Символы, как знаки различия, привлечения и предупреждения существуют в природе. Цветы распускаются с восходом солнца. Бабочка летит на распустившийся цветок. Привлекающий или отпугивающий знак, будь то свет, цвет, звук или запах, со временем включается в структуру отношений и становится символическим знаком.
Бессознательные символы формируются в природе сами по себе на поверхности вещественного и явленного. Их образования служат тем основанием, на котором формируется сознание.
Из символического бессознательного проистекает сознание, которое начинает производить осознанные символы, способные влиять на физическую реальность. Джарон Ланир, создавший первого аватара для помощи хирургам, пишет в известном бестселлере «Вы не гаджет»:
«По определению сознание не теряет своего смысла от того, считаем ли мы его объективной реальностью или иллюзией».
Символы производит наше воображение. Символы закрепляются в ходе непрерывных столкновений с физической реальностью. Символическое и физическое нельзя больше по-настоящему абстрагировать друг от друга. Они образуют единое неделимое целое.
Появившись на свет, человек научается дышать, пить, есть, ползать, ходить и говорить. До сих пор, строго говоря, непонятно каким образом, за первые четыре года человек научается языку. Все попытки воссоздать логику начального освоения языка пока были безуспешны. Можно допустить, что освоение языка повторяет путь формирования языка.
Возникая естественным образом, язык сам по себе есть объект реальности.
Язык складывался в ходе столкновения сознания с реальностью, в процессе прилаживания к реальности. И это позволяет думать, что логика языка есть естественная логика вещей. Существует много разных логик. Естественная логика языка не отличается четкостью. Между тем в практической деятельности людей всегда есть потребность обмениваться информацией в такой форме, чтобы ее интерпретация была однозначна и предсказуема.
Практическая деятельность людей сформировала потребность четкой передачи информации, когда информацию можно интерпретировать только так и никак иначе.
Эта потребность стала основанием для появления математического языка.
Математический язык отличается от естественного тем, что его логика четко и явно определена.
Первые математические знаки – зарубки, сделанные кремниевым ножом на лучевой кости волка – появились в эпоху палеолита, более тридцати тысяч лет тому назад. Четкий формат передачи информации начинался со счета. По латыни «calculus» значит «галька, камешек». И первыми носителями четкой информации были царапины на кости и пригоршня камешков. Элементы таких множеств похожи один на другой, как две капли воды.
Считать люди научились раньше, чем научились писать. При счёте, видимо, очень долго обходились цифрами «1» и «2». Число «3» появилось позднее. Спустя время появились и другие числа – первые математические знаки. Первоначально использование математических знаков было ограничено узким кругом задач счёта и учёта. Со временем математические знаки проникали во все сферы познавательной деятельности людей. Постепенно, на их основе, сформировался универсальный символический язык для описания реальности. Яков Эммануилович Голосовкер пишет:
«Самая поразительная и самая потрясающая революция, которая произошла в XX веке, та, что мы не сможем более выражать наше знание о мире и о нас самих только средствами человеческой речи, словесно… В точных науках мы уже выражаем наше знание условными знаками: числами или математическими формулами. Уравнения выражают истину…»
Уравнение есть некая символическая конструкция. Любое уравнение может быть записано с помощью знаков (цифр, букв и их комбинаций) или представлено геометрически. Собственно, само слово «уравнение» происходит от слова «уровень», так же как и его латинский аналог aequare (лат. уровень). Уравнение – символическая запись, содержащая информацию о структуре связей. Набор уравнений одного уровня формирует согласованную систему уравнений – своего рода символическую страту. Далее мы можем говорить о системах, состоящих из систем уравнений.
Множество всех систем уравнений, всех символических записей о структуре связей естественно назвать символической сверх-стратой или на интернациональном языке суперстратой.
Вещественная суперстрата объединяет все страты вещества: элементарные частицы, атомы, молекулы, метеориты, планеты, звезды, галактики и скопления галактик. Динамическая суперстрата состоит из страт поведения: флуктуации, пульсации, вибрации, вращения и перемещения. Организация вещества и взаимодействий представляет собой символическую матрицу, которая преобразует случайные возмущения в предопределенный результат. Это как сито, на которое попадают случайные песчинки и за которым формируется регулярная система песчаных холмов.
3.2. Квантовый бит
Абак и счеты – первые цифровые машины. Они оперируют целыми числами. Это первый технический уровень четкой логики. Следующий прорыв в технике вычислений связан с появлением аналоговых счетных машин.
В XVII веке Джон Непер нашел способ заменить умножение сложением. Он вырезал из слоновой кости палочки, нанес на них логарифмические отметки, соответствующие десятичным числам, и стал выполнять умножение, сдвигая палочки друг относительно друга. Суммарная длина двух палочек в логарифмических единицах давала произведение двух чисел. Это была первая логарифмическая линейка.
Двумя столетиями позже, в начале XIX века, Чарлз Бэббидж создал механическую вычислительную машину. Положение каждой шестерни задавало то или иное число, вращение шестерен позволяло обрабатывать информацию непрерывным образом.
В 1940-х годах появились счетные электронные машины на основе цифровых переключателей – электронных ламп и цифровых реле. Первую простую счетную электронную машину в 1941 году создал немецкий ученый Конрад Цузе. Затем появились большие компьютеры, построенные в США и Великобритании.
В 1960-х годах электронные лампы заменили транзисторами – полупроводниковыми переключателями, которые были надежнее, меньше по размеру и потребляли меньше энергии. С этого времени компьютеры уменьшались в размерах примерно вдвое каждые восемнадцать месяцев благодаря развитию фотолитографии – технологии изготовления сложных интегральных схем.
В 1965 году соучредитель компании «Интел» Гордон Мур предсказал, что мощность компьютера будет удваиваться каждые восемнадцать месяцев. И это предсказание подтвердилось настолько точно, что его стали называть законом Мура.
Каким-то мистическим образом новые технологии появлялись как раз вовремя, обеспечивая точное выполнение закона Мура.
В настоящее время магистральная технология – это создание миниатюрных интегральных схем с помощью все более тонкого и точного лазерного ножа и использование арсенида галлия вместо кремниевых и силиконовых чипов. По мнению профессора Ал-Халили (Университет Суррея, Англия), мощность полупроводниковых компьютеров достигнет своего логического насыщения к 2020-му году. К этому времени точность микросхем достигнет молекулярных размеров. Закон Мура сохранит свою силу только в том случае, если к этому времени будут открыты совершенно новые компьютерные технологии.
Сегодня толщина соединений в обычных схемах электронного компьютера составляет 1000 атомов. В обозримом будущем технология потребует локализовать бит информации в пределах атома вещества. И это полностью изменит вычислительную технику.
Нас ждут перемены настолько радикальные, что к ним лучше заранее подготовить свое сознание.
Тем более, что процесс разработки «квантового компьютера» уже идет полным ходом. Еще в 1985 году Дэвид Дойч, физик из Университета Оксфорда, опубликовал статью, которая показывала, как на практике можно создать атомный транзистор.
Такой транзистор представляет собой электрон, помещенный в «квантовый колодец», размер которого не больше размера атома.
На сегодня созданы еще очень маленькие квантовые компьютеры. Самые большие из них содержат от семи до десяти квантовых битов. Они могут выполнять тысячи логических операций в секунду. В 2011 году компания D-Wave Systems объявила о создании коммерческого компьютера со 128 квантовыми битами. Эту волну человеческой изобретательности уже ничто не остановит. Закон Мура имеет все шансы пройти ограничения атомного барьера.
Прежде чем описать суть «квантового компьютера», мы должны вернуться к истокам.
Информация в ее техническом понимании соткана из битов – четких альтернатив (горячий/холодный, черный/белый, сильный/слабый). Бит представляет собой знак, который принимает одно из двух значений – либо «0», либо «1». Бит – это самая маленькая и неделимая единица информации. Бросив монету, мы получим один бит: орёл или решку. Два бита представляют немного больший фрагмент информации. Подбросив монету два раза, мы получим одну из четырех (два раза по две) альтернатив: орёл-орёл, орёл-решка, решка-орёл, решка-решка.
Три броска монеты дадут нам одну из восьми альтернатив (два раза по два раза по две). Как видно даже на этих простых примерах, если мы будем продолжать бросать монету, то количество возможных исходов серии бросков быстро растет. С каждым последующим броском количество альтернатив удваивается. Поэтому, чтобы вычислить количество различных исходов в определенном сценарии, мы просто умножаем два на два столько раз, сколько у вас битов.
Например, десять битов – это два умножить на два десять раз, или 1024 варианта:
2х2х2х2х2х2х2х2х2х2 = 210 = 1024,
что близко к одной тысяче, или 103. Иначе говоря, десять битов соответствуют приблизительно трем цифрам нашей
обычной десятичной системы счисления, которая обозначает единицы, десятки и сотни.
Измерение количества информации – просто вопрос подсчета. Вести счет в битах проще, чем в десятичных цифрах, хотя этот метод знаком нам меньше.