Sebbene l'informatica sia stata insegnata nelle scuole per il quarto decennio consecutivo, prestiamo poca attenzione alla sua importanza. Ci sembra che aiuti solo a capire meglio come funziona l'informatica. In effetti, una teoria nasce dall'informatica, che a lungo termine è in grado di cambiare le nostre idee fondamentali sul mondo e sul posto dell'uomo in esso.
L'ERA DEL CALCOLO
L'informatica, come branca della scienza che si occupa dello studio delle leggi di formazione, trasformazione e distribuzione delle informazioni in natura, ebbe origine in un'epoca in cui apparve il sistema di calcolo binario: tale sistema funzionante solo con zeri e uno fu descritto dal matematico tedesco Gottfried Leibniz nel 1703. Ha anche inventato un prototipo di una scheda perforata e ha proposto un progetto per una calcolatrice che funziona in numeri binari. Si scopre che l'informatica fin dall'inizio era una scienza pratica, quando le idee astratte trovano immediatamente applicazione sotto forma di invenzioni concrete.
Tuttavia, ci è voluto un altro secolo e mezzo per capire che con l'aiuto di un sistema binario è possibile non solo risolvere problemi aritmetici, ma anche logici. Le schede perforate iniziarono ad essere utilizzate nella tessitura, creando motivi complessi sui tessuti. Ed era proprio questa tecnologia che lo scienziato inglese del XIX secolo Charles Babbage avrebbe dovuto usare nella sua "macchina differenziale" - oggi è chiamato il "padre" del primo computer. Quindi le schede perforate furono utilizzate per i calcoli statistici, su cui crebbe la famosa azienda IBM, fondata nel 1911. I suoi esperti hanno anche inventato le prime calcolatrici programmabili. Nel 1937, l'ingegnere americano Claude Shannon difese la sua dissertazione, in cui dimostrò che i problemi logici possono essere risolti utilizzando l'organizzazione dei relè elettromeccanici:questo lavoro storico ha posto le basi della teoria dell'informazione e della costruzione di computer analogici. Dieci anni dopo, Shannon pubblicò una monografia ancora più ampia, non esaminando schemi individuali, ma la natura dell'informazione nel suo insieme. Da quel momento, l'informatica ha acquisito il significato di una teoria universale, con l'aiuto della quale si possono descrivere i processi fisici globali.
SALTO QUANTICO
L'emergere della meccanica quantistica ha costretto gli scienziati a rivedere le basi dell'informatica. Se Claude Shannon ei suoi seguaci credevano che qualsiasi oggetto e interazione tra di loro potesse essere espresso da sequenze di zeri e uno, allora, secondo le leggi del mondo quantistico, si deve tener conto dell'incertezza dello stato della cella di informazione. Grazie a ciò, un computer quantistico può eseguire calcoli molto più velocemente di un computer tradizionale, poiché, come dicono gli scienziati, la capacità di eseguire calcoli in parallelo è intrinseca a livello di un dispositivo fisico. Il suo problema principale è estrarre il risultato, ma stanno cercando di risolverlo sviluppando algoritmi speciali per decriptare i dati ricevuti.
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Poiché il primo computer quantistico è stato costruito di recente, la teoria dell'informazione quantistica è ancora agli inizi. Ma anche in questa prima fase, diventa chiaro che, con un adeguato sviluppo, è apparentemente in grado di rispondere alle domande contraddittorie della fisica moderna, e anche alla principale: come si forma la realtà?
Molti esperti parlano del significativo potenziale scientifico della teoria dell'informazione quantistica. Ad esempio, Seth Lloyd della Massachusetts University of Technology crede che l'universo stesso sia un enorme computer quantistico e che, sviluppando la tecnologia appropriata, un giorno impareremo a riprodurre i processi fondamentali e persino a modellarli, guidandoli a nostra discrezione. Il fisico svizzero Nicolas Gisan, autore di un rivoluzionario esperimento sul teletrasporto quantistico, è fiducioso che dopo la scoperta della "nonlocalità casuale", che si è rivelata essere la stessa legge fondamentale della natura della legge di gravitazione universale, dovremo rivedere l'intera immagine del mondo. E così via e così via.
Sembra che ci sia bisogno di una nuova teoria per spiegare il mondo alla luce di nuove scoperte. E una tale teoria è stata proposta dal famoso fisico britannico di origine israeliana David Deutsch.
COSTRUTTORE INVISIBILE
David Deutsch, che lavora a Oxford, è diventato famoso per il suo libro "The Structure of Reality" (1997), in cui ha convalidato l'ipotesi "multiverso" - un'interpretazione dimenticata della meccanica quantistica che consente l'esistenza di un numero infinito di mondi paralleli. Successivamente, ha aggiunto a questa ipotesi il concetto di Karl Popper dell'applicabilità di qualsiasi idea che superi il test di confutazione mentale, la teoria dell'informazione quantistica e lo sviluppo della teoria evolutiva applicata alla sfera della mente, proposta da Richard Dawkins. Di conseguenza, Deutsch è riuscito a trovare un modo per una visione originale della struttura dell'Universo, che ha chiamato "la teoria del costruttore".
Nella sua forma più semplificata, la sua teoria afferma che il mondo che ci circonda si sviluppa sotto l'influenza di alcuni sistemi incorporati nel tessuto della realtà, quindi, se la scienza vuole conoscere l'Universo, dovrebbe occuparsi non tanto dello studio delle leggi con cui interagiscono i singoli oggetti, ma dello studio di questi sistemi ("Costruttori"), alcuni dei quali abbiamo persino imparato a riprodurre. David Deutsch spiega la sua idea in questo modo:
"Il concetto dominante nella scienza moderna considera tutto ciò che lo circonda come conseguenze in via di sviluppo di alcune condizioni iniziali sconosciute … Ad esempio, conoscendo le leggi del movimento e dove si trovava il pianeta un anno fa, possiamo prevedere dove sarà in un altro anno. Ma se ci chiediamo se possiamo spostare un intero pianeta là e là, l'approccio tradizionale fallirà. Un altro esempio è il problema del libero arbitrio. Diciamo che ho due scelte. Stabilito il primo, posso solo immaginare cosa sarebbe successo se avessi scelto il secondo. Quello che sta succedendo sta succedendo. E questo è tutto … Si scopre che la mia scelta era predeterminata sin dai tempi del Big Bang? Il problema di fondo è che il concetto dominante spiega solo ciò che è materiale; il libero arbitrio non ci sta … Nella teoria del costruttore, si può dire che qualcosa è possibile,senza dire che accadrà."
Lo scienziato confronta l'azione dei "costruttori" con l'azione dei catalizzatori, sostanze che modificano la velocità delle reazioni chimiche, ma non cambiano se stesse. Lo studio dei "costruttori", secondo Deutsch, ci darà un indizio per capire da dove vengono le leggi della fisica e perché funzionano nel modo in cui funzionano. Allo stesso tempo, diventerà chiaro cosa è generalmente possibile fare nel nostro universo e cosa rimarrà fantastico.
SULLA SOGLIA DELL'onnipotenza
L'umanità è stata a lungo in grado di realizzare i modelli più semplici di "costruttori". Questi sono, ad esempio, motori termici che funzionano in un ciclo. O un computer desktop che esegue tutti i tipi di operazioni di trasformazione delle informazioni rimanendo fisicamente invariato.
Naturalmente, i “costruttori” globali non possono essere toccati con le nostre mani o posti sul tavolo, ma incontriamo le loro manifestazioni quasi ogni secondo. Il fatto è che la conoscenza stessa è uno dei “costruttori” globali, e non importa da dove provenga: dalla testa, da un libro o da un computer. Ma la possibilità di nuove trasformazioni dipende dalla quantità di conoscenza. Se prima l'uomo poteva usare solo composti e processi naturali, oggi ha imparato a far funzionare la natura in modo "innaturale", creando nuovi elementi della tavola periodica o avviando una reazione a catena di decadimento dei nuclei atomici.
Quale applicazione pratica può avere la "teoria del costruttore" oltre all'aumento della conoscenza? David Deutsch crede che sarà lei a consentire la costruzione dell'intelligenza artificiale che cambierà la qualità del lavoro con le informazioni. E poiché l'informazione è al centro di tutto, allora, probabilmente, le possibilità di questa intelligenza saranno illimitate. Ad esempio, sarà in grado di risolvere il problema dell'immortalità fisica o della colonizzazione dei pianeti vicini. Come cambierà il mondo in questo caso, puoi provare a immaginare te stesso. Dopotutto, fai anche parte del "costruttore" globale …
Anton Pervushin
