Черно-белый эпилог. Закадровый голос девочки читает недописанный рассказ про Хайлаха: нищая яранга, ободранный якут, зашуганная жена, обросший, здоровый, светлый, русский разбойник… Хайлах избивает мужа, насилует жену… Потом якут порет ее ремнем. Она корчится: «Бей, но только не больно». Да, маленький и слабый в отчаянии жесток так же, как жесток здоровый и сильный. Мир полон зла. Но, по крайней мере, сила в нем не прикидывается правдой. Исток у правды все-таки какой-то другой.
[5] См.: Кинообозрение Натальи Сиривли «Без бога в душе, без царя в голове...» («Новый мир», 2007, № 9).
ВЛАДИМИР ГУБАЙЛОВСКИЙ: НАУКА БУДУЩЕГО
ВЛАДИМИР ГУБАЙЛОВСКИЙ: НАУКА БУДУЩЕГО
Классические и квантовые компьютеры
Всякое вычисление есть измерение. Или более подробно: всякое вычисление сводится к измерению некоторого параметра определенного физического явления, причем в разных вычислителях наблюдаемые явления и параметры могут быть принципиально разные. Но все они используют некоторые известные физические законы. Информация — это реально существующий, физический объект, а не что-то идеальное.
Для начала я рассмотрю совсем простой пример. Несмотря на то что пример простой, в нем присутствуют все принципиально важные моменты любого вычисления.
Мальчик Боб умеет считать и знает цифры, но не умеет складывать. Но у него есть счетные палочки, каждая из которых весит 1 г, и есть весы, на которых можно производить взвешивания с точностью до 1 г. Как Боб может сложить два числа, например 3 и 5? Он отсчитает три палочки и положит их на весы. Потом отсчитает еще пять палочек и тоже положит на весы. А потом посмотрит на показатель весов. Там будет цифра 8. Это и есть результат сложения.
Взвешивание — это физический процесс, который в данном случае используется для счета. Значение веса и есть тот параметр физического явления, который позволяет Бобу не пересчитывать все палочки, а сразу получить ответ. Когда Боб отсчитывал палочки, он готовил исходные данные. Когда он положил их на весы, он запустил процесс счета. А когда посмотрел на показатель весов — считал результат. Как работают весы, он не имеет никакого представления, что такое вес — он тоже понятия не имеет. Но это не помешало ему получить результат сложения.
В данном случае вычисление есть измерение веса палочек.
Компьютер работает точно так же. Известно, что любое вычисление можно свести к вычислению функций алгебры логики, то есть таких функций, которые оперируют переменными, имеющими только два значения — 0 и 1. Функция также может принимать только два значения — 0 и 1. То, что к таким простым функциям сводится любой вычислительный процесс, было доказано великими логиками в 1930-е годы. Это независимо доказали Алонзо Чёрч, Стивен Клини и Алан Тьюринг. Тьюринг выразил свой результат в виде гипотетической «машины» — универсальной машины Тьюринга. Она представляет собой бесконечную бумажную ленту, на которую с помощью маркера наносятся нули и единицы. Машина может прочитать значение, написанное в клеточке, на которой стоит маркер, изменить значение, сдвинуть маркер по ленте влево или вправо. Это практически все.
Но еще в XIX веке американский логик и философ Чарльз Пирс обратил внимание на то, что любая функция алгебры логики может быть реализована с помощью соединения нескольких элементарных электрических схем. Чтобы вычислить любую функцию, нам нужно выставить переключатели в два состояния — «включено» или «выключено» (это точный аналог нулей и единиц) и пустить ток. Допустим, в нашей сети есть электрическая лампочка, тогда если она загорелась — значение функции при введенных данных (состоянии переключателей) равно единице, если лампочка не загорелась — нулю.
Здесь мы видим полную аналогию со взвешиванием палочек. Пока мы устанавливали переключатели, мы как бы пересчитывали палочки, когда включили ток — запустили процесс счета (или взвешивания), когда посмотрели на лампочку — считали результат.
Идеи Пирса независимо от него использовал Клод Шеннон при создании первых компьютеров в 1940-е годы. Фактически Шеннон показал, как можно с помощью электрических схем реализовать машину Тьюринга. Прямое следствие открытий Тьюринга и Шеннона — возникновение во второй половине XX века того постиндустриального, цифрового мира, в котором мы сегодня живем. Физика полупроводников сделала компьютеры сначала реализуемыми, а потом и настолько миниатюрными, что их можно уместить в мобильный телефон. Так что, когда вы будете звонить по своему мобильнику, помяните благодарным словом этих великих людей.
Читать дальше
