George Dyson o rođenju računala

Prošle godine sam vam 7 minuta pričao o Projektu Orion, koji je bio jako nemoguća tehnologija, koja je mogla biti tehnički izvediva, ali je imao samo jednogodišnju političku šansu da se ostvari, ali nije. To je bio neostvareni san. Ove godine ću vam govoriti o rođenju digitalnog računala. A ovo je bio savršen uvod. I to je priča koja je proradila. I dogodilo se, računala su svugdje oko nas. To je bila neizbježna tehnologija. Da je nisu ostvarili ljudi o kojima ću vam pričati -- netko drugi bi. Te je to bila prava ideja u pravo vrijeme. Ovo je Barricellijev svemir. Ovo je svemir u kojem sad živimo. To je svemir u kojem ti strojevi danas rade sve te stvari, uključujući i biološke promjene. Početi ću priču s razvojem prve atomske bombe, takozvanom Projektu Mahattan. To je bilo pomalo poput TEDa: okupio je mnogo vrlo pametnih ljudi koji su zajedno surađivali. A troje najpametnijih su bili Stan Ulam, Richard Feynman i John von Neumann, i von Neumann je bio taj koji je nakon bombe rekao da počinje raditi na nečem puno važnijem: da razmišlja o računalima. Nije samo razmišljao o njima; napravio je jedno. Ovo je računalo koje je napravio. (smijeh) Izgradio je ovaj stroj, i imali smo prekrasnu demonstraciju o tome kako ovaj stroj stvarno radi, sa svim tim malim elementima. Ideja je prilično stara. Prva osoba koja je to stvarno objasnila je bio Thomas Hobbes, koji je 1651. godine objasnio kako su aritmetika i logika ista stvar, i ako želiš napraviti umjetnu inteligenciju i umjetnu logiku, možeš napraviti sve to samo s matematikom. Rekao je da samo trebaš oduzimanje i zbrajanje. Leibniz je nekoliko godina kasnije - 1679. - pokazao da niti ne trebaš oduzimanje. Sve to možeš napraviti samo sa zbrajanjem. I tako smo došli do binarne aritmetike i logike, koja je pokrenula računalnu revoluciju, i Leibniz je bio prva osoba koja je govorila o gradnji takvih strojeva. On je govorio o izgradnji uređaja uz pomoć kuglica, s logičkim vratima i onim što sad zovemo posmičnim registrima, te kad se otvore vrata, kuglice padaju na trake. To je u biti ono što i danas računala rade, osim što umjesto kuglica, koriste elektrone. I kada odemo do von Neumanna, 1945. , on ponovno iskorištava iste stvari. 1945., nakon rata, postojala je elektronika koja je omogućavala da se izgradi takav stroj. U lipnju 1945., dok atomska bomba još nije ni bačena, von Neumann je već postavio teorijsku osnovu za gradnju takvog stroja, a koja potječe još od Turinga, koji je, prije svega, iznio ideju da bi se sve ovo moglo napraviti, s vrlo neinteligentim strojem s definiranim stanjima, koji može samo čitati podatke s trake i ispisivati na traku. Druga grana razvoja kojeg je von Neumann pokrenuo je težina prognoziranja meteoroloških uvjeta. Lewis Richardson je predviđao kako bi se to moglo napraviti s grupom ljudi, od kojih bi svaki napravio jedan mali dio. Ovo je električni model koji ilustrira um koji ima volju, ali je sposoban samo za dvije ideje. (smijeh). I to je stvarno najjednostavnije računalo. I u osnovi sve što trebate je qbit, jer ima samo dvije ideje. a kad puno takvih stavite zajedno, dobivate osnovu modernih računala: aritmetičku jedinicu, središnju upravljačku jedinicu, memoriju, uređaj za pohranu podataka, te ulaznu i izlaznu jedinicu. Ali tu je jedan problem. To je fatalno -- i sami znate, vidjeli smo kod pokretanja tih programa. Instrukcije koje upravljaju tim operacijama moraju biti zadane do posljednjeg detalja. Tako da program mora biti besprijekoran, ili neće raditi. Ako pogledate izvore toga, klasično porijeklo takvih stvari nas vraća sve do ENIAC-a. Ali u stvari računalo o kojem ću vam govoriti, Institute for Grand Study Machine, koji je tamo gore, trebao bi biti ovdje dolje. Zapravo pokušavam iznova napisati povijest, i dati ovim ljudima malo više zasluge nego što su dobili do sad. Takva računala bi otvorila prostranstva koja se nalaze izvan dometa svih instrumenata, te otvara sasvim nove svijetove, što su ovi ljudi i uvidjeli. Osoba koja je trebala izgraditi taj stroj je muškarac u sredini, Vladimir Zworykin, iz RCA. RCA je u najvjerojatnije najlošijoj poslovnoj odluci u povijesti odlučila da odustane od daljnjeg razvoja računala. Ali prvi sastanci, u studenom 1945., su bili u uredima RCA. RCA je započela sve ovo, i odlučila, već sami znate, da su televizori budućnost, a ne računala. Svi elementi su već tada bili dostupni -- sve stvari koje su mogle pokrenuti računala. Von Neumann, i logičar, i matematičar iz vojske su odlučili sastaviti računalo. Jedino im je trebalo mjesto gdje će to sastaviti. Kad je RCA rekla ne, odlučili su sastaviti računalo u Princetonu, gdje je Freemen radio u Institutu. I to je mjesto gdje sam ja odrastao kao dijete. Ovo sam ja, ovo je moja sestra Esther, koja vam se obratila ranije, tako da se nas oboje sjećamo rođenja tog stroja. Ovo je Freeman, davno, a ovo sam ja. Ovo su Neumann i Morgenstern koji je napisao "Teoriju igara". I tako su se sve te snage skupile u Princetounu. Oppenheimer, osoba koje je izradila bombu. Uređaj je zapravo većinom služio za kalkulacije za bombu. I Julian Bigelow, koji je zamijenio Zworykina sa zadatkom da smisli kako će, korištenjem elektronike, izgraditi takav stroj. Ova grupa ljudi koji su radili na svemu tome, i ove žene ispred, koje su zapravo napravile najviše kodiranja, su bili prvi programeri. Oni su zapravo bili prvi štreberi /geekovi/. Nisu se uklapali u institut. Ovo je pismo od ravnatelja, zabrinutog zbog -- "pretjerane potrošnje šećera." /koji je u ratu bio racioniran/ (smijeh) Možete pročitati tekst. (smijeh) Ovo su hackeri prvi put u problemima. (smijeh) Oni nisu bili teoretski fizičari. Već tipovi s lemilicama koji su zapravo izgradili ovaj stroj. Danas uzimamo zdravo za gotovo da svaki takav stroj, ima milijarde tranzistora, i radi milijarde operacija u sekundi bez greške. A oni su koristili vakuumske cijevi, jako nespretna tehnika, da od njih dobiju binarno ponašanje. Oni su zapravo koristili 6J6, često korištenu radijsku cijev, zato jer je bila puno pouzdanija od skupljih cijevi. I ono što su redovito radili, je bila objava svakog napravljenog koraka. Izvještaji su učestalo slani, tako da je ovakav stroj kloniran na još 15 mjesta na svijetu. I to je stvarno to. Ovo je bio originalni mikroprocesor. I sva današnja računala su kopija ovog stroja. Memorija je bila u katodnim cijevima - hrpa točkica na zaslonu cijevi, jako, jako osjetljiva na elektromagnetske smetnje. Ovo je 40 takvih cijevi, poput V-40 motora koji pokreće memoriju. (smijeh) Ulazna i izlazna jedinica je na početku bila teleprinterska bušena vrpca. Ovo je prva jedinica sa žicama, koja koristi kotač od bicikla. To je prototip današnjeg hard diska. Kasnije su prešli na magnetski bubanj. Ovo je prilagođena IBM-ova oprema, koja je početak cijele industrije za pohranu podataka, kasnije u IBM-u. Ovo je početak računalne grafike. "Graph'g-Beam Turn On." Na slijedećem slajdu, je prema mom saznanju - prva digitalna bitmap slika, 1954. I tako je Von Neumann već bio u teoretskom oblaku radeći abstraktne studije o tome kako napraviti pouzdan stroj od nepouzdanih komponenti. Ovi ljudi su pili čaj s previše šećera i pisali o tome u svom dnevniku kako pokušavaju pokrenuti ovaj stroj sa svih 2600 vakuumski cijevi koje su se stalno kvarile. Posljednjih šest mjeseci ja sam čitano njihove dnevnike. "Vrijeme rada: dvije minute. Ulaz, izlaz: 90 minuta." Ovo je uključivalo veliku količinu ljudskih pogrešaka. I stalno su pokušavali shvatiti za koju je grešku krivo računalo, a za koju čovjek. Koja je greška u programu, a koja u sklopovima? Ovo je inžinjer koji bulji u cijev broj 36, i pokušava shvatiti zašto memorija nije u fokusu. Morao je fokusirati memoriju -- čini se u redu. Tako je trebao fokusirati svaku cijev kako bi pokrenuo memoriju, i ujedno je imao softverske probleme. "Nema koristi, otišao kući." (smijeh) "Nemoguće je pratiti prokletu stvar, gdje su upute?" I tako su se od samih početaka žalili na korisničke priručnike: "zatvaram uz gađenje" Osnovna aritmetika -- operativni zapisi, uz puno neprospavanih noći. MANIAC je postao akronim za taj stroj, Matematički i numerički integrator i kalkulator, "je izgubio svoju memoriju." "MANIAC je povratio memoriju kad je nestalo struje", "stroj ili čovjek?" "Aha!", i tako su shvatili: problem je u kodu: "Našao problem u kodu, bar se nadam" "Greška u kodu, stroj nije kriv" "K vragu, i ja mogu biti tvrdoglav kao i ovaj stroj" (smijeh) "Već je zora vani", i tako su radili cijele noći. 24 sata na dana dok je stroj radio, većinom radeći kalkulacije za bombe. "Sve do sad je bio gubitak vremena", "Koja je korist od ovog? Laku noć" "Glavna kontrola je isključena. K vragu s njom. " (smijeh) "Nešto ne štima s klima uređajem -- smrdi po spaljenoj plastici" "Ukratko -- nemojte paliti stroj" "IBM je koristio supstancu poput katrana na karticama. Katran je s krova" Zaista su radili pod vrlo teškim uvjetima. (smijeh) Ovdje, "Miš se popeo u ventilaciju iza regulatora, ventilator se počeo tresti. Rezultat: nema više miša." (smijeh) "Ovdje leži miš. Rođen? Preminuo 4:50, Svibanj 1953." (smijeh) Ovdje je netko dopisao olovkom: "Ovdje leži Marstonov miš" Ako ste matematičar, bit će vam jasno, jer je Marston bio matematičar koji bi se protivio ovom računalu. "Pokupio krijesnicu sa bubnja, radi na dva kilociklusa" To su dvije tisuće ciklusa u sekundi -- "da, kukavica sam" -- tako da su dva kilociklusa bili spora brzina. Brz rad je bio 16 kilociklusa. Ne znam dali se sjećate da je prvi Mac bio na 16 megaherca. To je bilo sporo. "Za sada sam ponovio oba rezultata. Kako ću znati koji je ispravan, ako pretpostavljam da je jedan rezultat točan. Ovo je sad treći različiti rezultat. Znam kad sam poražen." (smijeh) "Dobivali smo iste greške već ranije" "Stroj dobro radi. Kod ne." "Ovo se deševa samo dok stroj radi" A ponekad su stvari dobre. "Stroj je spoj ljepote i vječnog veselja." "Savršeno radi." "Zabavna misao: kad su veće i bolje greške, sve ih imamo." Nitko nije trebao znati da oni ustvari dizajniraju bombe. Oni dizajniraju hidrogenske bombe. Ali je netko napokon u dnevnik, kasno jedne noći, konačno nacrtao bombu. I to je bio rezultat. To je bio Mike, prva termonuklearna bomba, 1952. Koja je bila dizajnirana na tom stroju, u šumi iza instituta. I tako je von Neumann pozvao grupu čudaka iz svih krajeva svijeta da rade na tim problemima. Baricelli je počeo raditi na onome što danas zove umjetni život, pokušavajući vidjeti kako, u ovom umjetnom svemiru -- on je bio genetičar -- daleko, daleko ispred svojeg vremena. I danas je još ispred stvari koje se sad rade. Pokušavajući pokrenuti umjetni genetički sustav u računalu. Njegov svemir je stvoren 3. svibnja '53. godine. Znači prošlo je točno -- 50 godina. I vidio je sve u pojmovima -- Čitao je binarni kod izravno iz stroja. Imao je prekrasan odnos sa strojem. Drugi ljudi nisu mogli niti pokrenuti mašinu. Za njega je uvijek radila. Čak su se i greške ponavljale. (smijeh) "Dr. Barricelli tvrdi da je mašina u krivu, kod je dobar." I tako je dizajnirao svemir, i pokrenuo ga. Kad su ljudi koji su razvijali bombu otišli doma, njemu su dozvolili da ostane. Pokretao je tu stvar cijelu noć, pokrečući programe. Ako se neko sjeća Stephena Wolframa, on je ponovo otkrio te stvari. I objavio ih. Nije bilo zaključano, i nije nestalo. Objavljeno je u literaturi. "Ako je tako lagano stvoriti žive organizme, zašto ih ne stvorimo sami? " I tako je odlučio pokušati, započeti umjetnu biologiju unutar tih strojeva. I pronašao je sve ovo, poput -- Bilo je kao da prirodoslovac dolazi i gleda u ovaj mali, 5,000-bajtni svemir, i gleda sve te stvari koje se događaju koje vidimo u vanjskom svijetu, u biologiji. To su neke od generacija u njegovom svemiru. Ali oni će samo ostati brojevi; neće postati organizmi. Moraju imati nešto. Imate genotip i morate imati fenotip. Moraju ići van i raditi nešto. I on je počeo raditi to, počeo je davati tim malim numeričkim organizmima stvar s kojima bi se mogle igrati, igrati šah s drugim strojevima i slično. I počeli su evoluirati. I krenuo je s tim po cijeloj zemlji. Svaki put kad se pojavio novi, brži stroj, počeo ga je koristiti, i predvidio je ono što se danas događa: da programi, umjesto da se ugase -- kad zatvorite program, nastave raditi i, u osnovi, stvari poput onih koje Windowsi rade -- pokreću se kao višestanični organizam na više strojeva -- predvidio je sve što će se događati. I shvatio je da je sama evolucij inteligentni proces. Evolucija nije rezultat inteligencije stvoritelja, već je sama po sebi divovska paralelna računalna operacija koja ima neku vrstu inteligencije. I on je počeo pričati o tome da to nije životoliko, ili nova vrsta života; to je bila samo druga verzija iste stvari. I da stvarno nema neke razlike između onoga što radi računalo i što je radila priroda prije nekoliko milijardi godina. I možemo li to napraviti ponovo? I dok sam počeo pretraživati o ovome u arhivama, arhivist je došao jedan dan i rekao: "Mislim da sam našao kutiju koja je trebala biti bačena" I to je bio njegov svemir na bušenim karticama. I tu je bila, 50 godina kasnije. Poput hiberniranog života. To su instrukcije za pokretanje -- zapravo to je bio izvorni kod za jedan od tih svemira s bilješkom jednog od inžinjera na kojoj piše da imaju neke probleme. "Mora biti nešto u tom kodu što još niste objasnili" I mislim da je to stvarno istina. Mi još ne razumijemo kako ove vrlo jednostavne instrukcije mogu voditi do tako povećane složenosti. Gdje je linija koja razdvaja između onoga što izgleda živo i što je stvarno živo? Ove bušene kartice su sada, zahvaljujući meni, spašene. I pitanje je, da li bi ih trebali pokretati ili ne ? Znate, možemo li ih pokreniti? Da li ih želimo pustiti na Internet? Ovi strojevi bi mislili -- ti organizmi, ako oni sad ožive, jesu li umrli i otišli u raj, tamo je svemir -- moj laptop je 10 tisuća milijuna puta velićine svemira u kojem su živjeli kad je Barricelli otišao iz projekta. On je mislio daleko unaprijed, o tome kako će to stvarno prerasti u novu vrstu života. I to je ono što se događa! Kada nam je Juan Enriquez govorio o tih 12 tisuća milijardi bita koje se prenose natrag i naprijed, svi ti genomski podaci u laboratoriju za proteine, to je ono što je Barricelli zamišljao: da taj digitalni kod u tim strojevima zapravo je početak kodiranja -- već djelomično kodira nukleinske kiseline. To smo radili, već znate, od kad smo pokrenuli PCR i sintetizirali male nizove DNK. I vrlo uskoro ćemo zapravo početi sintetizirati proteine, i kako nam je Steve pokazao, to zapravo otvara cijeli jedan novi svijet. To je svijet kojeg je von Neumann zamislio. To je bilo objavljeno nakon njegove smrti: njegove nedovršene bilješke o samoreplicirajućim strojevima. Što treba učiniti da te strojeve dovedemo do točke kad se počnu sami razmnožavati. Zapravo je trebalo troje ljudi: Baricelli koji je imao ideju programskog koda kao žive stvari. Von Neumann koji je imao viziju kako izgraditi te strojeve. I danas se, prema posljednjim podacima, četiri milijuna tih von Neumannovih strojeva proizvede svakih 24 sata. I Julian Bigelow, koji je umro prije 10 dana -- ovo je osmrtnica Johna Markoffova za njega -- on je bio važna karika koja je nedostajala, inžinjer koji im se pridružio i znao kako spojiti te vakuumske cijevi da rade zajedno. I sva naša računala imaju, u sebi, kopije arhitekture koju je on dizajnirao jednom, olovkom na papiru. I dugujemo mu ogromnu zahvalu zbog toga. On je objasnio, na vrlo darežljiv način, duh koje je doveo sve ove različite ljude u Institut za napredna istraživanja u 40-im godinama da rade na ovom projektu, i stave rezultate na raspolaganje besplatno svima, bez patenata i ograničenja, bez prava na intelektualno vlasništvo cijelom svijetu. I ovo je zadnji unos u dnevnik prije nego što je stroj isključen, u lipnju 1958. I Julian Bigelow je taj koji je pokretao računalo sve do ponoći kad je stroj i službeno isključen. I to je kraj. Puno hvala. (pljesak)