в тази историческа работа са положени основите на теорията на информацията и изграждането на аналогови компютри. Десет години по-късно Шанън публикува още по-обширна монография, която не разглежда отделни схеми, а естеството на информацията като цяло. От този момент информатиката придоби значението на универсална теория, с помощта на която може да се опишат глобални физически процеси.
КВАНТОВ СКОК
Появата на квантовата механика принуди учените да преразгледат основите на компютърните науки. Ако Клод Шанън и неговите последователи вярваха, че всякакви обекти и взаимодействия между тях могат да бъдат изразени чрез последователности от нули и единици, то според законите на квантовия свят трябва да се вземе предвид несигурността на състоянието на информационната клетка. Благодарение на това квантовият компютър може да извършва изчисления много по-бързо от традиционния компютър, тъй като, както казват учените, способността за паралелни изчисления му е присъща на нивото на физическо устройство. Основният му проблем е да извлече резултата, но те се опитват да го решат чрез разработване на специални алгоритми за дешифриране на получените данни.
Промоционално видео:
Тъй като първият квантов компютър е построен съвсем наскоро, теорията на квантовата информация все още е в зародиш. Но дори на този първи етап става ясно, че при правилно развитие той очевидно е в състояние да отговори на противоречивите въпроси на съвременната физика и дори на основния: как се формира реалността?
Много експерти говорят за значителния научен потенциал на теорията на квантовата информация. Например, Сет Лойд от Масачузетския технологичен университет вярва, че самата Вселена е огромен квантов компютър и че, като разработим подходящата технология, някой ден ще се научим да възпроизвеждаме фундаментални процеси и дори да ги моделираме, насочвайки по наша преценка. Швейцарският физик Никола Гисан, автор на пробивен експеримент за квантова телепортация, е сигурен, че след откриването на „случайната нелокалност“, която се оказа същият основен природен закон като закона за всеобщата гравитация, ще трябва да преразгледаме цялата картина на света. И така нататък.
Изглежда, че има нужда от нова теория, която да обясни света в светлината на нови открития. И такава теория беше предложена от известния британски физик от израелски произход Дейвид Дойч.
НЕВИДИМ КОНСТРУКТОР
Дейвид Дойч, който работи в Оксфорд, се прочу с книгата си "Структурата на реалността" (1997), в която обосновава хипотезата за "мултивселената" - забравена интерпретация на квантовата механика, която позволява съществуването на безкраен брой паралелни светове. По-късно той добавя към тази хипотеза концепцията на Карл Попър за приложимостта на всякакви идеи, които преминават теста за умствено опровержение, теорията на квантовата информация и развитието на еволюционната теория във връзка със сферата на разума, предложена от Ричард Докинс В резултат на това Дойч успя да намери път към оригинален поглед върху структурата на Вселената, който той нарече „теория на конструктора“.
В най-опростената си форма неговата теория казва, че светът около нас се развива под въздействието на определени системи, вградени в тъканта на реалността, следователно, ако науката иска да опознае Вселената, тя трябва да се занимава не толкова с изучаването на законите, по които отделните обекти взаимодействат, колкото с изучаването на споменатите системи ("Конструктори"), някои от които дори се научихме да възпроизвеждаме. Дейвид Дойч обяснява идеята си по този начин:
„Доминиращата концепция в съвременната наука разглежда всичко наоколо като развиващи се последици от някои неизвестни първоначални условия … Например, познавайки законите на движението и къде е била планетата преди година, можем да предскажем къде ще бъде след друга година. Но ако се чудим дали можем да преместим цяла планета там и там, традиционният подход ще се провали. Друг пример е проблемът със свободната воля. Да кажем, че имам два избора. След като се спрях на първата, мога само да гадая какво би станало, ако бях избрал втората. Това, което се случва, се случва. И това е всичко … Оказва се, че изборът ми е предопределен още от времето на Големия взрив? Основният проблем е, че доминиращата концепция обяснява само онова, което е съществено; свободната воля не се вписва в него … В теорията на конструктора може да се каже, че нещо е възможно,без да се каже, че ще се случи."
Ученият сравнява действието на "конструкторите" с действието на катализатори - вещества, които променят скоростта на химичните реакции, но не се променят сами. Изследването на „конструкторите“, според Deutsch, ще ни даде представа за разбирането откъде идват законите на физиката и защо те работят по начина, по който го правят. В същото време ще стане ясно какво е възможно да се направи в нашата Вселена и какво ще остане фантастично.
НА ПРАГА НА Всемогъществото
Човечеството отдавна е в състояние да направи най-простите модели на „конструктори“. Това са например топлинни двигатели, работещи в цикъл. Или настолен компютър, който извършва всякакви операции за трансформиране на информация, като същевременно остава непроменен физически.
Разбира се, глобалните „конструктори“не могат да бъдат докоснати с ръце или поставени на масата, но ние се сблъскваме с техните прояви почти всяка секунда. Факт е, че самото знание е един от глобалните „конструктори“и няма значение откъде идва: от главата, от книга или от компютър. Но възможността за нови трансформации зависи от количеството знания. Ако по-рано човек е можел да използва само естествени съединения и процеси, днес той се е научил да кара природата да работи по „неестествен“начин, създавайки нови елементи от периодичната таблица или стартирайки верижна реакция на разпадане на атомните ядра.
Какво практическо приложение може да има „теорията на конструкторите“, освен увеличаване на знанията? Дейвид Дойч вярва, че именно тя ще позволи изграждането на изкуствен интелект, който ще промени качеството на работа с информация. И тъй като информацията е в основата на всичко, тогава, вероятно, възможностите на тази интелигентност ще бъдат неограничени. Например, той ще може да реши проблема с физическото безсмъртие или колонизацията на съседни планети. Как ще се промени светът в този случай, можете да опитате да си представите себе си. В крайна сметка вие също сте част от глобалния "конструктор" …
Антон Первушин
