Машины неограниченных возможностей

§ №11 2012

§ Рубрика: Физика

§

От способности машин быстро отвечать на вопросы, требующие ответов «да» или «нет», может зависеть все — от национальной безопасности до пределов человеческого познания нежным мартовским днем 1956 г. невысокий, похожий на сову человек по имени Курт Гедель написал свое последнее письмо умирающему другу Джону фон Нейману. Гедель обратился к нему официально, хотя они уже десятки лет знали друг друга и были коллегами по Институту передовых исследований в Принстоне.
Оба они были математиками и внесли большой вклад в науку и военную мощь США в годы Второй мировой войны. Однако к тому времени фон Нейман был болен раком, и даже такой гений, как Гедель, ничего не мог, кроме пожеланий, полных оптимизма. Поэтому он сменил тему: «Дорогой мистер фон Нейман!
С глубочайшим сожалением я узнал о вашей болезни… Как я слышал, в прошлом месяце вы прошли курс радикального лечения, и я рад узнать, что оно было успешным и вы идете на поправку…
Поскольку, как я слышал, вы чувствуете себя окрепшим, я позволил себе написать вам о математической проблеме, ваше мнение о которой очень интересно мне…»
Описание этой проблемы Геделем совершенно непонятно непосвященным. (На самом деле, он, возможно, просто хотел отвлечь фон Неймана от его болезни, заняв крайне специальной темой.) Он интересовался, сколько времени может потребоваться гипотетической машине для выдачи ответов на задачу. Вывод его звучит как научная фантастика: «Если бы такая машина действительно была создана, <…> последствия этого имели бы огромное значение. А именно, это с очевидностью значило бы, что <…> мыслительная работа математика, рассматривающего вопросы, которые требуют ответов "да" или "нет", могла бы целиком выполняться машиной».

За квантовым горизонтом

§ №11 2012

§ Рубрика: Физика

§

За квантовым горизонтом

В конце XIX в. неизвестный художник изобразил путешественника, который достиг горизонта, где небо встречается с землей. Стоя на коленях на фоне стилизованного земного пейзажа, головой он пробивает небесную твердь, чтобы лицезреть неизведанное. Изображение, известное как «Гравюра Фламмариона», иллюстрирует поиски человеком знания.
Две возможные интерпретации этой визуальной метафоры соответствуют двум диаметрально различным концепциям знания.
На гравюре изображен либо воображаемый барьер, который в действительности наука всегда в состоянии преодолеть, либо барьер настоящий, который мы можем перейти лишь в воображении. При последнем прочтении художник как бы говорит нам, что мы пленники, заключенные внутри конечного купола известных объектов и событий. Возможно, мы сумеем понять мир непосредственных впечатлений, но бесконечность снаружи для нас непостижима и не поддается объяснению. Действительно ли наука постоянно выходит за пределы известного и открывает новые горизонты, или она показывает нам, что из нашей тюрьмы выхода нет, преподавая нам урок ограниченного знания и неограниченного смирения?
Квантовую теорию часто приводят в качестве неопровержимого аргумента в пользу последнего.
На заре становления квантовой механики у теоретиков родилась традиция с серьезным видом сознательно учить студентов иррациональному взгляду на мир: «Если вы думаете, что понимаете квантовую теорию, то вы ее не понимаете», «Вы не должны задавать этот вопрос», «Эта теория непостижима, как и сам мир», «Все это происходит без причины и не имеет объяснения»… Так обычно писалось в учебниках и статьях для научно-популярных изданий.

Вопросы на следующий миллион лет

§ №11 2012

§ Рубрика: Науки о земле

§

Что выяснили бы ученые, если бы смогли проводить исследования, которые продолжаются сотни или тысячи лет и даже более?
Отмеренный нам срок очень долог, если измерять его в пикосекундах.
Именно столько времени необходимо двум атомам, чтобы объединиться в молекулу. Но по сравнению со временем протекания таких природных явлений, как образование горных хребтов или столкновение галактик, мы не успеем и глазом моргнуть. Чтобы получить ответ на вопросы, для решения которых требуется срок больший, чем человеческая жизнь, ученые передают свою работу по наследству от поколения поколению. В медицине, например, исследования зачастую продолжаются и после того, как их родоначальник уже покинул этот мир. Некоторые исследования, проводимые сегодня, начались еще в 1920-е гг. Рекорд самого продолжительного непрерывного сбора научных данных в истории, вероятно, принадлежит древним вавилонским астрономическим хроникам, в которых содержится данные по крайней мере за шесть веков наблюдений — с I тыс. до н.э.
Эти хроники рассказывают о повторяющейся картине таких явлений, как солнечные и лунные затмения.
В большинстве областей научных исследований некоторые из самых интересных фундаментальных вопросов остаются открытыми потому, что у ученых просто не хватает времени, чтобы довести их до конца.
Но если бы время не было преградой?
Недавно я беседовал с ведущими учеными, работающими в различных областях науки, о проблемах, за которые они взялись бы, если бы для проведения наблюдений или экспериментов в их распоряжении была тысяча лет, или десяток тысяч, или даже миллион. (Чтобы речь шла о науке, а не о футурологии, я просил их придерживаться предположения, что в их распоряжении оставалась бы техника, которую мы имеем сегодня.) Сокращенные версии их увлекательных ответов приведены ниже.