Статья Михаила Ваннаха напомнила мне о двух вещах: о большом взрыве, с которого все, очевидно, началось, и об одном американском ученом, прославившим свое имя тем, что он высказывал куда более детально разработанные соображения на ту же тему. Ученого зовут Эдвард Фридкин. Мы, впрочем, имеем все основания называть его Эдуардом Фредкиным, поскольку папа его в свое время уехал в Америку из Чернигова, да и мама тоже русская пианистка.

На самом деле, вспомнил я даже не о Фредкине, а о знаменитой книге американского журналиста Роберта Райта (Robert Wright), которая называется "Трое ученых и их боги". Фредкин в ней – первый из троих, и неспроста, поскольку его предположения простирались (как и у Михаила Ваннаха) вплоть до первого дня творения, а остальные ставили перед собой более скромные задачи.

Затем я слазил в Интернет и удостоверился, что книга Райта остается весьма авторитетным источником, но, по правде говоря, Фредкин – просто одна из наиболее интересных фигур. Идеи, о которых я вам сейчас расскажу, владели и продолжают владеть многими умами.

Как рассказывает Райт, Эдуард Фредкин с детства отличался тем ужасающим сочетанием острого ума и прожженного цинизма, которое не оставляет человеку никаких надежд на величие. Такие люди способны лишь прожить жизнь в свое удовольствие, чем наш герой, судя по всему, и занялся. Например, одним из первых открытий Фредкина была разработанная им теория насчет того, как люди среднего ума конструируют программированные опросники (типа: выберите один из пяти ответов) и как, следовательно, на них надо отвечать, чтобы получить твердый "трояк".

Руководствуясь ею, Фредкин начал свою трудовую биографию в качестве летчика – сначала военного, но и потом, счастливо избежав фронтов корейской войны, он продолжал летать на собственном самолете и, между прочим, возил на нем своего интервьюера.

Став профессором Массачусетского технологического института (MIT) в обход обычной процедуры, Фредкин, как его описывает Райт, тяготился академическими ритуалами и на университетскую карьеру обращал очень мало внимания. Он разбрасывал свои идеи направо и налево, вместо того чтобы методично эксплуатировать их. Ему это было неинтересно. Чтобы решить проблему личных доходов раз и навсегда, Фредкин, прежде чем заняться наукой, сделал то, от чего многие из нас не отказались бы: заработал несколько миллионов и купил себе остров в Карибском море.

Райт рассказывает, на чем Фредкин "поднялся". Он сконструировал (слово "изобрел" в данном случае звучит слишком сильно) машину для сканирования кинопленки и ввода данных в компьютер. Кинопленка широко использовалась для накопления данных (вместо диаграммной бумаги в самописцах) там, где условия применения аппаратуры диктовали малые габариты. Когда стала внедряться компьютерная обработка, многие почтенные и богатые организации оказались перед проблемой: как быть с накопленными ими многомильными архивами. Фредкин продавал свои уникальные установки за бешеные по тем временам деньги.

Однако Райт не умалчивает о длительном периоде поисков и нужды, который предшествовал успеху. ВВС оказали Фредкину ключевую услугу, послав его испытывать некий автоматизированный комплекс в MIT. Там он оказался на какое-то время без дела, но зато при компьютере, и фанатически увлекся программированием. В итоге, так и не закончив колледжа, Фредкин окончательно сбился с пути и превратился в некоего околонаучного бомжа.

В какой-то момент, непосредственно перед тем, как он наткнулся на свою золотую жилу, ему удалось заключить консультационный договор с DEC, которая сняла помещение, купила мебель для фредкинской "фирмы" и платила ей за услуги понедельно. Среди мебели особо упоминается раскладушка. Кстати, DEC тогда успешно продавала свою PDP-1.

Видение компьютера-вселенной пришло к Фредкину именно в этот героический период его жизни. Как заметил один из его коллег (теперь тоже очень известный), Фредкин просто не мог думать ни о чем, кроме компьютеров. Если бы он продавал сыр, то пришел бы к выводу, что вселенная сделана из сыра. Но в самом деле, если компьютер может с какой угодно детальностью и точностью смоделировать происходящее в реальном мире, то, может, никакого реального мира просто нет, а есть только вот это процесс моделирования в каком-то немыслимом суперкомпьютере?

Недоучка Фредкин в 34 года сделался профессором MIT, где работали такие люди, как Мински и Фейнман, и пришел к нескольким блестящим идеям, когда занялся проблемой обратимости вычислений.

В моделях классической физики (твердое тело, идеальный газ) все процессы обратимы. Можно взять любое состояние системы и запустить "кинопленку" задом наперед. Иное дело – компьютеры. Любой, кто знает, как они устроены, легко может понять, что работа компьютера приводит к необратимой потере информации. Элементы "И" и "ИЛИ", из которых все в конечном счете состоит, с очевидностью необратимы. Наблюдая ноль на выходе "И", мы не можем сказать, что у нее на входе – два нуля или единица-ноль, и если последнее, то по каким входам.

Фредкин, к слову, родился в 1934 году, а компьютерная лаборатория в MIT была основана в 1962-м. На 1968 год пришлось два события в его жизни; покупка острова и формальный приход в науку. Так вот, коллегами Фредкина было замечено, что, разрушая информацию, компьютер излучает тепло. Можно устранить все побочные причины нагрева, вызванные несовершенством технологии, и все равно останется некий неустранимый остаток, вызванный ли необратимостью вычислений. Вы еще помните о фундаментальном родстве информации и энтропии?

Этот эффект, на первый взгляд, делает компьютер-вселенную весьма трудно осуществимым проектом. Представьте себе кубик пространства, в который мы вглядываемся все детальнее и детальнее. В каждой доле его происходят столь же сложные процессы, как и в целом, и, следовательно, сколько же энергии вся эта кухня должна излучать?

Фредкин принял вызов и изобрел обратимый логический элемент. Из элементов такого типа можно было бы построить обратимый компьютер. Открытие вызвало бурные дискуссии на факультете. Идя дальше, Фредкин предложил физическую реализацию такой системы в рамках классической физической модели. Это и был его знаменитый компьютер из биллиардных шаров – вещь, конечно, на практике не реализуемая по причине трения и прочих мелких несуразностей, однако задача состояла в том, чтобы отплатить скептикам и маловерам той же монетой. Физические процессы, как вы понимаете, на самом деле тоже необратимы.

Собственно, вот эти идеи, вошедшие в состав дисциплины, называемой ныне консервативной логикой, Фредкина и прославили. Дальнейшая история – это его разговоры с Робертом Райтом, которые тот изложил в своей книге.

Короче, Фредкин воспринял старую к тому времени идею сообщества клеточных автоматов, о самом популярном из которых напоминает в этом номере "Компьютерры" Михаил Едемский. Он (Фредкин) даже построил в MIT компьютер, специально приспособленный для таких игр, и много лет занимался поисками моделей, из которых мог бы возникнуть этот мир таким, каким мы его знаем. Постепенно даже физики смирились с этой идеей, и гипотеза о вселенной-компьютере стала нормальной составной частью их дискуссий.

Диалог Фредкина и Райта изобилует интересными парадоксами, проблемами и решениями. Например, если Вселенная – это нечто вроде клетчатой доски, на которой Бог разыгрывает партию в "Жизнь", то зачем он это делает? Оказывается, из любопытства. Дело в том, что не существует никакого способа предсказать, что получится в ходе развития той или иной клеточной комбинации, кроме самой игры. Попробуйте сами поиграть в "Жизнь", и вы поймете, как это интересно. Допустим (в духе мистиков), что Бог написал на доске свое имя и теперь следит за его превращениями.

Еще эпизод из книги. Как началась Вселенная? Как случилось, что из ничего возникло нечто? Если все вокруг нас – это информация, отвечает Фредкин, то эта величайшая проблема оказывается неправильно поставленной. Начальная программа была просто "загружена" – может быть, даже каким-то другим сообществом клеточных автоматов.

Ну хорошо, задается вопросом Райт, в таком случае не только пространство, но и время дискретно. Можем ли мы обнаружить кванты времени? На что Фредкин резонно замечает, что, будучи сами квантованы в том же времени (где квант аналогичен перерисовыванию конфигурации при игре в "Жизнь"), мы в принципе не можем этого заметить.

Книга Роберта Райта, изданная примерно в 1988 году, пользуется огромной популярностью в США. Ее наверняка не издали бы у нас при советской власти – не столько из-за Фредкина, сколько из-за двух других "богостроителей". А теперь следовало бы. Не все же нам учить детей закону божьему по источникам многотысячелетней давности.