Сет Ллойд - Програмуючи Всесвіт. Космос – квантовий комп’ютер

Комп’ютери дають нам такий механізм. Вони реагують на комп’ютерні мови ( Java, C, Fortran, BASIC ). Такі мови складаються з простих команд, як-от ДРУКУВАТИ або ДОДАВАТИ, що можуть бути пов’язані між собою і давати інструкцію комп’ютерові на виконання складних завдань. Якщо ви приймаєте точку зору Вітґенштайна, що значення частки інформації виявляється в дії, яку провокує ця інформація, то значення комп’ютерної програми, написаної певною комп’ютерною мовою, виявляється в діях, які комп’ютер виконує в міру того, як він тлумачить ту програму. Усе, що робить комп’ютер, – це виконує послідовності елементарних логічних операцій, таких як І, НЕ, КОПІЮВАТИ (обговоримо їх пізніше). Комп’ютерна програма чітко інструктує комп’ютер на виконання особливої послідовності тих операцій. «Значення» комп’ютерної програми, відповідно, має універсальний характер у тому розумінні, що два комп’ютери, які дотримуються тих самих інструкцій, виконуватимуть ту саму серію операцій з обробки інформації та отримають той самий результат.

Чіткий характер комп’ютерної програми означає, що одне і тільки одне значення приписане кожному вислову. Якщо вислів у комп’ютерній мові має більш ніж одне тлумачення, результатом буде помилка в повідомленні: для комп’ютерів багатозначність – це хиба. Натомість людські мови сповнені багатозначності: за винятком особливих обставин, більшість висловів мають безліч потенційних значень, і це є ключовим аспектом у поезії, художній літературі та побутовій розмові. Багатозначність людської мови – це не хиба. Це бонус!

Хоча значення складно визначити, це одна з найпотужніших особливостей інформації. Основна ідея інформації полягає в тому, що одна фізична система – тобто цифра, літера, слово, речення – може бути поставлена у відповідність іншій фізичній системі. Інформація є символом якогось предмета. Два пальці можуть бути використані для репрезентації двох корів, двох людей, двох гір, двох ідей. Слово може означати будь-що (будь-що, для чого в нас є слово): апельсин, корова, гроші, свобода. Складаючи слова в речення, можна передавати будь-що, що може бути виражене в словах. Слова в послідовності можуть означати складну думку.

Так само як слова можуть репрезентувати ідеї та предмети, їх також репрезентують і біти. Слово і біт – це засоби, за допомогою яких передається інформація, а інтерпретатор має надати їм значення.

– Що таке комп’ютер? – запитав я у своєї групи.

Відповіді не було. Дивно, бо я був упевнений, що мої студенти користувалися комп’ютерами від самого народження.

Я чекав. Врешті хтось зголосився відповісти:

– Машина, що маніпулює даними, які зберігаються у вигляді 0 і 1.

Інший студент не погодився:

– Ти говориш про цифровий комп’ютер. А є ж аналогові. Вони зберігають інформацію в безперервних аналогових сигналах.

У результаті всі разом дали значно ширше визначення: комп’ютер – це машина, що обробляє інформацію.

– Добре, – сказав я, – тоді яким був перший комп’ютер?

Тепер клас пожвавився: «Марк 1», «механічний пристрій Беббіджа», «логарифмічна лінійка», «абак», «мозок», «ДНК»… Одна рука заворушила пальцями: «Цифри!»

Безперечно, якщо ви визначаєте комп’ютер як машину, що обробляє інформацію, то багато що здатне бути ним.

– Поки що, – сказав я, – просто погляньмо на машини, які люди створюють для обробки інформації, і залишмо питання про людей як машини, що обробляють інформацію, на потім.

Комп’ютери беруть свій початок від давньої епохи Homo sapiens – людини розумної. Подібно до перших інструментів, перші комп’ютери були кам’яними. Calculus – латинське слово, що означає «камінець», і перші калькуляції-підрахунки виконувалися шляхом розташування чи перерозташування саме камінців. І кам’яні комп’ютери не обов’язково були малими. Цілком можливо, що Стоунгендж був великим кам’яним комп’ютером для вираховування зв’язку між календарем і розташуванням планет.

Метод, що використовується в обчисленнях, накладає об’єктивні обмеження на обчислення, які можуть бути виконані (уявіть камінці проти Intel Pentium IV ). Кам’яні комп’ютери підходять для додавання та віднімання, але гірше пристосовані для множення та ділення. А щоб давати раду великим числам, вам потрібно багато каміння. Кілька тисяч років тому комусь сяйнула геніальна думка поєднати каміння з деревом: якщо тримати камінці в заглибинах на дерев’яному столі, їх легше пересувати туди-сюди. Потім відкрили: якщо ви використовуєте замість камінців кісточки й нанизуєте їх на дерев’яні стрижні, кісточки складно пересувати туди й назад, але також важко загубити.