Пиксель. История одной точки - Элви Рэй Смит

в компьютерах, даже если они реальны. Мы не сумеем их представить. Как говорит Валентайн в эпиграфе к этой главе, «нужно быть чокнутым», чтобы иметь дело с ними. И даже этого, вероятно, не хватило бы[13].

Повторение задачи, для выполнения которой компьютер уже запрограммирован, тривиально. Просто дайте соответствующую команду, и он все сделает. Дополнительных умственных усилий практически не требуется. А вот чтобы ускорить компьютер для работы с невообразимыми числами, требуется невероятное интеллектуальное мастерство. Это аппаратный дизайн. Им занимаются творческие люди с особым складом ума — инженеры.

В электротехнике усилить означает увеличить во много раз, а точнее, экспоненциально — не просто удвоить или утроить, а например, возвести в квадрат или в куб. Если входной сигнал был, скажем, 10 вольт, то усиленный выходной сигнал будет не 20 или 30 вольт, а 100 или 1000 вольт. Усиление — это сверхспособность технологии. Первые компьютеры появились именно потому, что они могли превзойти человека, усилить человеческие возможности.

Самый первый компьютер увеличил человеческие возможности в 10 000 раз. К 1965 году этот показатель вырос по меньшей мере до 1 000 000 — благодаря созданию все более крупных машин и переходу с вакуумных ламп на транзисторы. Назовем это ускорением Эпохи 1.

Но самое невероятное — экспоненциальное усиление самого усиления — произошло с появлением еще более современной технологии — интегральных микросхем. Они представляют собой множество транзисторов, соединенных проводами и расположенных на одном чипе. В 1965 году утверждение, ныне известное как закон Мура, дало зеленый свет следующему драматическому ускорению — Эпохе 2. Не только компьютеры экспоненциально усилили человеческие возможности, но и, что удивительно, скорость самого усиления тоже увеличилась в геометрической прогрессии.

Согласно закону Мура, усиление будет возрастать по экспоненте каждые пять лет. Таким образом, если в 1965 году усиление человеческой способности к вычислениям составляло 106 (или 1 миллион) — как оно и было, — тогда оно достигнет 107 (10 миллионов) в 1970-м, 108 (100 миллионов) в 1975-м и так далее. Эта идея поражала создателей первых компьютеров не менее сильно, чем нас сегодня. Столь же удивительным оказался и тот факт, что более мощные компьютеры Эпохи 2 уменьшились, а не увеличились в размерах.

В силу своей природы мы не способны понять последствия закона Мура — изменения на порядок. Нам вообще трудно вообразить изменение больше чем в 10 раз. Мы упираемся в концептуальную стену. Чтобы обозначить возникший тупик, вместо арифметического коэффициента 10х мы используем замечательное выражение «порядок величины». Оно подразумевает настолько грандиозные масштабы изменений, что только новые мыслительные процессы и новые концептуализации могут с ними справиться. Это не просто больше — это совсем иначе. Мы должны освоить улучшение на один порядок, прежде чем начнем даже просто размышлять о следующем. Тем не менее компьютеры усилили способности человека как минимум на 17 порядков! Первые шесть (в миллион раз) приходятся на время до появления закона Мура, а после произошло еще 11 изменений на порядок (в 100 миллиардов раз). Все говорят, что произошло усиление в 100 квадриллионов раз; осознать это — за пределами даже самого смелого воображения, как обычного, так и гениального.

Компьютер выступает в качестве рычага для человеческого интеллекта, помогая преодолеть врожденные ограничения в доступных нам порядках величин. Он усиливает ничтожные человеческие действия до мощи, которая недостижима и невообразима для нашего биологического вида без посторонней помощи. Сверхспособность Усиления связана с тайной порядков величин.

Снимай или вычисляй

Теорема отсчетов Котельникова научила нас, как превращать реальный мир в пиксели. Для этого необходима цифровая фотокамера — достаточно сделать снимок. Затем — даже в очень отдаленном месте или по прошествии длительного времени — с помощью пикселей легко восстановить, как выглядел запечатленный фрагмент визуального мира.

Также мы можем создавать пиксели de novo — с нуля, вычислив их. Если мы отобразим их, соблюдая те же правила, что и для пикселей реального мира, то увидим несуществующие миры. Из этой идеи во всей полноте проистекает концепция Цифрового Света нового тысячелетия.

Мы используем обе сверхспособности компьютеров — Гибкость и Усиление — для создания полноценного Цифрового Света: например, полностью цифрового художественного фильма, увлекательной видеоигры или мгновенного визуального доступа к любым интернет-ресурсам. Компьютеры создают пиксели, а не только берут их из визуального мира.

Эта глава посвящена Гибкости — сверхспособности, появившейся благодаря изобретению Алана Тьюринга. В ней речь идет об идеях. В следующей главе мы поговорим о скорости и остановимся на оборудовании, предназначенном для их реализации. Речь пойдет об Усилении — сверхспособности, дарованной нам технологиями. Также мы рассмотрим восход Цифрового Света, который удивительным образом совпал с появлением компьютеров. Проще говоря, из этой и следующей главы вы узнаете о героях теории и практики, науки и техники, которые действовали до выведения закона Мура. Сам закон более подробно мы изучим в более поздних главах, когда будем говорить о взрыве сверхновой Усиления, которая привела в действие ускорение Эпохи 2.

У него есть алгоритм

Хотя шифр в авгриме не имеет силы в обозначении самого себя, он тем не менее проявляет силу в обозначении для другого.

— Томас Аск. «Завещание любви» (ок. 1385)

Великий прорыв Тьюринга начинается с идеи систематического процесса. Вот пример, что значит действовать тщательно или системно. Предположим, человек, незнакомый с вашим городом, просит объяснить, как пройти в продуктовый магазин. Скорее всего, вы дадите ему примерно такие указания: «Выйдите из подъезда на улицу и поверните направо. Пройдите до первого перекрестка, а затем пройдите еще два квартала. Там поверните налево и пройдите еще три квартала. Когда минуете перекресток, увидите магазин в четвертом доме справа».

Таким образом, интуитивно понятная тщательная или систематическая инструкция означает, что более крупный процесс похода в магазин разбит на последовательность более мелких шагов, каждый из которых прост, недвусмыслен и очевиден для большинства людей. Точное следование инструкции в заданном порядке обязательно приведет в магазин.

В примере с маршрутом фигурирует простой набор инструкций. С каждым шагом происходит продвижение от начала к концу перечня. Количество инструкций, которым нужно следовать, соответствует количеству шагов в списке. Как правило, у систематических процессов встречаются более разнообразные структуры. Рассмотрим инструкцию по забиванию гвоздей: (1) Взять гвоздь. (2) Если гвоздя нет, закончить работу, в противном случае продолжить. (3) Забивать гвоздь молотком. (4) Если гвоздь погнулся, выпрямить его и повторить шаг 3, в противном случае начать снова с шага 1.

Здесь содержится такое же количество инструкций, как и в примере с маршрутом, но