В десятичн ой системе, к которой вы привыкли, 7 + 1 равно 8, 8 + 1 равно 9, но 9 + 1 дает уже двухразрядный ответ 10 вместо одноразрядного 9. Та же самая штука происходит в бинарной, только каждая новая колонка начинается не после 10, а после 2. Учитывая это, мы должны переименовать выходы a и b более аккуратным образом: давайте назовем их s (для «суммы») и c (для «переноса»).
Если с равно 1, нам нужно перенести эту единицу в новый бинарный разряд.
И нечто на самом деле интересное происходит, если вы берете сумматор и присоединяете его к другому сумматору с помощью ЭИЛИ-ячейки. Новая машина, которую мы назовем «одноразрядный сумматор с тремя входами», выглядит следующим образом (рис. 70).
Рис. 70. Одноразрядный сумматор с тремя входами
Эта новая машина все еще выдает ваше решение как s и с (что, как мы помним, представляет «сумму» и «перенос»), как и ранее, но теперь она может принимать в качестве входа разные с. Это с позволяет вам «переносить единицу» из результата другого сумматора с тремя входами и помещать в наш сумматор.
То есть мы можем создать настоящую цепь из сумматоров!
Именно в этом месте начинается волшебство, поскольку с каждым новым сумматором, включаемым вами в машину, удваивается максимальное число, с которым она может управиться. Один сумматор выдает два бинарных разряда, то есть 4 возможных числа на выходе, от 0 до 3. Три сумматора поднимают планку до 16, четыре – до 32, а потом вы поднимаетесь до 128, 256, 512, 1024, 2048, 2096, 8192, 16384 и т. д., удваивая числа с каждым новым сумматором.
К тому моменту, когда у вас есть 44 сумматора в одной цепи, вы можете построить машину, достаточно мощную, чтобы присвоить каждой звезде видимой вселенной уникальный номер. Очень неплохо для кучки воображаемых ячеек, с которых все начиналось совсем недавно.
Сумматоры являются сердцем вашего счетного устройства, ведь все, что вам нужно для умножения, вычитания и деления, – это сложение[242], а для сложения требуются сумматоры с тремя входами. А для того чтобы создать такие сумматоры, вам необходимо построить настоящие версии тех логических ячеек, которые вы изобрели.
Если вы сможете это сделать, то вы получите компьютеры.
Ну так давайте построим несколько логических ячеек и получим компьютер
В конечном счете ваша цивилизация создаст компьютеры на электричестве, но для начала мы построим вычислительную машину, работающую на «топливе» попроще, а не на потоке из невидимых электронов. Начнем мы с компьютера, использующего воду. Подобное может выглядеть странным (и несомненно, создание НЕТ-ячейки, превращающей 0 в 1, или, другими словами, машины, которая при отсутствии воды неким образом выдает воду на выходе, будет задачей нетривиальной), но ваши сумматоры с тремя входами работают только на И- и ЭИЛИ-ячейках.
И вы прямо сейчас придумаете и то и другое вместе с небольшим кусочком технологии, вот таким (рис. 71).
Рис. 71. Аппарат, функционирующий одновременно как жидкостная И-ячейка и жидкостная ЭИЛИ-ячейка
Если открыт один или другой из входов, то вода хлещет через дыру, ударяется в стенку и стекает вниз. Если открыты оба, то две струи сталкиваются посередине, и вода попадает в ведро. Выход из дна является ЭИЛИ-ячейкой для входов, а выход из середины является И-ячейкой для входов. Ну а подобная комбинация ЭИЛИ- и И-ячеек – это все, что вам нужно, чтобы создать сумматор с тремя входами, и, следовательно, это все, что вам нужно для построения компьютера, работающего на воде.
Другими словами, правильным образом нацеленные потоки воды – это все, что нужно для решения вычислительных задач[243].
Сделано.
Надо сказать, что базирующийся на воде компьютер будет очевидно медленнее работающих на электричестве родичей, которых вы помните, и еще долго не сможет стать заменителем портативных музыкальных плееров на массовом рынке, если вообще сможет. Но это основа вычислительных технологий, которых люди даже не касались до конца XVII века н. э., а миниатюризация, электроника, полупроводники и все, что пришло позже, взгромоздились на фундамент из того, что вы изобрели в этом разделе.
Вы не только придумали базовые положения теории компьютерных вычислений, вы создали машину, которая на самом деле решает математические задачи, используя эти положения. И вам вовсе не требуется вода, запомните, любой механизм, выдающий нужные значения на выходе, может работать как ячейка, и кроме водяных ячеек, что у вас под рукой, и электрических, которые вы когда-нибудь создадите, вы можете использовать другие варианты: мраморные шарики, катящиеся по желобкам, веревки и блоки[244] и даже живых крабов[245], ведь все это применялось для создания логических ячеек.
Ничего не значит тот факт, что бо́льшая часть таких ячеек была создана после того, как мы изобрели электронные компьютеры: как только люди получили основы бинарной логики, они начали обнаруживать возможности создания компьютеров с помощью самых разных вещей.
Следующей грандиозной инновацией должно стать создание вычислительных машин общего назначения. Компьютеры, уже построенные вами, пригодны для того, чтобы делать одну-единственную вещь, но как только вы сможете программировать их с помощью чисел, а не физически передвигая ячейки, вы начнете стирать линию между числами, которые означают вещи, и числами, которые делают вещи. Это дает компьютерам возможность изменять собственные программы в процессе функционирования, а как только вы добиваетесь этого, потенциал вычислительных машин возрастает по экспоненте.
После этого мир никогда не будет прежним! Разве это не офигенно?
ЗаключениеСейчас для вас все должно быть очень комфортным, и мы говорим вам: всегда пожалуйста
Оказывается, умение выживать в отдаленном прошлом – исключительно вопрос времени.
И на этом месте наше руководство, к сожалению, заканчивается.
В нем вы нашли ответы на многие вопросы, имеющие глубокую жизненную ценность, включая «Из какой такой фигни сделана вселенная?» (раздел 11), «Как мне жить в комфорте и не умереть некоторое время?» (раздел 5) и «Меня терзает понос, и я хотел бы как-то справиться с ним, так что, может, кто-то в курсе, что вообще нужно делать?» (раздел 14). Мы совершенно уверены, что знания послужат вам хорошо в те дни, месяцы и годы, что лежат у вас впереди.
По поводу того, что вы вышли из произведения искусства в виде машины времени FC3000тм (рис. 72) и увидели девственную Землю – которая скоро будет превращена в дом, общество и в цивилизацию, – мы вам завидуем. Вы готовитесь войти в мир неописуемых чудес и огромного потенциала, и вы встречаетесь с ним, имея то, чего не было у остального человечества: дар предвидения. Используйте его мудро, и вы достигнете высот, о которых мы никогда и не мечтали, да еще и избежите позорных и ужасных падений, имеющихся в нашей истории.
Чтение этой книги позволило перенести знание о великих достижениях человечества с вашей ладони в глубины вашего же мозга. Ранее мы отмечали, что этот текст, оказавшись в прошлом, стал уникальной, могущественной и самой опасной вещью на планете.
Теперь это неправда… такой вещью стали вы.
Так что иди и возьми их, тигр!
Рис. 72. Несмотря ни на что, машина времени FC3000тм
С самыми теплыми профессиональными пожеланиями от ваших друзей из «Хронотикс Солюшн».
Приложение АДерево технологий
Приложение ВПериодическая таблица элементов
Приложение СПолезные химикаты, как их изготавливать, и как они могут убить вас
В этот раздел включены инструкции по изготовлению всех химических веществ, которые необходимы для использования руководства, а также и других субстанций, что требуются для восстановления цивилизации. Сначала приведен список необходимых соединений, и изложение организовано так, что вы узнаете все в нужном порядке.
Однако перед тем как вы воодушевленно начнете производить химикалии с бухты-барахты, учтите, что есть причина тому, что каждое из описаний соединений имеет подраздел, озаглавленный «Как это может определенно убить вас». Причина заключается в том, что все это чертовски опасные хреновины, которые могут убить вас по глупой случайности. Будьте осторожны и не изготавливайте ничего подобного, если вы не заперты в прошлом и страшно не нуждаетесь в разной полезной химии.
С1. Аммиак
Формула: NH3.
Внешний вид: бесцветный газ.
Впервые получен: 1774 н. э.
Описание: чрезвычайно полезное соединение, использовалось нашей цивилизацией самыми разными способами и до сих пор входит в число химикалий с наибольшими объемами производства. Аммиак – удобрение, охладитель, антисептик, а в комбинации с водой дает прекрасное чистящее средство, способное убрать потеки с любой блестящей поверхности.
Аммиак – NH3 – состоит из азота и водорода, а и того и другого на Земле много. Когда мы в этом случае говорим «много», то имеем в виду именно много: азот – основной компонент атмосферы, а водород – самый распространенный элемент во всей вселенной. Однако газообразный азот – N2 – уже связан сам с собой и совершенно не горит желанием вступать в какие-либо реакции, так что весь азот, которым мы окружены, не особенно полезен.
При этом вы можете собирать природный хлорид аммония в виде соли (NH4Cl) прямо с земли. Подобная штука образуется естественным путем при участии вулканических газов, так что эти кристаллы можно найти в тех местах, где такие газы выходят из трещин. Если копаться в склонах вулканов не входит в ваши планы, вы также можете отыскать хлорид аммония в верблюжьем навозе: поскольку эти животные хорошо переносят избыток соли, то они потребляют много хлора, ну а аммиак в организм попадает всегда.