Ačkoli se informatika na školách vyučuje již čtvrté desetiletí v řadě, málo se zamýšlíme nad její důležitostí. Zdá se nám, že to jen pomáhá lépe pochopit, jak výpočetní technika funguje. Ve skutečnosti teorie vyrůstá z informatiky, která je dlouhodobě schopná změnit naše základní představy o světě a místě člověka v něm.
ÉRA VÝPOČTU
Informatika, jako vědní obor zabývající se studiem zákonů formování, transformace a distribuce informací v přírodě, vznikla v době, kdy se objevil systém binárního počtu: takový systém, fungující pouze s nulami a jednotkami, popsal německý matematik Gottfried Leibniz v roce 1703. Také vynalezl prototyp děrovací karty a navrhl projekt kalkulačky pracující v binárních číslech. Ukazuje se, že informatika byla od samého počátku praktickou vědou, kdy abstraktní myšlenky okamžitě našly uplatnění v podobě konkrétních vynálezů.
Trvalo však další století a půl, než jsme dospěli k poznání, že pomocí binárního systému je možné nejen vyřešit aritmetické, ale i logické problémy. Děrovačky se začaly používat při tkaní a vytvářely složité vzory na látkách. A právě tuto technologii měl anglický vědec 19. století Charles Babbage používat ve svém „diferenciálním stroji“- dnes se mu říká „otec“prvního počítače. Poté byly pro statistické výpočty použity děrné štítky, na nichž vyrostla slavná společnost IBM založená v roce 1911. Její odborníci také vynalezli první programovatelné kalkulačky. V roce 1937 obhájil americký inženýr Claude Shannon disertační práci, ve které ukázal, že logické problémy lze vyřešit pomocí organizace elektromechanických relé:v této historické práci byly položeny základy teorie informace a konstrukce analogových počítačů. O deset let později vydal Shannon ještě rozsáhlejší monografii, která nezkoumala jednotlivá schémata, ale povahu informací jako celku. Od té chvíle získala informatika význam univerzální teorie, pomocí níž lze popsat globální fyzikální procesy.
QUANTUM LEAP
Vznik kvantové mechaniky přinutil vědce revidovat základy počítačové vědy. Pokud Claude Shannon a jeho následovníci věřili, že jakékoli objekty a interakce mezi nimi mohou být vyjádřeny sekvencemi nul a jedniček, pak je podle zákonů kvantového světa třeba vzít v úvahu nejistotu stavu informační buňky. Díky tomu může kvantový počítač provádět výpočty mnohem rychleji než tradiční, protože, jak říkají vědci, je v něm schopnost paralelních výpočtů spočívat na úrovni fyzického zařízení. Jeho hlavním problémem je extrakce výsledku, ale snaží se jej vyřešit vývojem speciálních algoritmů pro dešifrování přijatých dat.
Propagační video:
Vzhledem k tomu, že první kvantový počítač byl postaven poměrně nedávno, je teorie kvantové informace stále ještě v plenkách. Ale i v této první fázi je zřejmé, že při správném vývoji je zjevně schopen odpovědět na protichůdné otázky moderní fyziky, a dokonce i na hlavní otázku: jak se formuje realita?
Mnoho odborníků hovoří o významném vědeckém potenciálu teorie kvantové informace. Například Seth Lloyd z Massachusetts University of Technology věří, že vesmír sám o sobě je obrovský kvantový počítač a že se vývojem vhodné technologie jednoho dne naučíme reprodukovat základní procesy a dokonce je modelovat, a to podle našeho uvážení. Švýcarský fyzik Nicolas Gisan, autor průlomového experimentu kvantové teleportace, je přesvědčen, že po objevu „náhodné nelokality“, která se ukázala být stejným základním zákonem přírody jako zákon univerzální gravitace, budeme muset přepracovat celý obraz světa. A tak dále a tak dále.
Zdá se, že je zapotřebí nové teorie, která by vysvětlila svět ve světle nových objevů. A takovou teorii navrhl slavný britský fyzik izraelského původu David Deutsch.
NEVIDITELNÝ KONSTRUKTOR
David Deutsch, který pracuje v Oxfordu, se proslavil knihou „The Structure of Reality“(1997), ve které doložil hypotézu „multiverse“- zapomenutou interpretaci kvantové mechaniky, která umožňuje existenci nekonečného množství paralelních světů. Později k této hypotéze přidal koncepci Karla Poppera týkající se použitelnosti jakýchkoli myšlenek, které projdou zkouškou mentálního vyvrácení, teorií kvantové informace a vývojem evoluční teorie aplikované na sféru mysli, kterou navrhl Richard Dawkins. Ve výsledku se Deutschovi podařilo najít cestu k původnímu pohledu na strukturu vesmíru, který nazval „teorií konstruktéra“.
Ve své nejjednodušší podobě jeho teorie říká, že svět kolem nás se vyvíjí pod vlivem určitých systémů zabudovaných do struktury reality, proto, pokud chce věda poznat Vesmír, neměla by se zapojovat ani tak do studia zákonů, kterými jednotlivé objekty interagují, jako do studia zmíněných systémů ("Konstruktory"), z nichž některé jsme se dokonce naučili reprodukovat. David Deutsch vysvětluje svůj nápad takto:
"Dominantní koncept v moderní vědě považuje všechno kolem za vývoj důsledků některých neznámých počátečních podmínek … Například, když známe zákonitosti pohybu a kde byla planeta před rokem, můžeme předvídat, kde to bude za další rok." Pokud se ale ptáme, jestli dokážeme přesunout celou planetu tam a tam, tradiční přístup selže. Dalším příkladem je problém svobodné vůle. Řekněme, že mám dvě možnosti. Když jsem se usadil na prvním, mohu jen hádat, co by se stalo, kdybych si vybral druhý. Děje se to. A to je vše … Ukázalo se, že moje volba byla předurčena od doby velkého třesku? Základní problém spočívá v tom, že dominantní koncept vysvětluje pouze to, co je hmotné; svobodná vůle do toho nezapadá … V teorii konstruktoru lze říci, že něco je možné,aniž by řekl, že se to stane. “
Vědec srovnává působení „konstruktérů“s působením katalyzátorů - látek, které mění rychlost chemických reakcí, ale samy se nemění. Studium „konstruktérů“nám podle Deutsche dá vodítko k pochopení toho, odkud pocházejí fyzikální zákony a proč fungují tak, jak fungují. Zároveň bude jasné, co je v našem vesmíru obecně možné dělat a co zůstane fantastické.
NA PRAHU Všemocnosti
Lidstvo již dlouho dokázalo vytvářet nejjednodušší modely „konstruktérů“. Jedná se například o tepelné motory pracující v cyklu. Nebo stolní počítač, který provádí nejrůznější operace transformace informací a fyzicky zůstává nezměněn.
Globálních „konstruktérů“se samozřejmě nemůžeme dotknout rukama ani je umístit na stůl, ale s jejich projevy se setkáváme téměř každou sekundu. Faktem je, že znalosti samotné jsou jedním z globálních „konstruktérů“a nezáleží na tom, odkud pocházejí: z hlavy, z knihy nebo z počítače. Možnost nových transformací však závisí na množství znalostí. Pokud dřívější člověk mohl používat pouze přírodní sloučeniny a procesy, dnes se naučil, aby příroda fungovala „nepřirozeným“způsobem, vytvářela nové prvky periodické tabulky nebo zahájila řetězovou reakci rozpadu atomových jader.
Jaké praktické aplikace může mít „teorie konstruktorů“jiné než rozšiřování znalostí? David Deutsch věří, že je to ona, kdo umožní navrhnout umělou inteligenci, která změní kvalitu práce s informacemi. A protože informace jsou jádrem všeho, pravděpodobně budou možnosti této inteligence neomezené. Bude například schopen vyřešit problém fyzické nesmrtelnosti nebo kolonizace sousedních planet. Jak se v tomto případě změní svět, můžete si zkusit představit sami sebe. Koneckonců, jste také součástí globálního „konstruktéra“…
Anton Pervushin