Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта
Наша газета, безусловно, старается в первую очередь снабдить читателей полезными материалами, которые могут быть ими использованы в каждодневной практической деятельности. Но иногда мы представляем вам биографии тех людей, чьи труды способны преобразовать привычный мир (см. ╚КИ╩ за 1998 год: ╧ 15,╧═18-19 ╧ 22).
Сегодня мы представим вам Стефена Вольфрама, математика и физика, создателя теории сложных систем и программы Mathematica. Он утверждает, что изобрел новый вид науки, базирующийся на простых компьютерных программах, а не на уравнениях. На это ему понадобилось 20 лет, 10 из которых он посвятил обдумыванию и упорной работе, и ничего за это время не было опубликовано. Этот интеллектуальный труд был оплачен миллионами, полученными от продажи Mathematica, компьютерной программы, которая сделала сложную математику доступной. Теперь, в 41 год, он подготовил к публикации результаты своих научных работ за эти годы.
Благодарим за помощь в подготовке материала компанию SoftLine, эксклюзивного дистрибьютора компании Wolfram Research в России (тел. (095) 232-0023, http://www.softline.ru, http://www.matlab.ru, http://www.exponenta.ru). Интервью у г-на С. Вольфрама взял журналист Маркус Кроун (http://www.newscientist.com/opinion/opinterview.jsp?id=ns230516).
В.═Считаете ли Вы себя Исааком Ньютоном XXI-го века?
О.═Кто знает? Я думаю, что я изобрел несколько важных вещей. Однако меня больше интересует то, что я изобрел, чем место в мире, которое я получу благодаря этому изобретению. Иногда кажется, что я был бы более счастлив, разгадывая вещи и держа это в себе. Я приложил огромные усилия для того, чтобы подготовить свои мысли к публикации. Если люди на самом деле поймут мои умозаключения, то я думаю, что буду очень знаменитым ученым.
В.═Что стоит за этим новым типом науки? Как это все начиналось?
О.═Приблизительно в 1980 г. я начал интересоваться несколькими различными научными направлениями, в том числе формированием галактик и работой мозга. Казалось, что они все имеют одинаковые принципы развития. Я начал понимать, что проблема лежит в основной инфраструктуре науки. Почти 300 лет большая часть науки основывалась на использовании математических уравнений для моделирования природы. Это действительно работало хорошо, пока Ньютон и другие определяли орбиты планет и тел, однако это никогда не работало с более сложными явлениями в физике, такими как турбулентная жидкость. И в биологии это было совершенно бесполезным.
В.═Если уравнения не являются правильной инфраструктурой для моделирования мира, то что тогда?
О.═Простые программы. Если вы захотите создавать научные теории для мировых явлений, то быстро поймете, что системы в природе лучше всего следуют определенным правилам. Однако почему эти теории должны основываться на конструкциях математики, созданной человеком?
В прошлом не было рамок для умозаключений о более общих вещах или правилах. Однако теперь вы можете мыслить о них как о компьютерных программах. Около 20 лет назад я решил попытаться определить, какой род науки можно построить из этих общих правил. Первый большой вопрос был: что эти правила обычно делают? Что обычно делают простые программы?
В.═Проводите ли Вы эксперименты?
О.═Да. Я начал с очень простых программ, называемых cellular automata (клеточный автомат), со строки ячеек, каждая из которых черная или белая. Затем ниже делается новая строка. Используется определенное правило для изменения цвета каждой ячейки по цвету ее соседей на верхней строке. А затем эта операция повторяется многократно. Это очень просто запрограммировать. Имеется точно 256 программ такого рода. Возникает вопрос: что случится, когда вы запустите их, например, когда мы стартуем с одиночной черной ячейки в строке. Вы предполагаете, что всегда будет что-нибудь очень простое. Почти 20 лет назад обнаружилась замечательная вещь ≈ интуиция совершенно неправильна. Из 256 возможных картинок некоторые оказываются чрезвычайно сложными, почти полностью случайными, вы бы никогда не могли себе представить, что они произошли по простому правилу из одиночной черной ячейки.
В. Таким образом, эксперименты убедили Вас, что природа использует простые программы для создания всех сложностей мира, которые мы видим вокруг нас.
О. Да, я думаю, что это основной секрет природы. Это то, что позволяет природе проявляться в вещах, которые выглядят гораздо сложнее, чем мы в состоянии исследовать. Некоторые люди говорят о сложности в биологии, которая не могла появиться из естественного отбора. Они правы, однако дело в том, что природа использует инструменты, которых мы не предполагаем. Это то, что я открыл.
В.═Как Вы развили эту идею?
О.═Я проработал множество деталей и опубликовал множество статей. И я привлек большое количество заинтересованных людей. Весь раздел сложных систем стал очень популярным. Я даже создал журнал и исследовательский центр. Однако люди поняли только часть из того, что я сделал. Остальное осталось большим умозрительным скачком. История говорит, что если сделано так много, то это дело продолжалось бы, даже если пустить его на самотек.
В.═И новые ученые нуждаются в новом инструменте ≈ именно поэтому Вы изобрели программу Mathematica?
О.═Частично. Мне нужно было создавать программы, затем изучать, что они делают, как можно более эффективно. Потребовались новые идеи, чтобы заставить программные системы делать это. Оказалось, что известный факт о том, что можно вывести всю сложность программы Mathematica из совершенно простых ╚примитивов╩, был важным предположением. Это позволило мне понять, что природа использует для создания всего разнообразия своих законов простые вещи. Так что Mathematica была инструментом и вдохновением.
В.═Что конкретно делает Mathematica?
О. Это законченная среда для технических вычислений. Она позволяет людям выполнять огромное количество вычислений, создавать графики и документы, взаимодействовать с Интернет и т.═д. Это все основано на языке, который позволяет создавать сложные программы гораздо проще, чем когда-либо раньше. Несколько миллионов людей используют ее.
В.═Сделало ли это Вас миллионером?
О.═Да, я заработал много денег, однако я всегда хотел приложить мою энергию к вещам, которые мне кажутся более интересными. Больше всего мне нравиться открывать новые вещи и создавать новые идеи.
В.═Расскажите мне о 10-ти годах вашего молчания.
О.═Это началось в 1991 г., когда я набрал ужасную команду в моей компании. Я начал распределять свое время между управлением и основной наукой. Мне хотелось закончить создание нового типа науки, которую я начал создавать еще в начале
80-х гг. Я продолжал делать все больше и больше открытий. Каждый раз, когда я переворачивал глыбу, под ней оказывалась целая вселенная. Это и было настоящим вдохновением, однако необходимо было выполнить огромный объем работы, что требовало большого внимания. Я всегда любил читать лекции и путешествовать, однако, чтобы выполнить проект, я вынужден был отказаться от этих занятий.
В.═И интервью с журналистами?
О. Правильно. Я собираюсь вернуться к этому теперь.
В. Итак, что Вы открыли?
О. Достаточно, чтобы опубликовать сотни, может быть тысячи научных статей. Я накопил огромное количество доказательств моей идеи, что простые программы, подобные клеточному автомату, являются ключом к множеству важных явлений в природе. В физике, например, я могу окончательно объяснить, почему 2-й закон термодинамики работает, т.═е. почему много физических систем стремятся с течением времени необратимо стать более хаотичными.
В биологии я теперь знаю, как возникает═множество сложных систем. Я открыл, что много вещей, о которых мы думали, например, жизнь и сознание, могут появляться в различных физических системах. Следовательно, я не верю в ╚антропические╩ аргументы, которые утверждают, что для возникновения жизни необходимы звезды, галактики и т.═п. Могут быть вещи не менее сложные, чем мы, без всей этой предыстории.
В. Почему Вы не опубликовали ничего из этого?
О. Поскольку это все ≈ часть большой картины, которая может быть понята, когда будет показана целиком. Я предполагаю, что если бы кто-нибудь другой платил за мою работу, я был бы вынужден давать отчеты о ее продвижении. К счастью, я имел возможность═сконцентрироваться на расположении всего в красивой самосогласованной картине, поскольку книга вызвана новым видом науки (╚A New Kind of Science╩). Это был огромный проект. Я посвятил ему около 100 миллионов строчек. У меня было много трудностей при попытке представить мои идеи как можно более ясно. Обычно новое направление в науке начинается гораздо медленнее, с подключением множества людей. Однако вещи, которые я делаю сейчас, достаточно необычны, так что я вынужден был строить весь новый смысловой каркас самостоятельно.
В.═Кому предназначена эта книга?
О.═Всем. Она совершенно новая, так что не существует специалистов. Может оказаться, что быстрее разберутся в ней люди, имеющие хорошие интеллектуальные навыки, однако ничего не знающие в науке.
В. Открыли ли Вы простую программу, которая создала мироздание?
О.═Еще нет. Однако я открыл очевидность ее существования. Она должна быть не сложнее нескольких строк кода в Mathematica. Я думаю, что пройдет еще много лет, прежде чем я буду в состоянии открыть ее.
В. Стефен Хоукин был прав, написав об ученом, открывшем ╚теорию всего╩ (theory of everything)?
О.═Вещи, о которых я размышлял, очень сильно отличаются от обычной квантовой теории поля и теории струн. Имеется некоторая основная догадка, которая отлична, когда вы думаете о простых программах вместо уравнений. Один большой вопрос состоит в том, что получение фундаментальной теории физики еще не означает, что физике пришел конец. Это все равно, что сказать: ╚Вычисления заканчиваются с того момента, когда вы получили компьютер╩. Предположим, что программа для мироздания состоит из 4-х строк. В этих 4-х строках совершенно нет места для включения всей знакомой нам чепухи о пространстве-времени, имеющем четыре размерности, о мюоне, который в 206 раз тяжелее электрона и т.═д. Почти ничего в ежедневном мире не будет очевидно в программе. Эти вещи появятся, когда программа запустится. Определить, как это работает и что может появиться, относительно трудно.
В. Не может ли так быть, что программа, генерирующая мироздание, только воспроизведет то, что мы видим после большого взрыва в течение 13 млн лет?
О.═Да, я думаю, что это будет частично так. Но даже в этом случае эволюция вселенной как целого может быть тем, что я называю вычислительно непреодолимым, могут быть куски, которые вычислимы, так что мы можем определить, что вселенная развивалась быстрее. И почти вся наука, основанная на традиционных уравнениях, окажется этими вычислимыми частями. Так что нет ничего мистического в знаменитом наблюдении Эйнштейна, что наиболее непостижимая вещь во вселенной это то, что она постижима. Я думаю, что это умозаключение больше касается частицы, чем всей вселенной.
Один из наиболее ясных уроков из истории это то, что направления науки становятся признанными, когда их методы позволяют им развиваться успешно. В то же время имеется много других вещей, которые вы сможете увидеть, если вы будете размышлять в понятиях программ.
В.═Итак, если бы римляне изобрели компьютерные программы прежде, чем геометрию, возможно наука была бы более эффективной?
О.═Совсем немного из того, что я открыл, могло бы быть открыто римлянами. Если вы знаете, что искать, вы можете это найти, расставляя гальку по простым правилам. Сегодня и маленькие дети могут делать это. Если бы мой вид науки существовал века, возможно только сегодня Ньютон открыл бы математический анализ.
Книга ╚Новый вид науки╩ (╚A New Kind of Science╩) должна быть опубликована компанией Wolfram Research Inc. в январе 2002 г.
Стефен Вольфрам (Stephen Wolfram) родился в Лондоне в 1959 г., обучался в престижных учебных заведениях ≈ в школе Итон (Eton), Оксфорде (Oxford) и Калифорнийском техническом университете (Caltech). Первую научную работу он опубликовал в 15 лет, а научную степень Ph.D. в области теоретической физики в Caltech получил в 20 лет. Первые научные работы г-на Вольфрама были в основном выполнены в области физики высоких энергий, квантовой теории поля и космологии и содержали несколько неклассических результатов. Начав использовать компьютеры в 1973 г., г-н Вольфрам быстро стал заметен в области научных вычислений и в 1979 г. занялся конструированием SMP ≈ первой системы вычислительной алгебры.
В коммерческое использование он ее предложил в 1981 г.В 1981 г. он стал самым молодым членом общества награжденных премией MacArthur. Позднее в 1981 году г-н Вольфрам начал заниматься новым направлением √ развитием общей теории сложных систем в природе. Его основная идея была следующая: использовать компьютерные эксперименты для изучения поведения простых компьютерных программ, известных под названием cellular automata (клеточные автоматы). И в 1982 г. им было сделано первое открытие о происхождении сложных систем. Серия последовавших затем работ дала начало новому направлению, названному ╚исследование сложных систем╩ ≈ complex systems research.
С середины 80-х гг. Вольфрам продолжил работы по теории сложности и обнаружил ряд фундаментальных взаимосвязей между природой и вычислениями, а также исследовал концепцию вычислительной несократимости. Его работы использованы в приложениях, созданных в рамках теории сложных систем и искусственной жизни. Вольфрам применил свои идеи для развития новых систем генерации случайных последовательностей и вычислительной динамики жидкостей. Все эти приложения в настоящее время широко используются.
В 1986 г. им был основан исследовательский центр и журнал. Его академическая карьера, начавшись в Caltech, продолжилась в исследовательском институте Принстона (Institute for Advanced Study, Princeton), затем в должности профессора физики, математики и компьютерных наук в Университете штата Иллинойс (Professor of Physics, Mathematics, and Computer Science at the University of Illinois). Затем Вольфрам создал фирму Wolfram Research, Inc.В конце 1986 г. он начал разрабатывать программу Mathematica. Она хорошо продавалась. После выпуска второй версии Mathematica в 1991 г. Стефан Вольфрам занялся опять научными исследованиями.
http://www.stephenwolfram.com
КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ Рубрики || Работа || Услуги || Поиск || Архив || Дни рождения
О "КИ" || График выхода || Карта сайта || Подписка
Главная страница
Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл ╧ 77-4461 от 2 апреля 2021 г.
Перепечатка материалов без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.
Телефон редакции (812) 118-6666, 118-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул. Коли Томчака, д. 9
e-mail:
Для пресс-релизов и новостей