Nors informatikos mokoma mokyklose jau ketvirtą dešimtmetį iš eilės, mes mažai galvojame apie jos svarbą. Mums atrodo, kad tai tik padeda geriau suprasti, kaip veikia skaičiavimas. Tiesą sakant, iš informatikos išauga teorija, kuri ilgainiui gali pakeisti pagrindines mūsų idėjas apie pasaulį ir žmogaus vietą jame.
APSKAIČIAVIMO ERA
Informatika, kaip mokslo šaka, nagrinėjanti informacijos formavimosi, virsmo ir pasiskirstymo gamtoje dėsnius, atsirado tuo metu, kai atsirado dvejetainio skaičiavimo sistema: tokią sistemą, veikiančią tik su nulio ir vienais, aprašė vokiečių matematikas Gottfriedas Leibnizas 1703 m. Jis taip pat išrado perfokortos prototipą ir pasiūlė skaičiuoklės, veikiančios dvejetainiais skaičiais, projektą. Pasirodo, kad informatika nuo pat pradžių buvo praktinis mokslas, kai abstrakčios idėjos iškart randa pritaikymą konkrečių išradimų pavidalu.
Tačiau prireikė dar pusantro šimtmečio, kad suprastum, jog dvejetainės sistemos pagalba įmanoma išspręsti ne tik aritmetines, bet ir logines problemas. Štampavimo kortelės pradėtos naudoti audžiant, kuriant sudėtingus audinių modelius. Ir būtent šią technologiją XIX amžiaus anglų mokslininkas Charlesas Babbage'as turėjo naudoti savo „diferencialinėje mašinoje“- šiandien jis vadinamas pirmojo kompiuterio „tėvu“. Tada statistiniams skaičiavimams buvo naudojamos perfokortos, kuriose išaugo garsioji IBM įmonė, įkurta 1911 m. Jos ekspertai taip pat išrado pirmuosius programuojamus skaičiuotuvus. 1937 m. Amerikiečių inžinierius Claude'as Shannonas apgynė disertaciją, kurioje parodė, kad logines problemas galima išspręsti naudojant elektromechaninių relių organizavimą:šiame istoriniame darbe buvo padėti informacijos teorijos ir analoginių kompiuterių konstravimo pagrindai. Po dešimties metų Shannonas išleido dar platesnę monografiją, nagrinėjančią ne atskiras schemas, o visos informacijos pobūdį. Nuo to momento informatika įgijo universalios teorijos reikšmę, kurios pagalba galima apibūdinti globalius fizinius procesus.
KVANTINIS ŠUOLIS
Kvantinės mechanikos atsiradimas privertė mokslininkus peržiūrėti kompiuterių mokslo pagrindus. Jei Claude'as Shannonas ir jo pasekėjai tikėjo, kad bet kokie objektai ir sąveika tarp jų gali būti išreikšti nulių ir vienetų sekomis, tai pagal kvantinio pasaulio dėsnius reikia atsižvelgti į informacijos langelio būsenos neapibrėžtumą. Dėl to kvantinis kompiuteris gali atlikti skaičiavimus daug greičiau nei tradicinis kompiuteris, nes, kaip sako mokslininkai, fizinio įrenginio lygmenyje jam būdinga galimybė lygiagrečiai atlikti skaičiavimus. Pagrindinė jo problema yra išgauti rezultatą, tačiau jie bando jį išspręsti kurdami specialius gautų duomenų iššifravimo algoritmus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kadangi pirmasis kvantinis kompiuteris buvo pastatytas visai neseniai, kvantinės informacijos teorija dar tik kuriama. Tačiau net ir šiame pirmame etape tampa aišku, kad tinkamai vystydamasis, matyt, jis gali atsakyti į prieštaringus šiuolaikinės fizikos klausimus ir net į pagrindinį: kaip formuojasi tikrovė?
Daugelis ekspertų kalba apie reikšmingą kvantinės informacijos teorijos mokslinį potencialą. Pavyzdžiui, Sethas Lloydas iš Masačusetso technologijos universiteto mano, kad pati visata yra didžiulis kvantinis kompiuteris ir kad, sukurdami tinkamą technologiją, mes kada nors išmoksime atkartoti pagrindinius procesus ir net juos modeliuoti, vadovaudamiesi savo nuožiūra. Šveicarų fizikas Nicolasas Gisanas, kvantinės teleportacijos proveržio eksperimento autorius, įsitikinęs, kad atradus „atsitiktinį nešališkumą“, kuris pasirodė esąs tas pats pagrindinis gamtos dėsnis, kaip ir visuotinės gravitacijos dėsnis, turėsime patikslinti visą pasaulio vaizdą. Ir taip toliau.
Panašu, kad reikia naujos teorijos, kuri paaiškintų pasaulį, atsižvelgiant į naujus atradimus. Ir tokią teoriją pasiūlė garsus Izraelio kilmės britų fizikas Davidas Deutschas.
NEMATOMAS KONSTRUKTORIUS
Oksforde dirbantis Davidas Deutschas išgarsėjo knyga „Tikrovės struktūra“(1997), kurioje jis pagrindė „multiverse“hipotezę - užmirštą kvantinės mechanikos interpretaciją, leidžiančią egzistuoti begalinį skaičių paralelinių pasaulių. Vėliau prie šios hipotezės jis pridėjo Karlo Popperio koncepciją apie bet kokių idėjų, išlaikiusių psichikos paneigimo testą, pritaikymą, kvantinės informacijos teoriją ir evoliucijos teorijos plėtrą, pritaikytą proto sferai, kurią pasiūlė Richardas Dawkinsas. Todėl Deutschui pavyko rasti kelią į originalų visatos struktūros vaizdą, kurį jis pavadino „konstruktoriaus teorija“.
Pačia paprasčiausia forma jo teorija sako, kad mus supantis pasaulis vystosi veikiamas tam tikrų sistemų, įmontuotų į realybės audinį, todėl, jei mokslas nori pažinti Visatą, jis turėtų užsiimti ne tiek dėsnių, pagal kuriuos sąveikauja atskiri objektai, kiek minėtų sistemų („Konstruktoriai“), kai kuriuos jų net išmokome atgaminti. Davidas Deutschas savo idėją paaiškina taip:
„Dominuojančioje šiuolaikinio mokslo koncepcijoje viskas aplinkui laikoma besivystančiomis kažkokių nežinomų pradinių sąlygų pasekmėmis … Pavyzdžiui, žinodami judėjimo dėsnius ir tai, kur planeta buvo prieš metus, galime nuspėti, kur ji bus kitais metais. Bet jei susimąstysime, ar galime ten ir ten perkelti visą planetą, tradicinis požiūris žlugs. Kitas pavyzdys - laisvos valios problema. Tarkime, aš turiu du pasirinkimus. Susitvarkęs su pirmuoju, galiu tik spėti, kas būtų, jei būčiau pasirinkęs antrąjį. Kas vyksta, vyksta. Ir viskas … Pasirodo, kad mano pasirinkimas buvo iš anksto nustatytas nuo Didžiojo sprogimo laikų? Pagrindinė problema yra ta, kad dominuojanti sąvoka paaiškina tik tai, kas yra materialu; laisva valia į tai netelpa … Konstruktoriaus teorijoje galima sakyti, kad kažkas yra įmanoma,nesakant, kad tai įvyks “.
Mokslininkas lygina „konstruktorių“veikimą su katalizatorių - medžiagų, kurios keičia cheminių reakcijų greitį, bet pačios nesikeičia, poveikiu. „Konstruktorių“tyrimas, pasak Deutscho, padės mums suprasti, iš kur atsirado fizikos dėsniai ir kodėl jie veikia taip, kaip veikia. Tuo pačiu paaiškės, ką apskritai įmanoma padaryti mūsų Visatoje ir kas išliks fantastiška.
VISKALBĖS SUMAIKYMOJE
Žmonija jau seniai gali pagaminti paprasčiausius „konstruktorių“modelius. Tai, pavyzdžiui, ciklo metu veikiantys šilumos varikliai. Arba stacionarus kompiuteris, kuris atlieka įvairiausias informacijos transformavimo operacijas, fiziškai nepasikeisdamas.
Žinoma, globalių „konstruktorių“negalima liesti rankomis ar padėti ant stalo, tačiau su jų apraiškomis susiduriame beveik kas sekundę. Faktas yra tas, kad pačios žinios yra vienas iš pasaulinių „konstruktorių“ir nesvarbu, iš kur jos kyla: iš galvos, iš knygos ar iš kompiuterio. Bet naujų virsmų galimybė priklauso nuo žinių kiekio. Jei anksčiau žmogus galėjo naudoti tik natūralius junginius ir procesus, šiandien jis išmoko priversti gamtą veikti „nenatūraliai“, kurdamas naujus periodinės lentelės elementus arba pradėdamas grandininę atominių branduolių irimo reakciją.
Koks praktinis „konstruktoriaus teorijos“pritaikymas gali būti ne žinių papildymas? Davidas Deutschas mano, kad būtent ji leis kurti dirbtinį intelektą, kuris pakeis darbo su informacija kokybę. Kadangi visa ko esmė yra informacija, tikriausiai šio intelekto galimybės bus beribės. Pavyzdžiui, jis sugebės išspręsti kaimyninių planetų fizinio nemirtingumo ar kolonizavimo problemą. Kaip šiuo atveju pasikeis pasaulis, galite pabandyti įsivaizduoti save. Juk jūs taip pat esate pasaulinio „konstruktoriaus“dalis …
Antonas Pervushinas