George Dyson: Sự ra đời của máy tính

Năm ngoái tôi đã kể cho các bạn nghe một câu chuyện về Dự án Orion, một công nghệ rất bất hợp lý (nghiên cứu thiết kế tàu vũ trụ sử dụng lực đẩy hạt nhân), lẽ ra đã có thể thành công, nhưng nó gặp rắc rối về chính trị kéo dài suốt một năm nên nó đã không được tiến hành. Đó là một giấc mơ không thành hiện thực. Năm nay tôi sẽ kể với các bạn câu chuyện về sự ra đời của điện toán số. Đây là một màn giới thiệu hoàn hảo. Và một câu chuyện có thật, đã xảy ra, và các loại máy ứng dụng của nó hiện rất phổ biến. Và là một công nghệ tất yếu. Những người đã sáng tạo ra công nghệ này mà tôi sắp kể với các bạn nếu họ không thực hiện được thì sẽ có người khác làm được. Thời thế tạo anh hùng, ý tưởng đúng đắn vào đúng thời điểm. Đây là vũ trụ của Barricelli, là vũ trụ chúng ta đang sống. Đó là vũ trụ nơi các cỗ máy này đang làm đủ mọi công việc, kể cả thay đổi sinh học. Tôi sẽ bắt đầu câu chuyện với quả bom nguyên tử đầu tiên ở Trinity, nằm trong dự án Manhattan. Nó hơi giống TED: nó tập hợp rất nhiều nhà khoa học xuất chúng. Và 3 trong số những người tài giỏi nhất là Stan Ulam, Richard Feynman và John von Neumann, và sau khi chế tạo quả bom, Neumann là người đã nói rằng ông đang chế tạo 1 cỗ máy quan trọng hơn các quả bom rất nhiều: ông đang suy nghĩ về máy tính. Ông không chỉ nghĩ đến mà ông còn chế tạo được một chiếc. Đây là cái máy ông đã làm. (Tiếng cười) Ông chế tạo cái máy này, và chúng ta đã được xem cơ chế hoạt động của nó. Và đó là một ý tưởng quay trở lại. Người đầu tiên giải thích cặn kẽ là Thomas Hobbes, năm 1651, ông đã diễn giải số học và logic là một và nếu muốn tư duy hay tính toán logic nhân tạo, bạn có thể thực hiện cả 2 bằng số học. Ông nói cần phép cộng và phép trừ. Leibiniz, người đến sau một chút -- năm 1679 -- cho thấy bạn thậm chí chẳng cần phép trừ. Tất cả chỉ cần phép cộng. Chúng ta có toàn bộ số học và logic nhị phân thúc đẩy cuộc cách mạng vi tính, và Leibiniz là người đầu tiên nói đến việc chế tạo một cỗ máy như thế. Ông nói về quá trình làm gồm các viên bi, các cổng và thanh ghi dịch chuyển, như chúng ta gọi bây giờ nơi bạn dịch chuyển các cổng, thả các viên bi xuống các rãnh ghi. Và đó là công việc mà tất cả những cái máy này đang làm, ngoại trừ thay vì làm với các viên bi chúng đang làm với các electron. Tiếp đến chúng ta hãy nghe về Neumann năm 1945, ông ấy đã tái phát minh lại một chiếc máy tương tự. Năm 1945, sau chiến tranh, điện tử được ứng dụng vào việc chế tạo một chiếc máy như thế Tháng 6 năm 1945, quả bom vẫn chưa được thả, và Neuman đang tổng hợp mọi lý thuyết nhằm chế tạo được chiếc máy này, lại nhớ đến Turing, trước đó Turing đã đề xuất ý tưởng bạn có thể làm được tất cả công việc này với một cỗ máy trạng thái hữu hạn rất ngớ ngẩn bằng việc đọc một cuộn băng đầu vào và đầu ra. Một lý do khác thúc đẩy Neumann làm cái đó là do sự khó khăn trong công tác dự báo thời tiết. Lewis Richardson đã nhìn thấy khả năng làm được điều này với một ma trận mảng tổ ong của người, đưa cho mỗi người một đoạn dữ liệu, và lắp ráp lại. Đây chúng ta có một sơ đồ điện mô phỏng một cái đầu kiên định nhưng chỉ có 2 ý kiến. (Cười) Và đó là chiếc máy tính đơn giản nhất. Lý do bạn cần qubit (bit lượng tử) vì nó chỉ có 2 ý niệm. Bạn lắp ráp chúng với nhau, thì sẽ được những phần cơ bản của một chiếc máy tính hiện đại: đơn vị số học, bộ điều khiển trung tâm, bộ nhớ, phương tiện ghi, đầu vào, đầu ra. Nhưng có một đoạn ghi chép nữa. Đây là một lỗi không thể tránh -- chúng ta đã thấy nó khi khởi động các chương trình. Các chỉ thị quản lý việc điều hành phải chi tiết và đầy đủ. Nên việc lập trình phải hoàn hảo nếu không nó sẽ không làm việc. Hãy xem nguồn gốc của cái này, lịch sử cổ điển sẽ đưa chúng ta trở về với hệ thống điện toán ENIAC. Nhưng thực ra, cái máy tôi sắp kể với bạn cỗ máy của Viện Nghiên Cứu Tiên Tiến, ở trên đó thì lẽ ra là ở dưới. Thế nên tôi đang cố gắng xem lại lịch sử, và ghi nhận lại công lao của các vị này vì mọi người chưa đánh giá được hết. Một cái máy tính như thế sẽ mở ra vũ trụ hiện đang nằm ngoài tầm phủ sóng của mọi thiết bị, nó mở ra một thế giới mới, và những vị này đã thấy được nó. Người đã có công chế tạo cái máy này là anh chàng ở giữa, Vladimir Zworykin từ RCA. RCA, tập đoàn radio Hoa Kỳ, có thể đã đưa ra một trong các quyết định kinh doanh tồi nhất mọi thời đại, đã quyết định không tiến sâu vào lĩnh vực máy tính Nhưng trong các cuộc họp đầu tiên vào tháng 11,1945 tại các văn phòng của RCA. RCA đã khởi xướng trào lưu và cho rằng tivi là tương lai chứ không phải máy tính. Nó có hết mọi điều cần thiết -- những thứ làm hoạt động các cỗ máy này. Von Neumann, cùng một nhà logic học, một nhà toán học từ quân đội đã lắp ráp chiếc máy này. Tiếp đến họ cần một nơi để xây dựng nó. Khi Tập đoàn RCA từ chối, họ đã quyết định chế tạo nó ở Princeton, ở viện nghiên cứu mà Freeman đang làm việc. Đó là nơi tôi trải qua thời thơ ấu của mình. Đấy là tôi,chị gái tôi, Esther cũng là một diễn giả tại TED, cả 2 chúng tôi đều quay trở lại xem xét sự ra đời của cái máy này. Đó là Freeman, cách đây khá lâu rồi và kia là tôi. Đây là Von Neumann và Morgenstern, tác giả của cuốn Lý Thuyết các Trò Chơi. Đội quân hùng hậu này tập hợp lại ở Princeton. Oppenheimer, người đã chế tạo bom. Cỗ máy chủ yếu được dùng để tính toán việc xếp các quả bom. Và Julian Bigelow là kỹ sư đảm nhận luôn công việc của công nhân, sử dụng điện tử, và cách chế tạo nó. Toàn bộ đội ngũ các nhà khoa học bắt tay chế tạo cỗ máy và những người phụ nữ ở phía trước chịu trách nhiệm phần mã hóa, họ là các lập trình viên đầu tiên. Đây là những người lập dị, đầu to mắt cận. Họ không hòa nhập được tại Viện nghiên cứu. Đây là bức thư từ giám đốc, bày tỏ quan ngại về -- "đặc biệt không công bằng trong vấn đề ăn đường." (Cười) Các bạn có thể đọc đoạn văn. (Cười) Đây là các tay hacker gặp khó khăn lần đầu tiên. (Cười) Những người này không phải các nhà vật lý lý thuyết. Họ thuộc tuýp người dám nghĩ dám làm, và đã chế tạo ra cái máy này. Và chúng ta phải công nhân rằng mỗi chiếc máy này có hàng tỷ tranzito, thực hiện thành công hàng tỷ chu trình mỗi giây. Chúng sử dụng hàng tỷ ống chân không, các kỹ thuật rất hạn hẹp và sơ sài để lấy cách xử lý nhị phân ra khỏi các ống chân không radio đó. Họ sử dụng 6J6, ống radio thông thường, vì họ thấy chúng đáng tin cậy hơn các loại ống đắt tiền khác. Và tại Viện, họ đã xuất bản từng bước trong quá trình. Các báo cáo được đệ trình nhằm sản xuất các cỗ máy giống hệt ở 15 nơi khác trên khắp thế giới. Và đề nghị đó đã được chấp thuận. Đó là bộ vi xử lý thuở sơ khai. Tất cả các máy tính hiện này là bản copy cỗ máy đó. Bộ nhớ trong các ống tia ca tốt -- một mạng điểm trên mặt ống, cực kỳ nhạy với các xáo trộn điện từ. Có 40 ống như vậy, giống 1 động cơ V-40 chạy bộ nhớ. (Cười) Đầu vào và đầu ra ban đầu theo kiểu băng điện tín. Đây là bộ dẫn động dây,sử dụng các bánh xe đạp. Đây là nguyên mẫu ổ cứng trong máy tính của bạn hiện nay. Tiếp đến chúng chuyển sang 1 trống từ trường. Đây là thiết bị IBM cải tiến, là nguồn gốc của toàn bộ ngành xử lý dữ liệu sau này tại IBM. Và đây là tổ tiên của ngành đồ họa vi tính. " Graph'g-Beam Turn On." Slide tiếp theo này, đó là -- theo tôi được biết -- màn hình BMP số đầu tiên, năm 1954. Von Neumann đã ở trong đám mây lý thuyết tóm tắt các nghiên cứu về cách chế tạo các cỗ máy đáng tin cậy từ những linh kiện không ổn định. Mấy anh này đang uống trà có đường đang viết trong nhật ký máy, cố làm cho cái máy này hoạt động với 2,600 ống chân không, mà nó thì có đến 1 nửa thời gian không chạy được. Và đó là công việc tôi đang làm trong 6 tháng qua, đọc nhật ký máy. "Thời gian chạy: 2 phút. Đầu vào, đầu ra: 90 phút." Cái này bao gồm 1 lượng lớn lỗi do con người. Họ luôn phải cố xác định xem lỗi của cái máy là gì? Lỗi do người là gì? mật mã là gì, phần cứng là gì? Đó là 1 kỹ sư đang xem xét cái ống số 36, cố tìm nguyên nhân tại sao bộ nhớ không tập trung. Anh ấy phải tập trung được bộ nhớ -- có vẻ ổn rồi. Anh ấy phải tập trung tất cả các ống thì bộ nhớ mới chạy được, chứ chắng dám nói đến các vấn đề phần mềm. "Vô ích, về nhà thôi." (Tiếng cười) "Không thể theo cái thứ này được, thư mục ở đâu rồi? " Họ đã phàn nàn về quyển sách hướng dẫn rồi: "trước khi bực mình đóng máy." Số học tổng quát -- các nhật ký vận hành máy, khiến họ phải thức khuya làm việc. MANIAC, trở thành từ viết tắt cho cỗ máy, có tên máy tính và bộ tích phân,' đánh mất bộ nhớ của nó." MANIAC lấy lại bộ nhớ của nó khi tắt máy," "máy hay người?" "Aha!" Họ đã xác định ra được: đó là một vấn đề về mã: "Đã tìm thấy vấn đề nằm trong bộ mã, mình hy vọng thế." " ỗi bộ mã, cái máy chả có tội gì." "Chết tiệt, cái máy này cứng đầu y như mình vậy." (Cười) "Bình minh đã lên." Thế là họ đã làm việc cả đêm. Cái máy này chạy 24h/ngày, chủ yếu tính toán các quả bom. "Mọi thứ thật là phí thời gian." " Lợi ích gì chứ? Chúc ngủ ngon." " Trình điều khiển chính tắt rồi. Chết tiệt. Pó tay." (Cười) "Có gì đó không ổn với cái máy điều hòa -- mùi khét, hình như cháy cái dây đai chữ V." "Chú ý -- đừng có bật cái máy lên." "Cái máy IBM thả một chất giống nhựa đường lên các thẻ. Chắc nó rơi từ trên mái xuống." Họ đã phải làm việc dưới điều kiện rất khắc nghiệt các bạn ạ. (Cười) Đây , "Một con chuột đã trèo vào quạt gió đằng sau giá điều chỉnh, làm cái quạt gió rung bần bật. Kết quả: Tiêu đời em chuột." (Cười) "Em chuột yên nghỉ tại đây. Sinh ngày? Từ trần vào hồi 4:50 sáng, tháng 5 năm 1953." (Cười) Ai đó đã viết một câu đùa bằng bút chì vào đó: " Em chuột Marston yên nghỉ tại đây." Nếu bạn là một nhà toán học, bạn sẽ hiểu, vì Marston là nhà toán học đã phản đối máy tính được chế tạo ở Princeton. "Nhặt một con đom đóm ra khỏi cái trống, chạy máy với tốc độ 2 kilohetz." 2 kHz là 2 nghìn chu kỳ trên giây -- "uh, mình là gà" -- suy ra 2 kHz là tốc độ chậm. Tốc độ cao là 16 kHz, tôi không biết liệu các bạn có nhớ một chiếc Mac 16 MHz. Đó là tốc độ chậm. "Bây giờ mình đã nhân đôi cả 2 kết quả. Giả sử 1 kết quả là đúng, thì làm sao mình biết cái nào là đúng? Bây giờ là đầu ra khác nhau thứ 3. Mình biết khi nào thì bị một vố đau." (Cười) "Chúng tôi đã nhân đôi các lỗi trước đó." "Máy chạy ổn. Đoạn mã thì không." "Chỉ xảy ra khi máy đang chạy." Và đôi khi mọi thứ đều ổn. " Cái máy này là vẻ đẹo và niềm vui bất diệt." "Máy chạy hoàn hảo." "Đã nghĩ rằng: khi có các lỗi lớn hơn và nhẹ hơn, chúng tôi sẽ giải quyết được" Chẳng ai biết họ đang thiết kế bom. Họ đang thiết kế các quả bom hidro. Nhưng ai đó giữa đêm khuya, đã vẽ 1 quả bom vào quyển nhật ký máy. Vậy đó là kết quả. Mike, quả bom nhiệt hạt nhân đầu tiên vào năm 1952. Nó được thiết kế trên cái máy đó trong khu rừng phía sau viện nghiên cứu. Von Neuman đã mời một nhóm chuyên gia từ khắp thế giới đến giải quyết các vấn đề đó. Barriceli đã đến để làm cuộc sống nhân tạo, như cách gọi bây giờ cố tìm xem liệu trong vũ trụ nhân tạo này -- ông là 1 nhà di truyền học virus -- cực kỳ đi trước thời đại. Ông hiện vẫn là chuyên gia đầu ngành của các dự án hiện đang được thực hiện . Cố gắng bắt đầu một hệ thống di truyền học nhân tạo chạy trong máy tính. vũ trụ của ông ta bắt đầu vào 3/3/1953. Thứ 3 tới sẽ tròn 50 năm. Và ông ta nhìn thấy mọi thứ về -- Ông có thể đọc các đoạn mã nhị phân ngay ở máy. Ông rất tâm đầu ý hợp với cái máy. Trong khi những người khác không thể làm cho cái máy chạy thì ông cứ động vào là được. Kể cả các lỗi cũng nhân đôi. (Cười) "Tiến sĩ Barricelli tuyên bố đoạn mã thì đúng nhưng lỗi là tại cái máy." Nên ông ấy đã thiết kế vũ trụ này và cho chạy nó. Khi các đồng nghiệp về nhà, ông được phép ở lại đó. Ông cho chạy nó suốt đêm, chạy các máy này. Nếu ai đó còn nhớ Stephen Wolfram, người đã tái phát minh cái máy này. Và ông đã công bố nó. Nó không bị bỏ xó. Nó được xuất bản thành tập san khoa học. "Nếu tạo ra các cơ quan sống lại dễ dàng như thế, thì tại sao không tạo ra một vài nhân bản của mình chơi ta?" Thế là ông ấy quyết định thử một phen, bắt đầu áp dụng ngành sinh học nhân tạo vào máy móc. Và ông đã tìm thấy những thứ này -- Nó giống như 1 nhà tự nhiên học đi vào và nhìn thấy vũ trụ 5,000 byte nhỏ bé này và thấy mọi điều xảy ra trong thế giới bên ngoài, thế giới sinh học. Đây là 1 số thế hệ vũ trụ của ông. Nhưng chúng chỉ là các con số mà thôi; sẽ không trở thành các cơ quan được. Chúng cần có 1 cái gì đó. Bạn có 1 kiểu di truyền và phải có 1 kiểu hình nữa. Họ phải ra ngoài làm 1 việc. Và ông ta bắt đầu thực hiện việc đó, bắt đầu cho các cơ quan số này những thứ chúng có thể chơi, chơi cờ với các máy khác,... Và chúng bắt đầu "tiến hóa". Ông ấy sau đó đã đi khắp đất nước. Mỗi khi có 1 cỗ máy mới tốc độ nhanh, ông lại bắt đầu sử dụng nó, và thấy được chính xác điều gì đang diễn ra: rằng các chương trình, thay vị bị tắt đi -- khi bạn thoát khỏi chương trình, nó vẫn tiếp tục chạy đó chính là điều mà các chương trình trong Window đang làm -- là 1 cơ thể đa bào chạy trên nhiều máy -- ông đã hình dung được diễn biến trong tương lai. Và ông đã thấy bản thân cuộc tiến hóa ấy chính là một quá trình thông minh. Nó không phải trí thông minh của người tạo ra, mà bản thân nó đã là 1 phép tính song song khổng lồ có trí tuệ. Và ông đã phá lệ khi nói rằng ông không nói nó sẽ sinh động như thật hoặc là một dạng sống mới; nó chỉ là 1 phiên bản khác của cùng 1 thứ. Và không có sự khác biệt giữa những gì ông đang thực hiện trong máy tính và những gì tự nhiên đã làm cách đây hàng triệu năm. Còn bạn, bạn có thể làm lại lần nữa không? Khi tôi đi sâu vào các tài liệu lưu trữ này, thì kỳ lạ thay, người lưu trữ văn thư 1 hôm báo với tôi, " Tôi nghĩ chúng tôi đã tìm thấy 1 cái hộp nữa, nó đã bị vứt đi." Và đó chính là vũ trụ của ông ấy trên các phiếu đục lỗ. 50 năm sau, nó vẫn ở đó, 1 loại hoạt họa dang dở. Đó là các hướng dẫn chạy chương trình -- đây chính là mã nguồn cho 1 trong các vũ trụ đó, với 1 ghi chú từ các kỹ sư cho biết họ đang gặp phải 1 số khó khăn. "Chắc hẳn đoạn mã này có cái gì đó mà ông vẫn chưa giải thích." Và tôi nghĩ đó là sự thật. Chúng ta vẫn không hiểu làm thế nào mà các hướng dẫn đơn giản này có thể dẫn tới sự phức tạp tăng dần. Ranh giới giữa khi nào nó giống như thật và khi nào nó thực sự sống là gì? Các thẻ này đang được giữ lại. Và câu hỏi đặt ra là, liệu có nên chạy chúng không? Chúng ta liệu có thể chạy chúng không? Bạn có muốn phát tán nó trên mạng? Các máy này sẽ nghĩ chúng -- những cơ thể này, nếu bây giờ chúng được hồi sinh thì liệu sẽ chết và bay lên thiên đường không, có một vũ trụ -- chiếc laptop của tôi to gấp 10 tỉ lần kích thước của vũ trụ chúng đã sống trong đó khi Barricelli rút khỏi dự án. Ông ấy đã nhìn xa trông rộng, nghĩ đến việc làm sao nó có thể phát triển 1 cuộc sống mới. Và đó là điều đang diễn ra! Khi Juan Enriquez kể với chúng tôi về 12 nghìn tỷ bit của các dữ liệu hệ gen được chuyển đi chuyển lại, đến phòng thí nghiệm protein, đó chính là điều Barricelli đã tưởng tượng: rằng đoạn mã số trong các máy này sẽ bắt đầu mã hóa -- nó đang mã hóa từ các acid nucleic. Chúng ta đang tiến hành công việc đó kể từ khi bắt đầu PCR và tổng hợp các sợi nhỏ của DNA. Và chúng ta sẽ sớm tổng hợp được các protein, và như Steve đã cho chúng ta thấy, mở ra cả 1 thế giới hoàn toàn mới. Một thế giới mà bản thân Von Neumann đã hình dung ra. Cái này đã được xuất bản sau khi ông ấy qua đời: các ghi chép còn dở dang của ông về các cỗ máy tự tái lập. Vậy cần gì để những chiếc máy loại tăng thế này tới nơi chúng bắt đầu tái lập? Chúng cần 3 người: Barricelli quan niệm mật mã là 1 vật hữu sinh. Von Neumann đã nhìn thấy cách chế tạo các cỗ máy đó. Theo thống kê mới nhất, hiện nay có 4 triệu máy kiểu Von Neumann được xây dựng mỗi ngày. Và Julian Bigelow đã qua đời cách đây 10 ngày -- đây là cáo phó John Markoff đã viết cho ông ấy -- ông là sợi dây gắn kết quan trọng bị thiếu, người kỹ sư đã đến và biết cách lắp ráp các ống chân không và làm cho nó hoạt động. Và tất cả máy tính của chúng tôi đều có bên trong chúng các bản sao chép kiến trúc ông đã phải thiết kế chỉ vọn vẹn có 1 ngày trên giấy bút. Chúng ta mang nợ ông rất nhiều vì cống hiến to lớn đó. Và ông đã giải thích rất cặn kẽ tinh thần đã mang những người khác nhau này đến Viện Nghiên Cứu Tiên Tiến ở những năm 40 để thực hiện dự án này, và khiến dự án dễ dàng được tiếp cận vì không có bằng sáng chế, không giới hạn không quyền sở hữu trí tuệ gây khó khăn cho phần còn lại của thế giới Đó là entry cuối cùng trong quyển nhật ký máy khi cái máy dừng hoạt động vào tháng 7 năm 1958. Và Julian Bigelow là người đã chạy máy cho tới nửa đêm khi nó chính thức bị tắt. Câu chuyện xin kết thúc ở đây. Cảm ơn quý vị rất nhiều. (Vỗ tay)