Även om datavetenskap har undervisats i skolor för fjärde decenniet i rad, tänker vi lite på dess betydelse. Det verkar för oss att det bara hjälper till att bättre förstå hur databehandling fungerar. I själva verket växer en teori ut ur informatik, som i framtiden kan förändra våra grundläggande idéer om världen och människans plats i den.
BERÄKNINGSTIDEN
Informatik, som en gren av vetenskapen som handlar om studien av lagarna för bildning, transformation och distribution av information i naturen, har sitt ursprung i en tid då det binära räknesystemet uppstod: ett sådant system, som endast fungerar med nollor och enor, beskrevs av den tyska matematikern Gottfried Leibniz 1703. Han uppfann också en prototyp av ett stansat kort och föreslog ett projekt för en miniräknare som fungerar i binära tal. Det visar sig att informatik från början var en praktisk vetenskap när abstrakta idéer omedelbart hittar tillämpning i form av konkreta uppfinningar.
Det tog dock ytterligare ett och ett halvt århundrade att förstå att med hjälp av ett binärt system är det möjligt att inte bara lösa aritmetik utan också logiska problem. Stanskort började användas i vävning och skapade komplexa mönster på tyger. Och det var just denna teknik som den engelska forskaren från 1800-talet Charles Babbage skulle använda i sin "differentiella maskin" - idag kallas han "fadern" till den första datorn. Sedan användes stansade kort för statistiska beräkningar, på vilka det berömda IBM-företaget, grundat 1911, växte upp. Dess experter uppfann också de första programmerbara miniräknarna. År 1937 försvarade den amerikanska ingenjören Claude Shannon sin avhandling, där han visade att logiska problem kan lösas med hjälp av organiseringen av elektromekaniska reläer:i detta historiska arbete lades grunden för informationsteorin och konstruktionen av analoga datorer. Tio år senare publicerade Shannon en ännu mer omfattande monografi, som inte undersökte enskilda system utan informationens natur som helhet. Sedan dess har informatiken fått betydelsen av en universell teori, med hjälp av vilken man kan beskriva globala fysiska processer.
KVANTSPRÅNG
Framväxten av kvantmekanik tvingade forskare att revidera grunden för datavetenskap. Om Claude Shannon och hans anhängare trodde att några föremål och interaktioner mellan dem kan uttryckas genom sekvenser av nollor och enar, måste man enligt kvantvärldens lagar ta hänsyn till osäkerheten i informationscellens tillstånd. Tack vare detta kan en kvantdator utföra beräkningar mycket snabbare än en traditionell dator, eftersom, som forskare säger, är förmågan till parallella beräkningar inneboende i den på nivån av en fysisk enhet. Dess huvudsakliga problem är att extrahera resultatet, men de försöker lösa det genom att utveckla speciella algoritmer för dekryptering av mottagen data.
Kampanjvideo:
Sedan den första kvantdatorn byggdes helt nyligen är kvantinformationsteorin fortfarande i sin linda. Men även i detta första steg blir det tydligt att det med rätt utveckling tydligen kan svara på de motsägelsefulla frågorna i modern fysik, och till och med de viktigaste: hur formas verkligheten?
Många experter talar om den betydande vetenskapliga potentialen i teorin om kvantinformation. Till exempel anser Seth Lloyd från Massachusetts University of Technology att själva universumet är en enorm kvantdator och att vi, genom att utveckla lämplig teknik, en dag kommer att lära oss att reproducera grundläggande processer och till och med modellera dem och styra efter vårt gottfinnande. Den schweiziska fysikern Nicolas Gisan, författaren till ett genombrottsexperiment om kvantteleportering, är säker på att efter upptäckten av "slumpmässig icke-lokalitet", som visade sig vara samma grundläggande naturlag som lagen om universell gravitation, måste vi se över hela världsbilden. Och så vidare.
Det verkar som om det finns ett behov av en ny teori för att förklara världen med hänsyn till nya upptäckter. Och en sådan teori föreslogs av den berömda brittiska fysikern av israeliskt ursprung David Deutsch.
Osynlig konstruktör
David Deutsch, som arbetar i Oxford, blev känd för sin bok "The Structure of Reality" (1997), där han underbyggde hypotesen "multiverse" - en glömd tolkning av kvantmekanik som möjliggör ett oändligt antal parallella världar. Senare lade han till denna hypotes Karl Poppers koncept om tillämpligheten av alla idéer som klarar testet av mental vederläggning, teorin om kvantinformation och utvecklingen av evolutionsteorin i relation till förnuftets sfär, föreslagen av Richard Dawkins. Som ett resultat lyckades Deutsch hitta en väg till en originalvy av universums struktur, som han kallade "teorin om konstruktören."
I sin mest förenklade form säger hans teori att världen omkring oss utvecklas under inflytande av vissa system inbyggda i verklighetens vävnad, så om vetenskapen vill lära känna universum, bör den inte så mycket behandla studien av de lagar som enskilda objekt interagerar med, utan studien av dessa system ("Konstruktörer"), av vilka vi till och med lärde oss att reproducera. David Deutsch förklarar sin idé på detta sätt:
”Det dominerande konceptet i modern vetenskap betraktar allt som utvecklar konsekvenser av några okända initiala förhållanden … Till exempel, att känna till rörelsens lagar och var planeten var för ett år sedan, kan vi förutsäga var det kommer att vara om ett år till. Men om vi undrar om vi kan flytta en hel planet dit och där kommer den traditionella metoden att misslyckas. Ett annat exempel är problemet med fri vilja. Låt oss säga att jag har två val. Efter att ha bestämt mig över det första kan jag bara gissa vad som skulle ha hänt om jag hade valt det andra. Det som händer händer. Och det är allt … Det visar sig att mitt val var förutbestämt sedan Big Bang? Det bakomliggande problemet är att det dominerande konceptet bara förklarar det som är väsentligt; fri vilja passar inte in i den … Enligt konstruktörens teori kan man säga att något är möjligt,utan att säga att det kommer att hända."
Forskaren jämför”konstruktörernas” verkan med katalysatorernas verkan - ämnen som ändrar hastigheten för kemiska reaktioner men ändrar inte själva. Studien av "konstruktörer", enligt Deutsch, kommer att ge oss en aning om att förstå var fysikens lagar kom ifrån och varför de fungerar som de gör. Samtidigt kommer det att bli klart vad som är allmänt möjligt att göra inom vårt universum, och vad som kommer att förbli fantastiskt.
PÅ TRÖSKET FÖR Almakt
Mänskligheten har länge kunnat skapa de enklaste modellerna av "konstruktörer". Dessa är till exempel värmemotorer som arbetar i en cykel. Eller en stationär dator som utför alla typer av informationstransformationsoperationer samtidigt som den förblir oförändrad fysiskt.
Naturligtvis kan globala”konstruktörer” inte beröras med våra händer eller läggas på bordet, men vi möter deras manifestationer nästan varje sekund. Faktum är att kunskapen i sig är en av de globala”konstruktörerna”, och det spelar ingen roll var den kommer ifrån: från huvudet, från en bok eller från en dator. Men möjligheten till nya omvandlingar beror på mängden kunskap. Om en person tidigare bara kunde använda naturliga föreningar och processer, har han idag lärt sig att få naturen att fungera på ett "onaturligt" sätt, skapa nya element i det periodiska systemet eller starta en kedjereaktion av förfall av atomkärnor.
Vilken praktisk tillämpning kan "konstruktörsteori" ha annat än kunskapsförstärkning? David Deutsch tror att det är hon som tillåter konstruktion av artificiell intelligens som kommer att förändra kvaliteten på att arbeta med information. Och eftersom information är kärnan i allt kommer sannolikt möjligheterna till denna intelligens att vara obegränsade. Till exempel kommer han att kunna lösa problemet med fysisk odödlighet eller kolonisering av angränsande planeter. Hur världen kommer att förändras i det här fallet kan du försöka föreställa dig själv. När allt kommer omkring är du också en del av den globala "konstruktören" …
Anton Pervushin