Знание - сила, 2003 № 06 (912)
Шрифт:
По тестам того же типа детей после рождения проверяли до четырех месяцев. Теперь очевидно, что плод, который обучается быстро, становится ребенком, который обучается столь же быстро.
По методике профессора Хеппера можно предсказывать школьную успеваемость до 10-12 лет и распознавать маленьких гениев до их первого крика.
В 1899 году во время раскопок в Египте были найдены мумии крокодилов; во времена фараонов эти животные почитались как священные. Особенно обрадовал ученых следующий факт. Чтобы придать мумиям достойную форму, древние мастера обвязали их старыми папирусами: «Макулатура, хлам, туда
Мужчины больше подвержены стрессам не из- за факторов окружающей среды и обстоятельств, как считалось ранее, а именно от принадлежности к мужскому полу. Так утверждают исследователи Кембриджского университета. Они определили, что в мужском организме уже при рождении выделяется кортизона (стрессового гормона) в два раза больше, чем у женщин. Он-то и определяет значительно меньшую стрессоустойчивость по сравнению с женской половиной человечества.
Во многих странах мира ученые пытаются получить надежную вакцину против малярии. Американка Рут Нассенцвайг подвергла ее возбудителей радиоактивному облучению. Затем их привили подопытным животным, и те оказались защищены от инфекции.
Другой американский ученый, Дэвид Клайд, стал экспериментировать на себе. Он поместил в шесть небольших ящиков три с половиной сотни облученных москитов и поставил эти «рассадники болезни» прямо на голое тело. Москиты укусили его более 2700 раз. Поначалу казалось, что пытка, перенесенная во имя науки, была ничуть не напрасна. Клайд приобрел иммунитет — но лишь на несколько недель. Увы, выяснилось, что получить вакцину подобным путем нельзя.
Владимир Гердт
О квантовом компьютере и национальных традициях, или о пользе инерции
Новая грандиозная задача, встающая перед мировым научным сообществом — создание действующего квантового компьютера, — призвала под свои знамена представителей разных дисциплин. Это не только специалисты по собственно компьютингу, но и физики, и математики, и биологи. На стыке квантовой физики, теории информации и вычислительной техники рождается альтернатива традиционным компьютерам, подходящим к своему физическому пределу. Однако возникновение новой вычислительной парадигмы происходит небезболезненно, наряду с очевидными успехами проявились проблемы, к которым надо бы готовиться загодя...
Мы, как всегда, отстаем от передового человечества. Уничтожение науки, уничтожение культуры происходит повсюду, но у нас медленнее, чем в других местах, а это значит, что еще есть некоторая надежда, что мы сохраним свой традиционный уровень культуры дольше, чем так называемые более передовые страны.
За последние два года я неоднократно выступал за рубежом перед студентами и молодыми учеными. И, к сожалению, видел, что молодые люди, которые хотят заниматься компьютингом, убеждены, что физика им совсем не нужна, а математика, если и нужна, то лишь фрагментарно, минимально. В России такое отношение пока еще не так выражено, но и здесь оно ощущается. Это устойчивое заблуждение может уже в ближайшем будущем привести к острому
Это произошло на рубеже XIX и XX веков. Выдающийся математик Давид Гильберт на Всемирном математическом конгрессе в Париже в августе 1900 года сделал свой знаменитый доклад. В нем он сформулировал 23 фундаментальные математические проблемы. Одна из них — 23-я в списке Гильберта — формулируется следующим образом: существует ли «механическая» процедура, механическая — в смысле алгоритмичная, которую можно выполнить по шагам любому человеку или прибору, дающая на любое математическое утверждение ответ, верно оно или ложно. Проблему решили в 30-х годах независимо друг от друга двое ученых и ответили на вопрос Гильберта отрицательно. Один из них — австрийский математик Курт Гедель, другой — известный английский математик Алан Тьюринг, который разработал гипотетическую «машину Тьюринга» именно для того, чтобы решить эту проблему. «Машина Тьюринга» — чисто умозрительная механическая машина, которая считывает посимвольно информацию с некоей потенциально бесконечной ленты и обрабатывает ее по определенной схеме в зависимости от считанного символа.
Именно эта машина и основанные на ней вычисления, исследованные Тьюрингом, положили начало математической теории вычислений. Существует тезис Черча — Тьюринга, согласно которому любая алгоритмическая процедура может быть выполнена на этой машине. В этом смысле машина Тьюринга эквивалентна любому современному компьютеру. Но в свете нашего разговора важно, что это чисто «механическая» процедура, это исключительно математический подход к компьютингу. Вся современная теория информатики основана на машине Тьюринга. С ее помощью впервые было показано, что к теории вычислений можно подходить чисто математически, забывая, что любой компьютер — это физический прибор, что это объект физики. А это сыграет, как мы увидим, и отрицательную роль.
Все мы хорошо знаем, что компьютеры становятся миниатюрнее и миниатюрнее. Здание нашей Лаборатории в ОИЯИ — пример недальновидности прогнозов 60 — 70-х годов: центральные холлы, ныне почти пустующие, предусматривались для вычислительных машин будущего. Как тогда предполагали, более мощные машины будут требовать больше и больше места под периферию, память и так далее. В действительности все оказалось как раз наоборот.
Историческая справка. В середине 60-х годов Гордон Мур сформулировал правило, требующее удвоения производительности вычислительных систем каждые восемнадцать месяцев. До сих пор оно не нарушалось. Мур вывел свой эмпирический закон, просто подсчитав темпы роста числа транзисторов в интегральной микросхеме в зависимости от времени. Соответственно, этот закон задает темпы миниатюризации отдельного транзистора.
Если экстраполировать закон Мура, то мы увидим, что примерно в 2020 году физический размер элементарной ячейки информации в 1 бит станет размером с атом, то есть порядка 10– 8 сантиметра. Конечно, прогноз может измениться, но в целом тенденция такова. А на этом уровне, как мы знаем, классическая физика перестает работать, и в игру вступает совсем другая, квантовая физика. Если даже отвлечься от проблем нагревания, от проблем скорости обмена информации, которая ограничена скоростью света, между ячейками памяти и так далее, то человечество, увеличивая степень интеграции микросхем, столкнется с необходимостью учета квантовых эффектов в компьютинге.
Но сам по себе этот учет еще не ведет к отказу от классической модели вычислений, используемой в современных компьютерах. Это означает, в частности, что «не решаемые» задачи, требующие огромного объема вычислений, останутся «не решаемыми» независимо от роста производительности классических компьютеров. Истинно же квантовые компьютеры используют совершенно иную модель вычислений, основанную на особом наложении состояний элементарных ячеек информации — квантовых битов, или кубитов. Вычислительная мощь квантового компьютера состоит в том, что благодаря такому наложению вычисления производятся сразу с многократно большим числом состояний соответствующей системы классических битов. Это дает основание рассчитывать на переход (по крайней мере, отдельных) «не решаемых» задач в класс «решаемых».