Уильям Байнум - Краткая история науки [litres]

Итак, сейчас физики располагают информацией о короткоживущих частицах и силах, полученной с помощью ускорителей. Они наблюдают за самыми удаленными регионами космоса, они в состоянии постоянно совершенствовать гипотезу Большого взрыва. В деталях существуют расхождения, и даже не все фундаментальные принципы понимаются всеми одинаково, но в этом нет ничего необычного для науки.

Большой взрыв может объяснить большую часть того, что мы наблюдаем, включая красное смещение удаленных звезд, реликтовое космическое излучение и фундаментальные силы атомного уровня, он находит место для черных дыр и темной материи. Чего модель не в силах сделать – ответить на вопрос, почему случился Большой взрыв, но мы уже говорили, что наука имеет дело с «как», а не с «почему».

Как и ученые из других областей, одни физики и космологи имеют религиозные убеждения, у других их нет. Так и должно быть, ведь научный прогресс лучше всего идет в обстановке терпимости.

В следующий раз, когда вы включите свой компьютер (электронную вычислительную машину), то вряд ли для того, чтобы «вычислять». Вы можете смотреть сериал, писать сообщения друзьям или выяснять счет вчерашнего футбольного мачта. Компьютеры же изначально были созданы как раз для того, чтобы вычислять (англ. compute – вычислять) быстрее и точнее, чем наш мозг.

Мы думаем о компьютерах как о передовой технологии, но идея подобного устройства очень стара. В девятнадцатом веке британский математик Чарльз Бэббидж (1792–1871) спроектировал считающую машину, которую можно было «программировать» на осуществление разных трюков. Например, он мог сделать так, что она считала до миллиона, а когда добиралась до него, перескакивала до 10 000 002. Терпеливый наблюдатель, дождавшийся этого момента, был бы удивлен таким пропуском.

Бэббидж задумал все так, чтобы его устройство могло делать вещи, которых мы не ожидаем при естественном ходе вещей.

В конце девятнадцатого века американский математик Герман Холлерит (1860–1929) изобрел электрическую машину, которая использовала перфорационные карты для анализа больших объемов информации. Если перфорировались и попадали в машину должным образом, они могли быть «прочитаны» и запускали процесс обработки данных.

Устройство Холлерита было очень полезным при работе со сведениями, которые люди заносят в опросные листы, и помогало правительству узнать больше о населении. Очень быстро оно рассчитывало базовые данные, такие как доходы, сколько людей обитает в каждом домохозяйстве, средний возраст и соотношение полов. Перфокарты оставались главным «кормом» для вычислительных машин до Второй мировой войны.

Во время этого конфликта компьютеры стали использовать для военных целей. Они могли рассчитывать, насколько далеко летят снаряды, и помогать в несколько более сложных вещах, таких как шифрование и дешифровка сообщений. Немцы, англичане и американцы использовали вычислительные инструменты, чтобы хранить свои секреты и добираться до чужих. Это выглядит очень забавным: потомок машин, созданных для работы с тайнами, сегодня помогает людям открыть для себя мир.

Британцы и американцы пытались с помощью компьютеров вскрыть шифр немецких сообщений. Созданная для этой цели специальная организация находилась в старинном сельском особняке Блетчли-парк (Англия, графство Бэкингемшир). Немцы использовали две кодирующие (шифровальные) машины: Энигма и Лоренц. Каждый день коды менялись, и это требовало огромной гибкости и скорости вычислений от дешифрующего оборудования.

Британцы создали два устройства-декодера. Бомба и Колосс.

Колосс назвали не просто так, тогда компьютеры были огромными машинами, они занимали целые комнаты и потребляли много электричества. Для вычислений они использовали ряды вакуумных трубок, по которым проходили электрические сигналы. Трубки генерировали огромное количество тепла и постоянно выходили из строя, широкие ряды отделяли полки с трубками, чтобы техники могли без труда заменить перегоревшие провода.

В те времена «охота за клопами» вовсе не означала исправление ошибок в программном обеспечении, она на самом деле подразумевала поиск и удаление насекомых – моли или мух, – летевших на тепло и, погибая, коротивших систему. Достижения шифровальщиков в конечном счете приблизили окончание войны и помогли союзникам ее выиграть.

В Блетчли-парке работал известный математик Алан Тьюринг (1912-54).

Образование он получил в Королевском колледже Кембриджа, где талант студента был замечен еще в начале 30-х. Он опубликовал важные математические работы по теории вычислений, и его работа на ниве шифрования оказалась просто выдающейся. После войны он продолжал работать над своими идеями.

Тьюринг размышлял над тем, как похожи процессы мышления у компьютера и человеческого мозга, над искусственным интеллектом, и даже над тем, чтобы спроектировать машину, способную играть в шахматы. Гроссмейстеры все еще в основном берут верх над компьютерами [12] Было актуально на момент написания книги. Сейчас компьютер обыгрывает человека не только в шахматы, но и в го. , но машины становятся все лучше и лучше. Тьюринг придумал один из первых электронных компьютеров, названный АСЕ, и произошло это в Национальной физической лаборатории (Теддингтон. Лондон), и эта машина имела куда большие вычислительные мощности.

Но конец жизни Тьюринга оказался трагическим, он был гомосексуалистом, а в то время подобные наклонности преследовались в Британии по закону. Арестованный полицией, он был подвергнут принудительному лечению половыми гормонами, и почти наверняка совершил самоубийство, съев яблоко, отравленное стрихнином.

Жизнь Тьюринга говорит нам, что выдающийся ученый может быть какого угодно пола, расы, религии или сексуальной ориентации.

Громадные вычислительные машины, которые строили во время войны, были ценными, но их возможности ограничивал перегрев компонентов. Поэтому следующее поколение компьютеров опиралось на другую материальную базу, на транзисторы. Разрабатываемые с 1947-го Джоном Бардиным (1908-81). Уолтером Браттейном (1902-87) и Уильямом Шокли (1902-87), эти устройства могли усиливать или коммутировать электронные сигналы.

Транзисторы были много меньше, чем вакуумные трубки, и выделяли не так много тепла. На их основе начали делать самые разные приборы, такие как транзисторные радиоприемники, меньшего размера, но более эффективные.

Три упомянутых выше ученых разделили Нобелевскую премию по физике, а Бардин получил и вторую за исследования в области полупроводников, материалов, сделавших возможным появление транзисторов и электросхем.