Bár az informatikát negyedik évtizede oktatják az iskolákban, fontosságát kevéssé gondoljuk át. Számunkra úgy tűnik, hogy ez csak jobban segít megérteni a számítástechnika működését. Valójában az informatikából nő ki egy elmélet, amely hosszú távon képes megváltoztatni a világgal és az ember helyével kapcsolatos alapvető elképzeléseinket.
A SZÁMÍTÁS KORLÁJA
Az informatika, mint a természetben az információ keletkezésének, átalakulásának és eloszlásának törvényszerűségeinek tanulmányozásával foglalkozó tudományág akkor jött létre, amikor megjelent a bináris számítási rendszer: egy ilyen, csak nullákkal és egyekkel működő rendszert Gottfried Leibniz német matematikus írt le 1703-ban. Feltalálta egy lyukkártya prototípusát, és javaslatot tett egy bináris számokban működő számológép projektjére. Kiderült, hogy az informatika kezdettől fogva gyakorlati tudomány volt, amikor az absztrakt ötletek azonnal alkalmazást találnak konkrét találmányok formájában.
Másfél évszázad kellett azonban ahhoz, hogy megértsük, hogy egy bináris rendszer segítségével nemcsak számtani, hanem logikai problémák is megoldhatók. Lyukártyákat kezdtek használni a szövés során, összetett minták létrehozásával a szöveteken. És pontosan ezt a technológiát kellett a 19. századi angol tudósnak, Charles Babbage-nek használni "differenciálgépében" - ma az első számítógép "apjának" hívják. Ezután lyukas kártyákat használtak statisztikai számításokhoz, amelyeken az 1911-ben alapított híres IBM cég nőtt fel. Szakértői kitalálták az első programozható számológépeket is. 1937-ben Claude Shannon amerikai mérnök megvédte disszertációját, amelyben megmutatta, hogy a logikai problémák megoldhatók elektromechanikus relék szervezésével:ebben a történeti munkában megalapozták az információelmélet és az analóg számítógépek felépítését. Tíz évvel később Shannon még kiterjedtebb monográfiát tett közzé, amely nem az egyes sémákat, hanem az információ természetét vizsgálta. Ettől a pillanattól kezdve az informatika elsajátította az egyetemes elmélet jelentőségét, amelynek segítségével le lehet írni a globális fizikai folyamatokat.
KVANTUM UGRÁS
A kvantummechanika megjelenése arra kényszerítette a tudósokat, hogy vizsgálják felül a számítástechnika alapjait. Ha Claude Shannon és követői úgy vélték, hogy bármilyen tárgy és a köztük lévő interakciók nullák és egysorozatokkal fejezhetők ki, akkor a kvantumvilág törvényei szerint figyelembe kell venni az információs sejt állapotának bizonytalanságát. Ennek köszönhetően egy kvantum számítógép sokkal gyorsabban képes elvégezni a számításokat, mint a hagyományos, mivel - mint a tudósok mondják - a fizikai eszközök szintjén benne rejlik a párhuzamos számítások képessége. Fő problémája az eredmény kinyerése, de megpróbálják megoldani speciális algoritmusok kifejlesztésével a beérkezett adatok visszafejtésére.
Promóciós videó:
Mivel az első kvantum számítógépet a közelmúltban építették, a kvantum információ elmélete még gyerekcipőben jár. De már ebben az első szakaszban világossá válik, hogy megfelelő fejlődéssel látszólag képes megválaszolni a modern fizika ellentmondásos kérdéseit, sőt a legfontosabbat is: hogyan alakul ki a valóság?
Sok szakértő beszél a kvantuminformáció elméletének jelentős tudományos potenciáljáról. Például Seth Lloyd, a Massachusettsi Műszaki Egyetem úgy véli, hogy maga az univerzum óriási kvantumszámítógép, és a megfelelő technológia kifejlesztésével egyszer megtanuljuk megismételni az alapvető folyamatokat, sőt modellezni is őket, saját belátásunk szerint irányítva. Nicolas Gisan svájci fizikus, a kvantumteleportálással kapcsolatos áttöréses kísérlet szerzője biztos abban, hogy a "véletlenszerű helytelenség" felfedezése után, amelyről kiderült, hogy a természet alaptörvénye megegyezik az egyetemes gravitáció törvényével, meg kell vizsgálnunk a világ teljes képét. És így tovább, és így tovább.
Úgy tűnik, hogy új elméletre van szükség a világ magyarázatához, figyelembe véve a friss felfedezéseket. Ilyen elméletet pedig David Deutsch, az izraeli származású híres brit fizikus javasolt.
LÁTHATATLAN ÉPÍTŐ
Az Oxfordban dolgozó David Deutsch "A valóság felépítése" (1997) című könyvével vált híressé, amelyben megalapozta a "multiverzum" hipotézist - a kvantummechanika elfeledett értelmezését, amely végtelen számú párhuzamos világ létét teszi lehetővé. Később ehhez a hipotézishez fűzte Karl Popper azon elképzelését, amely szerint a gondolati cáfolat próbáját, a kvantuminformáció elméletét és az evolúciós elmélet fejlettségét az ész szférájához viszonyítva, Richard Dawkins javasolja. Ennek eredményeként Deutsch-nek sikerült megtalálni a módját az univerzum szerkezetének eredeti nézetéhez, amelyet "a konstruktor elméletének" nevezett.
Legegyszerűbb formájában elmélete azt mondja, hogy a körülöttünk lévő világ bizonyos rendszerek hatására fejlődik, amelyek a valóság szövetébe vannak beépítve, ezért, ha a tudomány meg akarja ismerni az Univerzumot, akkor nem annyira az egyes tárgyak kölcsönhatásának törvényszerűségeit kell tanulmányoznia, mint inkább az említett rendszerek tanulmányozását ("Konstruktorok"), amelyek egy részét még megtanultuk reprodukálni. David Deutsch így fejti ki ötletét:
„A modern tudományban az uralkodó koncepció minden körülményt ismeretlen kezdeti feltételek kialakuló következményeinek tekint … Például, ismerve a mozgás törvényeit és azt, hogy hol volt a bolygó egy évvel ezelőtt, megjósolhatjuk, hol lesz egy másik évben. De ha arra gondolunk, hogy egy egész bolygót tudunk-e oda-oda mozgatni, a hagyományos megközelítés kudarcot vall. Egy másik példa a szabad akarat problémája. Mondjuk két választási lehetőségem van. Miután beletaláltam az elsőbe, csak sejteni tudom, mi lett volna, ha a másodikat választom. Ami történik, az történik. És ez minden … Kiderült, hogy a választásomat az ősrobbanás ideje óta előre meghatározták? Az alapvető probléma az, hogy a domináns koncepció csak azt magyarázza el, ami lényeges; a szabad akarat nem illik bele … A konstruktor elméletében azt lehet mondani, hogy valami lehetséges,anélkül, hogy azt mondaná, meg fog történni."
A tudós összehasonlítja a "konstruktorok" és a katalizátorok hatását - olyan anyagokkal, amelyek megváltoztatják a kémiai reakciók sebességét, de önmaguk nem változnak. A "konstruktorok" vizsgálata Deutsch szerint nyomot fog adni arra, hogy megértsük, honnan jöttek a fizika törvényei, és miért működnek úgy, ahogy csinálják. Ugyanakkor kiderül, hogy mi az, amit általában lehet univerzumunkban megtenni, és mi marad fantasztikus.
A Mindenhatóság HATÁROZATÁN
Az emberiség régóta képes elkészíteni a "konstruktorok" legegyszerűbb modelljét. Ezek például egy ciklusban működő hőmotorok. Vagy asztali számítógép, amely mindenféle műveletet végez az információk átalakítása érdekében, miközben fizikailag változatlan marad.
Természetesen a globális „konstruktorokat” nem lehet kézzel megérinteni vagy az asztalra tenni, de szinte másodpercenként találkozunk megnyilvánulásukkal. A tény az, hogy maga a tudás az egyik globális „konstruktor”, és nem mindegy, honnan származik: fejből, könyvből vagy számítógépből. De az új átalakulások lehetősége a tudás mennyiségétől függ. Ha korábban egy ember csak természetes vegyületeket és folyamatokat használhatott, ma megtanulta, hogy a természet "természetellenes" módon működjön, új elemeket hozva létre a periódusos rendszerben, vagy elindítva az atommagok bomlásának láncreakcióját.
Milyen gyakorlati alkalmazása lehet a „konstruktorelméletnek” a tudásbővítésen kívül? David Deutsch úgy véli, hogy ő teszi lehetővé a mesterséges intelligencia tervezését, amely megváltoztatja az információval való munka minőségét. És mivel az információ áll mindennek a középpontjában, valószínűleg ennek az intelligenciának a lehetőségei korlátlanok lesznek. Például képes lesz megoldani a fizikai halhatatlanság vagy a szomszédos bolygók gyarmatosításának problémáját. Hogyan változik ebben az esetben a világ, megpróbálhatja elképzelni magát. Végül is te is a globális "konstruktor" része vagy …
Anton Pervushin