Эрик Дрекслер - Машины создания

Учитывая эти проблемы жизни и смерти и эту общую цель, мы можем рассмотреть, какие меры могли бы нам помочь достичь успеха. Наша стратегия должна включать людей, принципы и институты, но также она должна основываться на тактике, которая неизбежно будет включать технологию.

Чтобы использовать такие мощные технологии безопасно, мы должны делать технические средства, которым мы можем доверять. Чтобы иметь доверие, мы должны быть способны тщательно оценивать технические факты – способность, которая в свою очередь будет зависеть отчасти от качества наших способов оценки. Более существенно, однако, она будет зависеть от того, будет ли заслуживающие доверие технические средства физически возможны. Это – вопрос надёжности компонентов и систем.

Часто мы можем делать надёжные компоненты, даже без помощи ассемблеров. «Надёжные» не значит «неразрушимые» – всё что угодно разрушится, если его поместить достаточно близко к ядерному взрыву. Это даже не означает «стойкий» – телевизор может быть надёжным, однако он не выдержит удара о бетонный пол. Скорее, мы называем что-то надёжным, когда мы можем рассчитывать, что оно будет работать, как задумано.

Надёжный компонент не обязательно должен быть совершенным воплощением совершенной конструкции: ему только нужно быть достаточно хорошим воплощением достаточно предусмотрительной конструкции. Инженер, который строит мост, может не быть уверен насчёт силы ветра, нагрузки движения по мосту, и прочности стали, но предполагая высокий ветер, интенсивное движение и непрочную сталь, инженер может сконструировать мост, который сможет выдержать.

Неожиданные отказы компонентов обычно проистекают из физических дефектов. Но ассемблеры будут строить компоненты, которые имеют пренебрежимо малое число атомов не на своём месте – ни одного, если будет в том необходимость. Это сделает их идеально унифицированными и в ограниченном смысле – совершенно надёжными. Однако излучение будет всё равно вызывать повреждение, поскольку космические лучи могут неожиданно выбивать атомы из чего угодно. В достаточно малых компонентах (даже в современных компьютерных устройствах памяти), отдельная частица излучения может вызвать отказ.

Но системы работают, даже когда их части перестают работать; ключ к этому – избыточность. Представьте мост, подвешенный на канатах, которые случайным образом обрываются, каждый около одного раза в год в непредсказуемый момент времени. Если мост упадёт когда порвётся канат, его будет использовать слишком опасно. Однако представьте, что чтобы починить канат требуется один день (потому что квалифицированная команда ремонтников с запасными канатами вызывается как только необходимо), и что, хотя необходимо пять канатов, чтобы поддерживать мост, есть на самом деле шесть. Теперь один канат рвётся, и мост всё равно остаётся на своём месте. Закрыв движение и далее заменив порвавшийся канат, операторы моста могут восстановить безопасность. Чтобы разрушить этот мост, в этот же день должен порваться второй кабель, также как и первый. Поддерживаемый шестью канатами, каждый имеющий 1 из 365 шансов порваться, мост вероятно выдержит около 10 лет.

Во время перестройки он остаётся ужасным. Однако мост с десятью канатами (пять необходимых и пять дополнительных) упадёт только если шесть канатов порвутся в тот же день: система поддержки вероятно выдержит более десяти миллионов лет. С пятнадцатью канатами ожидаемая продолжительность жизни – более чем в десять тысяч раз больше возраста Земли. Избыточность может давать экспоненциальный взрыв безопасности.

Избыточность работает лучше всего, когда избыточные компоненты действительно независимы. Если мы не доверяем процессу конструирования, то мы должны использовать компоненты, разработанные независимо; если бомба, пуля или космический луч может повредить несколько соседних частей, то мы должны распределить избыточные части более широко. Инженеры, которые хотят обеспечить надёжное сообщение между двумя островами не должны просто добавлять канаты к мосту. Им нужно построить два хорошо разделённых моста, использующих различные конструкции, далее добавить туннель, паром и пару островных аэропортов.

Компьютерные инженеры также используют избыточность. Стратус Компьютер Инк., например, производит машину, которая использует центральные обрабатывающие блоки (в двух частях) для выполнения работы одной, но для выполнения значительно более надёжно. Каждая часть постоянно проверяет внутреннее соответствие, и вышедшая из строя часть может быть заменена, пока работает её двойник.