Deși informatica a fost predată în școli pentru al patrulea deceniu consecutiv, ne gândim puțin la semnificația acesteia. Ni se pare că ne ajută doar să înțelegem mai bine cum funcționează calculatorul. De fapt, o teorie se dezvoltă din informatică, care pe termen lung este capabilă să schimbe ideile noastre fundamentale despre lume și locul omului în ea.
ERA CALCULULUI
Informatica, ca ramură a științei care se ocupă cu studiul legilor de formare, transformare și distribuție a informațiilor în natură, a apărut într-un moment în care a apărut sistemul de calcul binar: un astfel de sistem care funcționează numai cu zerouri și unii a fost descris de matematicianul german Gottfried Leibniz în 1703. De asemenea, a inventat un prototip de carte perforată și a propus un proiect pentru un calculator care funcționează în numere binare. Se pare că informatica de la bun început a fost o știință practică, când ideile abstracte își găsesc imediat aplicarea sub formă de invenții concrete.
Cu toate acestea, a fost nevoie de încă un secol și jumătate pentru a ajunge la înțelegerea faptului că cu ajutorul unui sistem binar este posibilă nu numai rezolvarea problemelor aritmetice, ci și logice. Punch cards au început să fie folosite la țesut, creând modele complexe pe țesături. Și tocmai această tehnologie ar trebui să o folosească omul de știință englez al secolului al XIX-lea Charles Babbage în „mașina sa diferențială” - astăzi este numit „tatăl” primului computer. Apoi au fost folosite carduri perforate pentru calcule statistice, pe care a crescut celebra companie IBM, fondată în 1911. Experții săi au inventat și primele calculatoare programabile. În 1937, inginerul american Claude Shannon și-a apărat disertația, în care a arătat că problemele logice pot fi rezolvate folosind organizarea relelor electromecanice:această lucrare istorică a pus bazele teoriei informației și ale construcției computerelor analogice. Zece ani mai târziu, Shannon a publicat o monografie și mai extinsă, care nu examinează schemele individuale, ci natura informației în ansamblu. Din acel moment, informatica a dobândit semnificația unei teorii universale, cu ajutorul căreia se pot descrie procese fizice globale.
SALTULUI CUANTIC
Apariția mecanicii cuantice i-a forțat pe oamenii de știință să revizuiască bazele informaticii. Dacă Claude Shannon și adepții săi credeau că orice obiecte și interacțiuni între ele pot fi exprimate prin secvențe de zerouri și unii, atunci, conform legilor lumii cuantice, trebuie să se țină cont de incertitudinea stării celulei informaționale. Datorită acestui fapt, un computer cuantic poate efectua calcule mult mai rapid decât unul tradițional, deoarece, așa cum spun oamenii de știință, abilitatea de a face calcule paralele este inerentă acestuia la nivelul unui dispozitiv fizic. Principala sa problemă este extragerea rezultatului, dar încearcă să o rezolve dezvoltând algoritmi speciali pentru decriptarea datelor primite.
Video promotional:
De când primul computer cuantic a fost construit foarte recent, teoria informațiilor cuantice este încă la început. Dar chiar și în această primă etapă, devine clar că, cu o dezvoltare adecvată, este aparent capabil să răspundă la întrebările contradictorii ale fizicii moderne și chiar la cea principală: cum se formează realitatea?
Mulți experți vorbesc despre potențialul științific semnificativ al teoriei informațiilor cuantice. De exemplu, Seth Lloyd de la Universitatea de Tehnologie din Massachusetts consideră că universul în sine este un computer cuantic imens și că, dezvoltând tehnologia adecvată, vom învăța cândva să reproducem procesele fundamentale și chiar să le modelăm, dirijându-le la discreția noastră. Fizicianul elvețian Nicolas Gisan, autorul unui experiment revoluționar privind teleportarea cuantică, este sigur că, după descoperirea „nonlocalității aleatorii”, care s-a dovedit a fi aceeași lege de bază a naturii ca legea gravitației universale, va trebui să revizuim întreaga imagine a lumii. Și așa mai departe și așa mai departe.
Se pare că este nevoie de o nouă teorie care să explice lumea, ținând cont de descoperirile noi. Și o astfel de teorie a fost propusă de celebrul fizician britanic de origine israeliană David Deutsch.
CONSTRUCTOR INVIZIBIL
David Deutsch, care lucrează la Oxford, a devenit celebru pentru cartea sa „The Structure of Reality” (1997), în care a fundamentat ipoteza „multiversului” - o interpretare uitată a mecanicii cuantice care permite existența unui număr infinit de lumi paralele. Mai târziu, el a adăugat la această ipoteză conceptul lui Karl Popper privind aplicabilitatea oricăror idei care trec testul respingerii mentale, teoria informațiilor cuantice și dezvoltarea teoriei evoluției în raport cu sfera rațiunii, propusă de Richard Dawkins. Drept urmare, Deutsch a reușit să găsească o cale spre o viziune originală a structurii Universului, pe care a numit-o „teoria constructorului”.
În forma sa cea mai simplificată, teoria sa spune că lumea din jurul nostru se dezvoltă sub influența anumitor sisteme încorporate în țesătura realității, prin urmare, dacă știința dorește să cunoască Universul, ar trebui să se ocupe nu atât de mult de studiul legilor prin care obiectele individuale interacționează, ci de studiul acestor sisteme („Constructori”), dintre care am învățat chiar să le reproducem. David Deutsch își explică ideea în acest fel:
„Conceptul dominant în știința modernă consideră totul în jur ca consecințe în curs de dezvoltare ale unor condiții inițiale necunoscute … De exemplu, cunoașterea legilor mișcării și unde era planeta acum un an, putem prezice unde va fi în alt an. Dar dacă ne întrebăm dacă putem muta o întreagă planetă acolo și acolo, abordarea tradițională va eșua. Un alt exemplu este problema liberului arbitru. Să presupunem că am două opțiuni. După ce m-am stabilit pe primul, nu pot decât să ghicesc ce s-ar fi întâmplat dacă l-aș fi ales pe al doilea. Ce se întâmplă se întâmplă. Și atât … Se pare că alegerea mea a fost predeterminată încă de pe vremea Big Bang-ului? Problema de bază este că conceptul dominant explică doar ceea ce este material; liberul arbitru nu se încadrează în el … În teoria constructorului, se poate spune că ceva este posibil,fără a spune că se va întâmpla.
Omul de știință compară acțiunea „constructorilor” cu acțiunea catalizatorilor - substanțe care modifică viteza reacțiilor chimice, dar nu se schimbă singure. Studiul „constructorilor”, potrivit lui Deutsch, ne va oferi un indiciu pentru a înțelege de unde au apărut legile fizicii și de ce funcționează așa cum fac. În același timp, va deveni clar ce este în general posibil să facem în Universul nostru și ce va rămâne fantastic.
PRIVIND PRATICUL Omnipotenței
Omenirea a reușit mult timp să facă cele mai simple modele de „constructori”. Acestea sunt, de exemplu, motoare termice care funcționează într-un ciclu. Sau un computer desktop care efectuează tot felul de operații pentru a transforma informațiile, rămânând neschimbat fizic.
Desigur, „constructorii” globali nu pot fi atinși cu mâinile noastre sau așezați pe masă, dar întâlnim manifestările lor aproape în fiecare secundă. Faptul este că cunoașterea în sine este unul dintre „constructorii” globali și nu contează de unde provine: din cap, dintr-o carte sau de pe computer. Dar posibilitatea unor noi transformări depinde de cantitatea de cunoștințe. Dacă mai devreme o persoană ar putea folosi numai compuși și procese naturale, astăzi a învățat să facă natura să funcționeze într-un mod „nenatural”, creând noi elemente ale tabelului periodic sau declanșând o reacție în lanț de descompunere a nucleelor atomice.
Ce aplicație practică poate avea „teoria constructorului” în afară de mărirea cunoștințelor? David Deutsch crede că tocmai ea va permite construirea inteligenței artificiale care va schimba calitatea lucrului cu informații. Și întrucât informațiile sunt în centrul tuturor, atunci, probabil, posibilitățile acestei inteligențe vor fi nelimitate. De exemplu, el va fi capabil să rezolve problema nemuririi fizice sau a colonizării planetelor vecine. Cum se va schimba lumea în acest caz, puteți încerca să vă imaginați. La urma urmei, faceți parte și din „constructorul” global …
Anton Pervushin
