Embora a ciência da computação tenha sido ensinada nas escolas pela quarta década consecutiva, pouco pensamos em seu significado. Parece-nos que isso só ajuda a entender melhor como funciona a computação. Na verdade, surge da informática uma teoria que, a longo prazo, é capaz de mudar nossas idéias fundamentais sobre o mundo e o lugar do homem nele.
A ERA DO CÁLCULO
A informática, como um ramo da ciência que lida com o estudo das leis de formação, transformação e distribuição da informação na natureza, originou-se em uma época em que o sistema de cálculo binário apareceu: tal sistema operando apenas com zeros e uns foi descrito pelo matemático alemão Gottfried Leibniz em 1703. Ele também inventou um protótipo de cartão perfurado e propôs um projeto para uma calculadora operando em números binários. Acontece que a informática, desde o início, foi uma ciência prática, quando as idéias abstratas imediatamente encontram aplicação na forma de invenções concretas.
No entanto, demorou mais um século e meio para chegar ao entendimento de que, com a ajuda de um sistema binário, é possível resolver não apenas problemas aritméticos, mas também lógicos. Os cartões perfurados começaram a ser usados na tecelagem, criando padrões complexos nos tecidos. E era precisamente essa tecnologia que o cientista inglês do século 19 Charles Babbage deveria usar em sua "máquina diferencial" - hoje ele é chamado de "pai" do primeiro computador. Em seguida, cartões perfurados foram usados para cálculos estatísticos, nos quais a famosa empresa IBM, fundada em 1911, cresceu. Seus especialistas também inventaram as primeiras calculadoras programáveis. Em 1937, o engenheiro americano Claude Shannon defendeu sua dissertação, na qual mostrava que problemas lógicos podem ser resolvidos por meio da organização de relés eletromecânicos:neste trabalho histórico, foram lançados os fundamentos da teoria da informação e da construção de computadores analógicos. Dez anos depois, Shannon publicou uma monografia ainda mais extensa, examinando não esquemas individuais, mas a natureza da informação como um todo. Desde então, a informática adquiriu o significado de uma teoria universal, com a qual se pode descrever processos físicos globais.
SALTO QUÂNTICO
O surgimento da mecânica quântica forçou os cientistas a revisar os fundamentos da ciência da computação. Se Claude Shannon e seus seguidores acreditavam que quaisquer objetos e interações entre eles podem ser expressos por sequências de zeros e uns, então, de acordo com as leis do mundo quântico, deve-se levar em conta a incerteza do estado da célula de informação. Graças a isso, um computador quântico pode realizar cálculos muito mais rápido do que um computador tradicional, já que, como dizem os cientistas, a capacidade de fazer cálculos paralelos é inerente a ele no nível de um dispositivo físico. Seu principal problema é extrair o resultado, mas eles estão tentando resolvê-lo desenvolvendo algoritmos especiais para descriptografar os dados recebidos.
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Como o primeiro computador quântico foi construído recentemente, a teoria da informação quântica ainda está em sua infância. Mas, mesmo nesse primeiro estágio, fica claro que, com um desenvolvimento adequado, ela é aparentemente capaz de responder às questões contraditórias da física moderna e até mesmo à principal: como se forma a realidade?
Muitos especialistas falam sobre o potencial científico significativo da teoria da informação quântica. Por exemplo, Seth Lloyd, da Massachusetts University of Technology, acredita que o próprio universo é um enorme computador quântico e que, desenvolvendo a tecnologia apropriada, algum dia aprenderemos a reproduzir processos fundamentais e até mesmo modelá-los, direcionando-os a nosso critério. O físico suíço Nicolas Gisan, autor de um experimento inovador sobre teletransporte quântico, tem certeza de que, após a descoberta da "não localidade aleatória", que acabou sendo a mesma lei básica da natureza que a lei da gravitação universal, teremos que revisar todo o quadro do mundo. E assim por diante.
Parece que há necessidade de uma nova teoria para explicar o mundo à luz de novas descobertas. E tal teoria foi proposta pelo famoso físico britânico de origem israelense David Deutsch.
CONSTRUTOR INVISÍVEL
David Deutsch, que trabalha em Oxford, ficou famoso pelo livro The Structure of Reality (1997), no qual fundamentou a hipótese do multiverso, uma interpretação esquecida da mecânica quântica que permite a existência de um número infinito de mundos paralelos. Posteriormente, acrescentou a essa hipótese o conceito de aplicabilidade de quaisquer ideias que passem no teste da refutação mental de Karl Popper, a teoria da informação quântica e o desenvolvimento da teoria evolutiva em relação à esfera da razão, proposta por Richard Dawkins. Como resultado, Deutsch conseguiu encontrar um caminho para uma visão original da estrutura do universo, que chamou de "a teoria do construtor".
Em sua forma mais simplificada, sua teoria diz que o mundo ao nosso redor se desenvolve sob a influência de certos sistemas construídos na estrutura da realidade, portanto, se a ciência deseja conhecer o Universo, ela deve estar envolvida não tanto em estudar as leis pelas quais os objetos individuais interagem, mas em estudar os sistemas mencionados ("Construtores"), alguns dos quais até aprendemos a reproduzir. David Deutsch explica sua ideia desta forma:
“O conceito dominante na ciência moderna considera tudo ao seu redor como consequências em desenvolvimento de algumas condições iniciais desconhecidas … Por exemplo, conhecendo as leis do movimento e onde estava o planeta há um ano, podemos prever onde estará em outro ano. Mas se nos perguntarmos se podemos mover um planeta inteiro aqui e ali, a abordagem tradicional irá falhar. Outro exemplo é o problema do livre arbítrio. Digamos que tenho duas opções. Tendo escolhido o primeiro, só posso imaginar o que teria acontecido se eu tivesse escolhido o segundo. O que está acontecendo está acontecendo. E isso é tudo … Acontece que minha escolha estava predeterminada desde a época do Big Bang? O problema subjacente é que o conceito dominante explica apenas o que é material; o livre arbítrio não cabe nela … Na teoria do construtor, pode-se dizer que algo é possível,sem dizer que vai acontecer."
O cientista compara a ação de "construtores" com a ação de catalisadores - substâncias que alteram a velocidade das reações químicas, mas não se alteram. O estudo dos "construtores", segundo Deutsch, nos dará uma pista para entender de onde vieram as leis da física e por que funcionam dessa maneira. Ao mesmo tempo, ficará claro o que geralmente é possível fazer em nosso Universo e o que permanecerá fantástico.
NO LIMITE DA Onipotência
A humanidade sempre foi capaz de fazer os modelos mais simples de "construtores". São, por exemplo, motores térmicos operando em ciclo. Ou um computador desktop que executa todos os tipos de operações para transformar informações, enquanto permanece inalterado fisicamente.
Claro, “construtores” globais não podem ser tocados com nossas mãos ou colocados sobre a mesa, mas encontramos suas manifestações quase a cada segundo. O fato é que o próprio conhecimento é um dos “construtores” globais, e não importa de onde ele vem: da cabeça, de um livro ou de um computador. Mas a possibilidade de novas transformações depende da quantidade de conhecimento. Se o homem anterior podia usar apenas compostos e processos naturais, hoje ele aprendeu a fazer a natureza funcionar de uma maneira "não natural", criando novos elementos da tabela periódica ou iniciando uma reação em cadeia de decaimento dos núcleos atômicos.
Que aplicação prática a “teoria do construtor” pode ter além do aumento do conhecimento? David Deutsch acredita que é ela quem permitirá projetar inteligência artificial que mudará a qualidade do trabalho com a informação. E como a informação está no centro de tudo, então, provavelmente, as possibilidades dessa inteligência serão ilimitadas. Por exemplo, ele será capaz de resolver o problema da imortalidade física ou da colonização de planetas vizinhos. Como o mundo vai mudar neste caso, você pode tentar se imaginar. Afinal, você também faz parte do "construtor" global …
Anton Pervushin
