Физика на бъдещето

1.

Бъдещето на компютъра. Ум над материя

Всеки смята границите на собственото си въображение за граници на света.

– Артур Шопенхауер

Никой песимист не е открил тайните на звездите, не е доплавал до непозната земя и не е отворил ново небе за човешкия дух.

– Хелън Келър

Живо си спомням как седях в офиса на Марк Уайзър в Силициевата долина преди почти 20 години, докато той ми обясняваше визията си за бъдещето. Уайзър развълнувано говореше за предстоящата нова революция, която ще промени света. Той бе част от компютърния елит, служител в Ксерокс ПАРК (които първи създадоха персоналния компютър, лазерния принтер и графичен потребителски интерфейс), но също така беше отцепник и иконоборец, който разбиваше установените норми, а също и член на дива рок група.

По онова време (сякаш беше преди цяла вечност) персоналните компютри бяха новост и тепърва започваха да проникват в живота на хората, които бавно възприемаха идеята да си купят големите тромави кутии, за да правят анализи с електронни таблици и да се занимават с мъничко текстообработка. Интернет бе до голяма степен изолирана провинция за учени като мен, които фабрикуваха уравнения и ги обсъждаха с колегите си на непонятен език. Бушуваха ожесточени дебати дали кутията на бюрото ни няма да дехуманизира цивилизацията ни със своя студен и бездушен поглед. Дори политическият анализатор Уилям Ф. Бъкли трябваше да защитава текстообработващата програма от интелектуалци, които се бяха надигнали срещу нея, категорично отказваха да докоснат компютър и го наричаха инструмент на еснафите.

Именно в тази епоха на спорове Уайзър употреби израза „вездесъща компютризация“. Гледайки далеч отвъд персоналния компютър, той предвиждаше, че един ден микрочиповете ще станат толкова евтини и достъпни, че ще се намират навсякъде около нас – в средата ни, в дрехите, в мебелите, в стените, дори в телата ни. И всички ще бъдат свързани с интернет, ще споделят данни, ще правят живота ни по-приятен, ще следят всяка наша прищявка. Където и да отидем, чиповете тихомълком ще изпълняват желанията ни. Цялата околна среда ще бъде жива.

За времето си мечтата на Уайзър беше фантастична и дори абсурдна. Повечето персонални компютри бяха все още скъпи и дори не бяха вързани към интернет. Идеята за милиарди мънички чипове, които ще са евтини като водата, се смяташе за лудост.

Попитах го защо е толкова сигурен в това свое откровение. Уайзър спокойно ми отговори, че компютърната мощ расте в геометрична прогресия, без да се вижда край на тенденцията. Сам си направи сметката, намекваше той. За него революцията беше неизбежна и бе само въпрос на време. (За жалост Уайзър не доживя да види осъществяването ? – почина от рак през 1999 г.)

Движещата сила зад пророческите мечти на Уайзър е нещо, наречено закон на Мур – практическо правило, водещо компютърната индустрия вече повече от половин век и определящо като хронометър темпото на съвременната цивилизация. Законът на Мур гласи, че изчислителната мощ на процесорите се удвоява на всеки 18 месеца. Формулирано за първи път през 1965 г. от Гордън Мур, един от основателите на „Интел“, това просто правило помогна за революционизирането на световната икономика, създаде приказни богатства и завинаги промени начина ни на живот. Ако начертаете графика на падащите цени на чиповете и все по-голямата им бързина, изчислителна мощ и обем използвана памет, ще получите изненадващо права линия за 50 години назад. (Графиката е начертана на логаритмична крива. Всъщност, ако я продължите, за да включва ламповата технология на вакуумните тръби и дори механичните смятащи машини, тя може да обхване повече от 100 години назад.)

Експоненциалният ръст често е труден за схващане, тъй като умовете ни мислят линейно. Той често започва измамно бавно и е толкова постепенен, че понякога изобщо не можете да доловите промяна. Но за няколко десетилетия той е в състояние напълно да промени всичко около нас. Според закона на Мур всяка Коледа игровите ви конзоли са почти два пъти по-мощни (от гледна точка на памет и скорост на процесора), отколкото са били предишната година. Нещо повече – през годините този натрупващ се ръст става наистина монументален. Например, когато получите поздравителна картичка за рождения си ден, тя често съдържа чип, който ви пее „Честит рожден ден“. Заслужава си да се отбележи, че въпросният чип има повече изчислителна мощ, отколкото са имали всички съюзнически сили през 1945 г. Хитлер, Чърчил или Рузвелт не биха се спрели пред убийство, за да се доберат до подобно нещо. А днес какво правим с него? Изхвърляме го в кошчето. Днес клетъчният ви телефон е по-мощен от всичко, с което е разполагала НАСА през 1969 г., когато изпрати астронавтите си на Луната. Игрите, които консумират огромни количества компютърна мощ, за да симулират триизмерни ситуации, използват повече изчисления, отколкото са можели да направят суперкомпютрите от предишното десетилетие. Една съвременна конзола „Сони Плейстейшън“, която струва 300 долара, има мощта на военен суперкомпютър от 1997 г., струващ милиони долари.

Можем да видим разликата между линейната и геометричната прогресия на компютърната мощ, когато анализираме как хората са гледали на бъдещето на компютъра през 1949 г., когато списанието „Попюлър Меканикс“ предсказало, че изчислителните им способности ще нарастват линейно и може би само ще се удвоят или утроят след време: „Докато ЕНИАК се състои от 18 000 електронни лампи и тежи 30 тона, компютрите на бъдещето може би ще имат само 1000 и ще тежат около тон и половина“4.

(Майката природа оценява по достойнство силата на ръста в геометрична прогресия. Един-единствен вирус може да проникне в клетка и да я принуди да произведе няколкостотин негови копия. Умножавайки се стократно за едно поколение, вирусът може да създаде 10 милиарда вируса само за пет поколения. Нищо чудно, че един вирус може да инфектира човешкото тяло с трилионите си клетки и да ви докара грип само за няколко дни.)

Според закона на Мур се променя не само изчислителната мощ, но и самият начин, по който се доставя тя – и това има огромни последици за икономиката. Можем да проследим това развитие десетилетие по десетилетие:

50-те години на 20 в. Ламповите компютри са гигантски, тромави уреди, заемащи цели зали, същински джунгли от кабели, намотки и стомана. Само военните са разполагали с достатъчно средства, за да финансират подобни чудовища.

60-те години на 20 в. Електронните лампи са сменени с транзистори и компютрите постепенно излизат на пазара.

70-те години на 20 в. Печатни платки със стотици транзистори позволяват създаването на миникомпютри с размерите на голямо бюро.

80-те години на 20 в. Чипове, съдържащи десетки милиони транзистори, довеждат до появата на персонални компютри, които могат да се поберат в куфарче.

90-те години на 20 в. Интернет свързва стотици милиони компютри в една глобална компютърна мрежа.

Първо десетилетие на 21 в. Вездесъщата компютризация освобождава чипа от компютъра и чиповете са навсякъде около нас.

Така старата парадигма (един чип в настолен компютър или лаптоп) се сменя с нова (хиляди чипове, пръснати във всеки артефакт като мебели, уреди, изображения, стени, автомобили и дрехи, които комуникират помежду си и са свързани с интернет).

Когато тези чипове се сложат в някакво устройство, те го преобразяват. Когато чипът се озове в пишеща машина, тя се превръща в текстообработващ компютър. Когато се сложи в телефон, получаваме клетъчен телефон. Фотоапаратите се превръщат в цифрови. Флиперите – в компютърни игри. Грамофоните – в айподи. Самолетите играчки се преобразяват в смъртоносни безпилотни машини. Всеки път някаква индустрия се революционизира и преражда. Накрая почти всичко около нас ще стане интелигентно. Чиповете ще са толкова евтини, че ще струват по-малко от целофанена опаковка и ще заместят баркода. Компаниите, които не правят продуктите си интелигентни, ще са заплашени да отпаднат от бизнеса, изтикани от конкуренцията.