Monday, November 24, 2025
А нам все равно 2025
Ниже есть текст песни.
Ниже есть продолжение.
В сионистском краю, на холмах Иудеиhttps://www.youtube.com/watch?v=7vuVGYlUJtA
Там где пальмы растут, мёдом пахнет земля,
Строят мирно страну и воюют евреи
И при этом напевают, душу веселя:
А нам всё равно, а нам всё равно,
Не боимся мы больше Хизбаллу
Дело есть у нас — даже в грозный час
Мы волшебную строим здесь страну.
Завывает ХАМАС, и ИГИЛ, и Мамдани
У поганых болот где-то орки снуют.
У евреев все класс, пусть дрожат басурмане
Сионисты, как и раньше песенку поют:
А нам всё равно, а нам всё равно,
Скоро мы добьем выживший ХАМАС.
Дело есть всегда — горе не беда
Даже из угля сделаем алмаз.
А нам всё равно, а нам всё равно
Не боимся здесь мы аятоллу
Храбрым станет тот, кто три раза в год
Выльет на Иран серу и смолу.
А нам всё равно, а нам всё равно
Стали мы храбрей и отважней льва
Били много раз разных мы зараз
Все напасти нам стали трын-трава!
А нам всё равно, а нам всё равно
Стали мы храбрей и отважней льва
Били много раз разных мы зараз
Все напасти нам стали трын-трава!
Слова: Алексей Железнов и Роман Гофман
Исполнение : ИИ SUNO
Монтаж : Роман Гофман
Sunday, November 23, 2025
Saturday, November 22, 2025
Wednesday, November 19, 2025
Sunday, November 16, 2025
Thursday, November 13, 2025
Ауслендер: ИИ на войне - новая эпоха дронов
Искусственный интеллект в дронах-перехватчиках поможет одному оператору управлять роем беспилотников...О роли ИИ в управлении роем он объяснил подробнее: «Нужно понимать, что там, где не заведен еще искусственный интеллект на какие-то конкретные такие дроны, нужно на каждый дрон иметь своего оператора», — сказал генерал.https://tsn.ua/ru/zbroya/ekspert-obyasnil-kak-iskusstvennyy-intellekt-pomozhet-sbivat-vrazheskie-drony-i-v-chem-est-problema-2955839.html
Он добавил простой пример: «Если, условно говоря, мы выпустили 1000 дронов, значит, надо, чтобы к ним было 1000 операторов соответствующим образом подготовленных».
«Изменить эту ситуацию можно с тем, чтобы в этих технологиях участвовал искусственный интеллект, позволяющий одному оператору управлять роем», — продолжил он.
По его словам, наиболее сложный этап операторской работы — обнаружение вражеского объекта и наведение нашего дрона.
«В 100–200 м, если воплощен искусственный интеллект, он бы перехватывал управление и дальше приводился самостоятельно. Это тоже снижает уровень подготовки нашего оператора. Это все на перспективу», — подытожил Романенко.
Генерал подчеркнул необходимость наращивания производства и технической базы.
«Это трудная и большая работа предыдущая. Она проводится, но если у нас за сутки летят около полутысячи дронов, значит, перехватчиков есть 150, и надо учитывать, что дальность их действия в районе, где они стартуют, — около 3 км. То есть, этот район можно обходить, они могут защищать объект в таком радиусе. Чтобы эффективно себя проявили, нужно не на тысячу вражеских дронов иметь свои тысячи, а на тысячу вражеских — несколько тысяч перехватчиков. Вот такие масштабы и такие задачи стоят перед нашей промышленностью как государственной, так и частной», — констатировал Романенко.
Spydell: Два столь похожих пузыря
Все то, что сейчас происходит уже проходили четверть века назад, но в гораздо менее извращенной форме, чем сейчас.
Сопоставление двух эпох технологического хайпа выявляет поразительные параллели в нарративах, структуре инвестиций и масштабах капитальных вложений с заранее известным концом и вот, как это было тогда и как происходит сейчас…
Ниже есть продолжение.
🔘Центральный стержневой нарратив, который Хуанг, Альтман и компания пытаются внедрить заключается в том, что «ИИ трансформирует каждую компанию, каждую отрасль, каждую бизнес-функцию», но 25 лет назад известный слоган гласил «интернет трансформирует каждую компанию, проникнет в каждый дом, преобразует каждую отрасль».https://t.me/spydell_finance/8622
🔘Бизнес и технологические СМИ, рупоры техно-утопизма сейчас, как и тогда заявляли, что «происходит технологическая революция, рождается новая экономика, необходимо переосмыслить старомодную идею прибыли», где мерилом успеха является трафик и клики тогда и токены/ИИ мощность сейчас.
🔘Ключевой бизнес-императив, вокруг которого были зациклены корпоративные брифинги, отчеты и интервью: «каждая компания должна стать .com» в начале нулевых и «каждая компания должна стать AI-first» в том смысле, что быстрее и масштабнее внедрять ИИ функционал.
🔘Доминирующий лозунг сменился с «интернет и компьютеры изменят все» к «ИИ (AGI) изменит все».
🔘Четверть века назад главным фетишем была прокладка оптоволоконных кабелей (наземных и подводных) и производство маршрутизаторов и коммутаторов вместе с полупроводниками (Intel, AMD, Cisco, Nortel, Lucent, Sun Microsystems, AT&T, WorldCom, Qwest, Sprint, AOL и т.д).
Теперь фетишем является создание ИИ-фабрик, гигантских дата-центров с бесконечными «плантациями» вычислительных кластеров, как правило, на чипах Nvidia.
В обоих случаях инфраструктура в реальном мире развертывается в расчете на будущий спрос.
🔘Сейчас предполагается, что законы масштабирования – это путь к AGI, нужно лишь непрерывно обучать модели, что сделает всех счастливыми и сказочно богатыми, а тогда в похожем нарративе все сводилось к WEB и компам, которые сделают всех счастливыми.
Инвестиционный поток среди технологических компаний тогда на пике оценивался в 140-150 млрд, что составляло около 1.4% от ВВП на тот момент, а сейчас инвестпоток превышает 400 млрд, если с ТОП-10 бигтехов объединить другие ведущие ИТ компании, что также составляет около 1.4% от ВВП.
Относительно размеров экономики инвестпоток сопоставим, но структурно есть отличия.
🔘Пузырь сейчас намного масштабнее (примерно в 1.6-1.8 раза), чем тогда (подробный анализ приводил ранее и еще в десятках материалах).
🔘Сейчас значительная часть инвестиций идет от финансово-устойчивых компаний (гиперскейлеров), финансируемых преимущественно за счет операционного денежного потока, а тогда во многом за счет долговых/заемных/венчурных средств для компаний с низкой финансовой устойчивостью.
На корпоративном уровне устойчивость выше (прямого риска банкротства нет), но на макроуровне дисбалансы значительно сильнее, а стратегическая устойчивость ниже во многом из-за долговой перегрузки.
Что критически важно отметить?
Пузырь доткомов не убил ни интернет (телекомы), ни компьютеры (полупроводниковая отрасль), наоборот, именно с 2000 и как минимум, до 2015 шло экспоненциальное развитие интернета и все, что с ним связано, средств связи, коммуникаций, компьютеров и электроники.
В количественных метриках отрасль выросла не в разы, а на несколько порядков (в тысячи раз), но пузырь доткомов «убил» рынок капитала и капитализацию технологических компаний и не на год, а на 15 лет.
Лишь с 2016 начали оживать, а по мультипликаторам вышли на уровне конца 90-х только в 2021 году. От точки взрыва до восстановления прошло более 20 лет…
Также будет и сейчас. ИИ только начинает свое развитие, но нет никакой связи между ИИ хайпом с раздутой капитализацией и развитием ИИ индустрии.
Через 15 лет генерация токенов может вырасти в несколько тысяч раз от уровня 2025 со сквозной и всепоглащающей интеграцией ИИ во все бизнес процессы и в каждый дом, но не удивлюсь, если капитализация будет ниже, чем сейчас.
Monday, November 10, 2025
Кац: Другой президент — Борис Ельцин
Спасибо Максиму Кацу за проделанную работу! Повествование о периоде до принятия Декларации о государственном суверенитете РСФСР в июне 1990 года просто великолепное, я для себя открыл некоторые подробности о которых я не знал.
Однако, когда речь заходит о последующих событиях, я заметил несколько «отдельных недостатков». Я изложу их по порядку, от самых значимых к менее критичным.
Самая серьезная моя претензия — практически полное отсутствие анализа президентских выборов 1996 года.
Ниже есть продолжение.
В ролике упоминается, что рейтинг «Ельцина на танке» в 1991 году был бы зашкаливающим. Это правда. Но к 1996 году ситуация кардинально изменилась: перед вторым сроком рейтинг президента колебался в районе 5–10%. Как же ему удалось победить? Цитата:
Ключевую роль в предвыборной кампании Ельцина сыграли средства массовой информации. Большинство крупнейших российских СМИ оказали ему активную поддержку. Эта поддержка была вызвана как опасениями медиамагнатов и журналистов перед возможным приходом к власти коммунистов, так и финансовыми вливаниями со стороны государства и бизнеса в лояльные издания.Конец цитаты.
Ещё цитата:
Крупнейшие федеральные СМИ выступили в явной или скрытой поддержке Ельцина, особенно после того, как стало ясно, что его главным конкурентом станет Зюганов. В числе поддержавших Ельцина СМИ были:Конец цитаты.
* ОРТ: Контролировался, в том числе, Борисом Березовским. Телеканал открыто выступал за переизбрание Ельцина.
* РТР: Официальный государственный канал также занял проправительственную позицию.
* Газеты: „Известия“, „Коммерсантъ“, „Московский комсомолец“, „Аргументы и факты“ и ряд других поддерживали проельцинскую линию, часто посредством публикаций в его пользу и против Зюганова.
* НТВ: Это был... независимый канал на тот момент (входил в холдинг Владимира Гусинского)... К моменту проведения выборов, под давлением власти и бизнес-структур, НТВ в целом занял позицию против прихода коммунистов к власти и фактически поддержал Ельцина. Канал активно критиковал коммунистов, освещал успехи Ельцина и разоблачал его противников.
В целом, крупнейшие телеканалы в 1996 году сыграли важнейшую роль в информационной поддержке переизбрания Ельцина. Особенно сильное влияние оказали телевизионные дебаты, новости и масштабная пропагандистская кампания.
Нельзя понять феномен тех выборов, не упомянув роль Бориса Березовского и генерала Александра Лебедя, который после первого тура «подарил» свои голоса Ельцину в обмен на пост в Совете безопасности. Березовский важен и для понимания феномена Путина.
Я хочу внести ясность: я согласен, что выборы были честными и демократическими, и Ельцин на них победил заслуженно. Но, ретроспективно, я думаю, было бы лучше, если бы вместо Ельцина баллотировался кто-то другой. Более того, страх перед Зюгановым был чрезмерным. В худшем случае, если бы он пришёл к власти, возврата к СССР/коммунизму не было бы. Зюганов уже тогда стал классическим западным социал-демократом. Он бы не отменил частную собственность. А вот что Зюганов мог сделать — это после второго тура устроить майдан. У него была на это народная поддержка. У него были довольно высокие шансы преуспеть, но он на это не пошёл (что ещё раз доказывает его «травоядность»).
Далее, октябрьский путч 1993 года. Можно было дать больше подробностей, там обе стороны наломали дров. Фигура Черномырдина была вообще каким-то образом опущена, хотя он был вторым ключевым политиком России 1990-х.
Теперь о периоде между июнем 1990 г. и мартом 1993 г. Здесь, в порядке важности, почему не были упомянуты:
* Беловежские соглашения, хотя новоогарёвский процесс был упомянут. Ролик создаёт ложное ощущение, что Ельцин единолично привёл к роспуску СССР. Хотя я понимаю, почему в этот период фокус дан на РСФСР, но УССР и БССР сыграли не последнюю роль.
* События, предшествующие ГКЧП. Я понимаю, что нельзя объять необъятное, и поэтому то, что авария в Чернобыле, спитакское землетрясение и пр. не попали в фильм, — оправданно. Про Нагорный Карабах — тоже могу понять, нет места, хотя национализм сыграл не последнюю роль в распаде СССР, но к Ельцину это имеет слабое отношение. Но про выход прибалтийских стран сказано только вскользь, и это неоправданно. Цитата по Википедии:
«В апреле 1989 года были жестоко подавлены демонстрации сторонников независимости Грузии в Тбилиси, что привело к гибели нескольких человек. Призывы к независимости также усилились в Прибалтике. Верховные Советы Эстонской, Литовской и Латвийской ССР провозгласили свою экономическую „автономию“ от советского центрального правительства и ввели меры по ограничению русской иммиграции. В августе 1989 года протестующие выстроили „Балтийский путь“ — живую цепь, протянувшуюся через три республики, чтобы символизировать их желание восстановить независимость. В том же месяце Верховный Совет Литовской ССР постановил, что советская аннексия их страны в 1940 году была незаконной; в январе 1990 года Горбачёв приехал в республику, чтобы побудить её остаться в составе Советского Союза. В январе 1991 года в Вильнюсе и Риге произошли события, сопровождавшиеся применением военной силы. В ходе событий в Вильнюсе подразделения советской армии взяли штурмом вильнюсский телецентр и другие общественные здания в Вильнюсе, Алитусе, Шяуляе».
Как правильно сказано, во время ГКЧП силовики ждали письменных приказов и не спешили выполнять устные. Но причина в том, что их «кинули» в Тбилиси, Вильнюсе, Риге. Сделали козлами отпущения.
* Наконец, были упомянуты Степашин и Кириенко, а Явлинский почему-то не был упомянут ни разу.
От абака до транзистора: Почему следующий шаг — квантовый? Часть I
Заметка моя совместно с Gemini 2.5 Pro.
Я был в музее, где были стэнды с историей квантвого компьютера. Подавляющие большинство людей и идей в этой статье взято оттуда.
Что общего у древних солнечных часов, хитроумной машины лорда Кельвина для предсказания приливов и компьютера, способного однажды смоделировать новое лекарство за считанные часы? На первый взгляд — ничего. Но на самом деле все они — результат нашего долгого и непростого диалога с законами физики. Этот диалог прошел через эпохи слияния, драматического разрыва и, наконец, удивительного воссоединения, которое происходит на наших глазах.
История вычислений — это великая драма. В первом акте физический мир и мир расчетов были неразделимы: шестеренки аналоговых машин имитировали движение планет, а потоки воды в гидравлических интеграторах решали сложнейшие уравнения. Затем наступил второй акт — триумф абстракции. Мы научились кодировать логику в виде нулей и единиц, отделив вычисления от конкретного физического носителя. Эта идея, воплощенная в кремнии, подарила нам цифровую революцию, изменившую мир до неузнаваемости.
Но у этого триумфа был предел. Погоня за скоростью и мощностью привела нас к невидимой стене — фундаментальным законам физики, которые не позволяют уменьшать транзисторы до бесконечности. И здесь, в третьем акте, происходит неожиданный поворот. Чтобы двигаться дальше, мы вынуждены вернуться к истокам. Мы снова обращаемся к физике, но уже не к привычной механике, а к самому странному и фундаментальному ее разделу — квантовой теории. Мы учимся вычислять с помощью самих атомов и их удивительных свойств, открывая дверь в новую эру — эру квантовых компьютеров. Эта статья — история о том, как, пройдя полный круг, вычисления вновь воссоединяются с физикой, чтобы совершить следующий великий скачок в будущее.
В первой части я опишу преисторию от 1800-ых (машина Бэббиджа) до 1950-ых (ENIAC).
Ниже есть продолжение.
Когда компьютер был из камня, воды и шестеренок
В прошлом вычисления и физика были едины. Чтобы получить ответ на какой-либо вопрос, нужно было не просто решить уравнение на бумаге, а заставить саму материю работать на вас, умело используя физические явления и выведенные из них законы. Компьютеры той эпохи не моделировали мир с помощью абстрактных символов — они были его миниатюрной, работающей копией, где каждый элемент механизма соответствовал какой-то силе или процессу в природе.
Простейший пример — солнечные часы. Это, по сути, аналоговый компьютер, «вычисляющий» время на основе вращения Земли. Тень от стержня-гномона движется по циферблату со скоростью 15 градусов в час, напрямую отражая положение нашей планеты относительно Солнца. Другой яркий пример — термометр Галилея, «вычисляющий» температуру на основе фундаментального закона: плотность жидкости зависит от ее нагрева. Результат этого вычисления — это не цифра на дисплее, а само физическое положение разноцветных стеклянных шариков внутри колбы.
Вершиной этого подхода стала эпоха промышленной революции, когда сложность задач резко возросла. Для безопасности глобальной торговли и предотвращения морских катастроф требовалось точно предсказывать время приливов и отливов в портах по всему миру. Легендарный физик лорд Кельвин создал для этого удивительную машину — механический предсказатель приливов. Этот аналоговый компьютер использовал сложную систему из сотен шкивов, шестерней и ремней, чтобы физически моделировать гравитационное воздействие Луны и Солнца на океан. Все эти устройства были гениальны в своей узкой задаче, но абсолютно бесполезны для любой другой. Они были «однозадачными». Но что, если бы можно было создать машину, способную решать не одну, а любую задачу, которую можно представить в виде последовательности шагов? Эта дерзкая, революционная мысль родилась в голове викторианского гения, опередившего свое время.
Викторианский пророк и механическая мечта
Этого гения звали Чарльз Бэббидж, и сегодня его по праву называют «отцом компьютера». Бэббидж, математик и инженер, был одержим идеей избавить человечество от ошибок в вычислениях. Он видел, как малейшие неточности в математических и навигационных таблицах, которые тогда рассчитывались вручную армиями клерков, приводили к катастрофам в мореплавании и инженерии. Он мечтал создать механизм, который бы считал с абсолютной, механической точностью, без усталости и невнимательности.
Первым грандиозным проектом Бэббиджа была разностная машина — колоссальный механический калькулятор из латуни и стали. Ее цель — автоматическое создание математических таблиц. В ее основе лежал элегантный математический принцип: интерполяция при помощи полиномов. Идея в том, что любую сложную функцию, необходимую для навигации или баллистики (например, sin(x)), на небольшом отрезке можно с высокой точностью приблизить более простым многочленом, вроде y = ax³ + bx² + cx + d. А для таких полиномов работает гениальный трюк, известный как метод конечных разностей.
В основе идеи Бэббиджа лежит фундаментальное свойство функций, которое строго описывается аппроксимационной теоремой Вейерштрасса. Если говорить просто, эта теорема утверждает, что любую непрерывную функцию на заданном отрезке можно приблизить многочленом с любой желаемой точностью. Это значит, что для графика непрерывную функцию на отрезке [a,b], будь то синусоида или логарифм, можно подобрать такой полином, чей график на этом отрезке будет "почти неотличим" от исходного. Согласно этой теореме, если у нас есть n+1 опорных точек, то существует единственный многочлен степени не выше n, который точно проходит через все эти точки. Именно его и использовала машина для расчетов. Машина Бэббиджа как раз и была создана для вычисления значений таких "интерполяционных" полиномов.
Хотя машина Бэббиджа напрямую обрабатывала только полиномы, аппроксимационная теорема Вейерштрасса гарантирует, что любую непрерывную функцию на отрезке [a,b] можно сколь угодно точно приблизить полиномом. Это означает, что метод конечных разностей и таблицы полиномов применимы не только к заранее заданным многочленам, но и к синусу, логарифму, экспоненте и другим функциям, которые встречаются в навигации и инженерных расчетах. Машина, обрабатывая аппроксимирующий полином, фактически позволяет вычислять значения исходной функции с любой желаемой точностью.
Суть метода конечных разностей
Главный "трюк" метода заключается в свойстве полиномов: для любого многочлена n-ой степени его n-ный ряд конечных разностей является постоянной величиной. Например, рассмотрим простой полином y = x².
Значения функции: 1, 4, 9, 16, 25...
Первый ряд разностей Δy (насколько значение выросло): 3, 5, 7, 9...
Второй ряд разностей Δ²y (насколько выросла сама разность): 2, 2, 2, 2...
Разница второго порядка оказалась постоянной.
Теоретическое обоснование этого факта лежит в области дифференциального исчисления.
Обобщенная теорема о среднем значении для конечных разностей
Эта теорема устанавливает прямой мост между n-ной конечной разностью функции и ее n-ной производной.
Формулировка теоремы: Если функция f(x) имеет непрерывные производные до порядка n-1 включительно на отрезке [a, a+nh] и n-ю производную на интервале (a, a+nh), то существует такая точка кси $ξ \in (a, a+nh)$, что
Δⁿf(a) = hⁿ * fⁿ(ξ)
где Δⁿf(a) — n-я конечная разность функции f с шагом h, а
ξ — это некоторая точка внутри интервала (a, a+nh).
В нашем случае мы вычисляем таблицы для последовательных целых чисел, поэтому шаг h всегда равен 1. Это упрощает формулу до предельно изящного вида:
Δⁿf(x) = fⁿ(ξ)
где ξ — это некоторая точка внутри интервала (x, x+n).
1. Фундаментальное свойство полинома: Из дифференциального исчисления мы знаем, что n-ная производная полинома n-ой степени, Pⁿ(x), является константой. Например, для y = Ax³ + Bx² + Cx + D, третья производная y''' = 6A. Это просто число, оно не зависит от x.
2. Применяем теорему: Согласно обобщенной теореме о среднем значении для конечных разностей, n-ный ряд конечных разностей нашего полинома равен:
ΔⁿP(x) = Pⁿ(ξ)
Конечные разности оказываются дискретным аналогом производных:
* Первая разность (Δy) — аналог первой производной, показывающей скорость изменения функции.
* Вторая разность (Δ²y) — аналог второй производной, показывающей "ускорение" функции.
3. Соединяем факты: Правая часть этого равенства, Pⁿ(ξ), — это значение n-ной производной в точке ξ. Но мы только что установили, что эта производная — константа! Ей абсолютно неважно, в какой точке (ξ или любой другой) ее вычислять, она всегда будет одним и тем же числом.
4. Финальный вывод: Поскольку правая часть уравнения является константой, то и левая часть обязана быть той же самой константой.
ΔⁿP(x) = const
Именно это строгое и элегантное математическое свойство и является теоретическим фундаментом всей работы Бэббиджа. Оно гарантирует, что для любого полинома n-ой степени его n-ный ряд конечных разностей будет постоянным. Знание этой константы позволяет полностью изменить сам процесс вычислений. Вместо того чтобы вычислять значения полинома напрямую (что требует умножения и возведения в степень), можно запустить процесс в обратную сторону, используя исключительно сложение.
Представьте таблицу разностей. Чтобы найти следующее значение полинома, нужно:
1. Взять последнее известное значение (n-1)-го ряда разностей и прибавить к нему нашу постоянную n-ную разность. Так мы получим новое значение (n-1)-го ряда.
2. Затем взять последнее известное значение (n-2)-го ряда и прибавить к нему только что найденное значение (n-1)-го ряда.
3. Эта цепочка сложений продолжается «справа налево» по рядам таблицы, пока, наконец, последнее известное значение самого полинома не будет сложено с последней найденной первой разностью. Результатом этого финального сложения и будет следующее, искомое значение в таблице.
Таким образом, вся сложная задача вычисления полинома сводится к каскаду простейших операций. Машине нужно лишь один раз задать начальные значения разностей, и далее она может сгенерировать сотни новых значений, многократно выполняя единственную, легко реализуемую механически операцию — сложение.
Пример явного вычисления от начала до конца
Давайте рассмотрим полином третьей степени: y = x³ - 2x + 1. Наша цель — вычислить значения для x = 1, 2, 3, 4 и затем, используя только сложение, найти значение для x = 5.
Шаг 1: Вычисляем первые несколько значений функции. x = 1: y = 1³ - 2(1) + 1 = 0
x = 2: y = 2³ - 2(2) + 1 = 8 - 4 + 1 = 5
x = 3: y = 3³ - 2(3) + 1 = 27 - 6 + 1 = 22
x = 4: y = 4³ - 2(4) + 1 = 64 - 8 + 1 = 57
Наш ряд исходных значений (y): 0, 5, 22, 57
Шаг 2: Строим таблицу конечных разностей.
Первый ряд разностей (Δy):
5 - 0 = 5
22 - 5 = 17
57 - 22 = 35
Получили ряд Δy: 5, 17, 35.
Второй ряд разностей (Δ²y):
17 - 5 = 12
35 - 17 = 18
Получили ряд Δ²y: 12, 18.
Третий ряд разностей (Δ³y):
18 - 12 = 6
Получили постоянную разность Δ³y: 6.
Как и ожидалось, для полинома третьей степени третий ряд разностей оказался постоянным. Начальные значения для машины Бэббиджа были бы последними в каждом ряду: 57 (последнее значение y), 35 (последняя первая разность), 18 (последняя вторая разность) и 6 (постоянная третья разность).
Шаг 3: Используем разности для вычисления следующего значения (для x = 5).
Теперь мы "продлеваем" таблицу в обратном порядке, используя только сложение.
1. Находим следующую вторую разность:
Берем последнюю известную вторую разность (18) и прибавляем к ней постоянную третью разность (6).
18 + 6 = 24.
2. Находим следующую первую разность:
Берем последнюю известную первую разность (35) и прибавляем к ней только что найденную вторую разность (24).
35 + 24 = 59.
3. Находим следующее значение функции (y):
Берем последнее известное значение y (57) и прибавляем к нему только что найденную первую разность (59).
57 + 59 = 116.
Итак, мы вычислили, что для x = 5, значение y должно быть 116.
Проверка: Подставим x = 5 в исходную формулу: y = 5³ - 2(5) + 1 = 125 - 10 + 1 = 116. Результат совпал.
Именно этот процесс "проталкивания" сложений через ряды разностей и автоматизировала "разностная машина" используя для этого механические шестерни и рычаги.
Механика гениальности: шестерни, колонны и память.
Чтобы воплотить этот математический принцип в металле, Бэббиджу пришлось решить несколько блестящих инженерных задач. Представьте себе массивное устройство из бронзы и стали, высотой с человека. Его основу составляли вертикальные колонны (оси), каждая из которых предназначалась для хранения одного числа. На каждую такую ось были насажены числовые колеса, по одному на каждый десятичный разряд (единицы, десятки, сотни и т.д.). Каждое колесо имело гравировку с цифрами от 0 до 9.
* Память: "Памятью" машины, или, как называл ее Бэббидж, "складом", служил набор этих колонн. Каждая колонна была механическим регистром, который хранил одно число. Например, первая колонна хранила последнее вычисленное значение функции, вторая — значение первой разности, и так далее. Число физически кодировалось положением колес на оси: если на колесах колонны были видны цифры "0", "1", "1", "6", это означало, что в этом регистре хранится число 116.
* Сложение: Весь сложный процесс сводился к многократному сложению чисел, хранящихся в соседних колоннах. Сложение происходило поразрядно. Представьте, что нам нужно прибавить число из колонны А к числу в колонне Б. Специальный механизм последовательно "считывал" цифру, которую показывало каждое колесо в колонне А, и поворачивал соответствующее ему по разряду колесо в колонне Б ровно на это количество шагов.
Например, если колесо единиц в колонне Б показывало цифру "7", а на колесе единиц в колонне А была цифра "2", то колесо в колонне Б проворачивалось на две позиции (с 7 на 8, затем на 9) и останавливалось на цифре "9".
Гениальность же заключалась в механизме переноса единицы в старший разряд. Когда какое-либо колесо при вращении проходило через "9" и становилось на "0", специальный рычажок срабатывал и "подталкивал" соседнее колесо, отвечающее за следующий, более старший разряд (например, разряд десятков), заставляя его сдвинуться на одну позицию вперед. Это точный механический аналог того, как мы "переносим единицу в уме".
Таким образом, один поворот рукоятки запускал целую цепь последовательных сложений по всем колоннам, и на выходе машина автоматически вычисляла следующий член последовательности.
Увы, несмотря на годы работы и огромные по тем временам государственные вложения, разностная машина так и не была закончена при жизни Бэббиджа. Виной тому была запредельная для XIX века точность, требовавшаяся при изготовлении деталей. Однако история расставила все по своим местам: в XX веке энтузиасты из Лондонского музея науки построили рабочую копию по его оригинальным чертежам. Машина, состоящая из 8000 деталей и весящая 5 тонн, заработала безупречно, доказав — гениальный замысел Бэббиджа был абсолютно верен.
Но разностная машина была лишь гениальным калькулятором, созданным для одной конкретной задачи. Настоящая революция, опередившая свое время на целый век, произошла, когда Бэббидж задумал свой главный шедевр — аналитическую машину. Это был первый в истории проект универсального программируемого компьютера.
Увы, несмотря на годы работы и огромные по тем временам государственные вложения, разностная машина так и не была закончена при жизни Бэббиджа. Виной тому была запредельная для XIX века точность, требовавшаяся при изготовлении деталей. Однако история расставила все по своим местам: в XX веке энтузиасты из Лондонского музея науки построили рабочую копию по его оригинальным чертежам. Машина заработала безупречно, доказав — гениальный замысел Бэббиджа был абсолютно верен.
Но пока разностная машина пылилась в мастерской, разум Бэббиджа породил еще более революционную идею. Он понял, что строит всего лишь специализированный калькулятор, и переключился на проект всей своей жизни — аналитическую машину. Это была уже не просто машина для расчетов, а первый в истории проект универсального программируемого компьютера.
Ее архитектура пророчески предвосхитила современные компьютеры. В ней были:
* «Склад» (Store): Механическая память из сотен осей с числовыми колесами, способная хранить до 1000 чисел. Это был прямой аналог современной оперативной памяти (ОЗУ, RAM).
* «Мельница» (Mill): Арифметическое устройство, куда числа поступали со «Склада» для выполнения над ними четырех основных операций. Это был механический предок центрального процессора (ЦП, CPU).
* Система ввода/вывода на перфокартах: Гениальная идея, позволившая сделать машину по-настоящему универсальной.
Но как картонные карточки с дырками могли управлять сложнейшим механизмом из тысяч шестеренок? Идею Бэббидж позаимствовал у жаккардовых ткацких станков, где последовательность перфокарт определяла узор на ткани. Он развил эту логику: у Бэббиджа два типа перфокарт управляли машиной. Одни, «операционные карты», несли в себе инструкции (операции, которые нужно совершить: «сложить», «умножить»), а другие, «переменные карты», — адреса ячеек «Склада», откуда брать данные и куда записывать результат.
Это был революционный прорыв: впервые в истории программа была отделена от «железа».
Эта система позволила реализовать в механике три фундаментальных принципа, на которых строится любой современный компьютер.
1. Последовательное выполнение: По умолчанию машина считывала перфокарты одну за другой, выполняя инструкции в строгом, заранее определенном порядке.
2. Ветвление (Выбор): Самым революционным было то, что машина могла изменять ход своей работы на основе полученных результатов, реализуя логику «IF… THEN… ELSE…». Например, IF число в регистре X больше 100, THEN выполнить одну группу инструкций, ELSE — выполнить другую. Это была способность программы принимать решения.
3. Цикл (Повторение): Машина могла многократно выполнять один и тот же блок кода, пока не будет выполнено определенное условие. Инструкция могла звучать так: «Повторяй эту операцию, UNTIL значение в регистре Y не достигнет 1000». Это была концепция современных циклов while и for, воплощенная в металле.
Способность выполнять инструкции последовательно, ветвить вычисления в зависимости от результата и повторять их в циклах — это три кита, на которых стоит любое современное программирование. Именно этот необходимый и достаточный набор (то, что век спустя назовут Тьюринг-полнотой) и превращает устройство из простого калькулятора в универсальный компьютер.
Бэббидж первым в истории спроектировал машину, обладавшую всеми этими возможностями. Это была концепция универсального вычислителя, ограниченного лишь воображением программиста.
Весь этот грандиозный потенциал наиболее полно раскрыла не сама машина, а гений математика Ады Лавлейс, дочери поэта Байрона. Получив задание перевести статью итальянского инженера об аналитической машине, она сопроводила перевод собственными «комментариями», которые оказались почти втрое длиннее и неизмеримо глубже оригинальной статьи.
Именно в них Ада не только опубликовала первую в мире сложную компьютерную программу (алгоритм вычисления чисел Бернулли), но и предвидела, что машина сможет оперировать любыми символами, а не только числами — нотами, буквами, изображениями, — и, например, создавать музыку. Это была та самая искра идеи о том, что компьютер — не просто калькулятор, а универсальный манипулятор информацией. В её честь в будущем назовут язык программирования — Ада.
Бэббидж предвидел цифровое будущее, но пытался построить его из пара и железа. Его аналитическая машина была механическим призраком из будущего, заброшенным в викторианскую эпоху. Мир был не готов ни технологически, ни концептуально. Идея универсального компьютера снова ушла в тень, ожидая нового языка — языка электричества — и нового пророка, который переоткроет ее уже не в мире грохочущих механизмов, а в тишине абстрактной логики.
Машина, которой не было
Бэббидж предвидел цифровое будущее, но споткнулся о физический мир — несовершенство технологий XIX века не позволило ему воплотить мечту в металле. В 1936 году, задолго до появления реальных компьютеров, молодой британский математик Алан Тьюринг опубликовал работу, изменившую всё. В ней он не предложил ни одной чертежа. Вместо этого он провел мысленный эксперимент, создав концепцию «Машины Тьюринга» — идеализированного, абстрактного вычислителя.
Представьте себе предельно простое устройство:
* Бесконечная лента, разделенная на ячейки, в каждой из которых может быть записан символ (например, 0 или 1).
* Считывающая головка, которая может смотреть на одну ячейку, читать символ, стирать его, записывать новый и двигаться по ленте влево или вправо.
* Простой набор правил (программа), который говорит головке, что делать. Например: «ЕСЛИ ты видишь символ 1, ТО сотри его, напиши 0, передвинь головку на одну ячейку вправо».
Казалось бы, всё предельно просто. Но главный вывод Тьюринга был ошеломляющим: он математически доказал, что эта простейшая машина, имея правильный набор инструкций, может вычислить всё, что в принципе можно вычислить. Более того, он доказал существование Универсальной машины Тьюринга, которая, получив на ленту описание любой другой машины Тьюринга, могла бы симулировать ее работу.
Тьюринг совершил революцию: он отделил «что» (логику, алгоритм) от «как» (механической, электрической или любой другой реализации). Программа, чистая информация, стала важнее конкретного устройства. Он создал универсальный чертеж для всех будущих компьютеров, даже тех, которые еще не были изобретены.
Война как катализатор: Взлом кодов и рождение гигантов
Идея Алана Тьюринга о "вычислительной машине" была гениальна, но абстрактна. Чтобы она изменила мир, ей нужен был катализатор. И им стала Вторая мировая война, превратившая секретный британский центр Блетчли-парк в настоящее горнило, где выковывались технологии будущего. Там, в тишине английской провинции, шла интеллектуальная война на два фронта, определившая исход многих сражений.
Фронт первый: механический хаос «Энигмы»
Этот шифр, использовавшийся для большинства немецких сообщений, долгое время считался невзламываемым.
Как работала «Энигма»?
Представьте себе простое шифрующее колесо (ротор) всего с четырьмя буквами.
* Вход: A B C D
* Выход (внутренняя проводка): B D A C
Если вы введете букву "A", на выходе получится "B". Но магия «Энигмы» была в движении. После шифрования одной буквы ротор поворачивался на один шаг. Теперь его проводка смещалась:
* Вход: A B C D
* Выход (внутренняя проводка): C A D B
Теперь, если вы снова введете "A", то получите уже не "B", а "C". «Энигма» имела 3-4 таких ротора (из 5-8 на выбор), и каждый вращал следующий, создавая невероятно длинную последовательность шифров. Добавьте к этому коммутационную панель, где оператор вручную менял местами пары букв, и число комбинаций достигало 159 квинтиллионов. Весь этот ключ — порядок роторов, их начальное положение, настройки панели — менялся каждый день.
Как ее взломали?
Перебрать 159 квинтиллионов вариантов было невозможно. Машина «Бомба», созданная командой Тьюринга на основе довоенных польских наработок, действовала хитрее. Ее работа строилась на поиске логического противоречия с использованием "шпаргалки" (crib) — угаданного фрагмента текста.
Аналитики знали, что в немецких сводках погоды почти всегда есть слово "WETTER" (погода). Они брали шифротекст и предполагали: "А что, если вот эти 6 символов — это зашифрованное слово WETTER?". «Бомба» начинала проверку. Она имитировала работу «Энигмы» для этой гипотезы. Сотни ее вращающихся барабанов прогоняли возможные настройки. Если какая-то настройка приводила к логическому абсурду (например, буква 'W' шифровалась сама в себя, что в «Энигме» было невозможно), «Бомба» отбрасывала эту гигантскую ветвь вариантов и двигалась дальше. Так, вместо тупого перебора, она действовала как гениальный детектив, который отсекает ложные версии, пока не останется одна верная. За несколько часов она сужала океан возможностей до нескольких капель — вероятных ключей, которые уже можно было проверить вручную.
Фронт второй: цифровой призрак «Лоренца»
Но для связи между Гитлером и высшим командованием Вермахта использовался совершенно другой, на порядок более сложный шифр — «Лоренц» (Lorenz SZ42). Он был чисто цифровым, и против него электромеханическая «Бомба», созданная для имитации механики «Энигмы», была абсолютно бессильна.
Ключ к «Лоренцу» был найден не в переборе, а в сочетании человеческой ошибки и гениальности. Однажды немецкий шифровальщик по ошибке отправил два немного разных сообщения на одном и том же ключе. Это был редчайший шанс.
Магия XOR и роковая ошибка оператора
Для начала нужно понимать:
1. Машина видела не буквы, а биты. «Лоренц» был приставкой к телетайпу, который использовал 5-битный код Бодо. Каждая буква представлялась комбинацией из пяти нулей и единиц (например, U = `10110`, R = `01010`).
2. Операция XOR работает на битах. XOR (или "исключающее ИЛИ") — это фундаментальная логическая операция, которая лежит в основе всего взлома.
Вот таблица истинности для операции XOR (иначе именуемое как сложение по модулю 2):
Из этой таблицы следуют несколько важных свойств, которые позволили криптоаналитикам взломать шифр:
1. Самообратность: A ⊕ A = 0 (любое значение, сложенное с самим собой, дает ноль).
Доказательство: Рассмотрим все возможные значения A.
* Если A = 0, то выражение A ⊕ A становится 0 ⊕ 0. Согласно первой строке таблицы истинности, 0 ⊕ 0 = 0.
* Если A = 1, то выражение A ⊕ A становится 1 ⊕ 1. Согласно четвертой строке таблицы, 1 ⊕ 1 = 0.
Поскольку свойство выполняется для всех возможных значений A, оно доказано. Ч.т.д.
2. Свойство нуля (нейтральный элемент): A ⊕ 0 = A (любое значение, сложенное с нулем, не меняется).
Доказательство: Рассмотрим все возможные значения A.
* Если A = 0, то выражение A ⊕ 0 становится 0 ⊕ 0. Согласно первой строке таблицы, результат равен 0, что соответствует исходному значению A.
* Если A = 1, то выражение A ⊕ 0 становится 1 ⊕ 0. Согласно третьей строке таблицы, результат равен 1, что также соответствует исходному значению A.
Поскольку свойство выполняется для всех возможных значений A, оно доказано. Ч.т.д.
3. Коммутативность: A ⊕ B = B ⊕ A
Доказательство: Сравнив вторую (0 ⊕ 1 = 1) и третью (1 ⊕ 0 = 1) строки таблицы истинности, мы видим, что результат для разных входов не зависит от их порядка. Для одинаковых входов (0 ⊕ 0 и 1 ⊕ 1) порядок очевидно не имеет значения. Таким образом, свойство доказано для всех возможных входов. Ч.т.д.
4. Ассоциативность: (A ⊕ B) ⊕ C = A ⊕ (B ⊕ C)
Доказательство: Это свойство позволяет нам переставлять скобки в длинных выражениях. Докажем его, построив полную таблицу истинности для всех комбинаций A, B и C.
Поскольку два выделенных столбца полностью идентичны, мы доказали, что операция XOR ассоциативна. Это значит, что в выражении A ⊕ B ⊕ C нам не важен порядок вычислений. Ч.т.д.
Как был удален ключ
Теперь давайте посмотрим, как эти свойства позволили криптоаналитикам получить чистый текст.
Оператор начал передавать Текст 1. Связь прервалась. Он начал передачу заново (Текст 2) но с тем же ключом (что было строго-настрого запрещено; это была критическая ошибка). Обозначим Шифротекст 1 как C1, Исходный текст 1 как Т1, Шифротекст 2 как C2, Исходный текст 2 как Т2.
* C1 = Т1 ⊕ Ключ
* C2 = Т2 ⊕ Ключ
где ⊕ - это побитный XOR определённый выше.
Криптоаналитики вычислили C1 ⊕ C2. Для того чтобы понять почему, давайте посмотрим чему равно это значение.
1. Начальное выражение:
C1 ⊕ C2 =
2. Подставляем определения:
= (Т1 ⊕ Ключ) ⊕ (Т2 ⊕ Ключ)
3. Используем ассоциативность, чтобы перегруппировать члены:
= Т1 ⊕ (Ключ ⊕ (Т2 ⊕ Ключ))
4. Снова используем ассоциативность для внутреннего выражения:
= Т1 ⊕ ((Ключ ⊕ Т2) ⊕ Ключ)
5. Используем коммутативность для перестановки Ключ и Т2:
= Т1 ⊕ ((Т2 ⊕ Ключ) ⊕ Ключ)
6. И снова ассоциативность, чтобы сгруппировать два ключа вместе:
= Т1 ⊕ (Т2 ⊕ (Ключ ⊕ Ключ))
7. По свойству самообратимости Ключ ⊕ Ключ = 0. Подставляем:
= Т1 ⊕ (Т2 ⊕ 0)
8. По свойству нуля Т2 ⊕ 0 = Т2. Подставляем:
= Т1 ⊕ Т2.
ИТОГ: C1 ⊕ C2 = Т1 ⊕ Т2. Т.е. мы математически строго доказали, что наложение двух шифровок, использующих один и тот же ключ и побитный XOR, полностью уничтожает этот ключ, оставляя лишь результат сложения двух исходных текстов.
Теперт, давайте докажем, почему, зная шифротекст С1 и исходный текст Т1, можно найти Ключ.
Мы исходим из фундаментального уравнения шифрования:
* C1 = Т1 ⊕ Ключ
Наша цель — алгебраически выразить Ключ через известные нам C1 и Т1. Для этого посмотрим, чему равно значение C1 ⊕ T1.
1. Начальное выражение:
C1 ⊕ T1 =
2. Подставляем определение C1 из уравнения выше:
= (Т1 ⊕ Ключ) ⊕ Т1
3. Используем Коммутативность, чтобы поменять местами Т1 и Ключ.
= (Ключ ⊕ Т1) ⊕ Т1
4. Используем Ассоциативность, чтобы перегруппировать члены и поставить два Т1 рядом:
= Ключ ⊕ (Т1 ⊕ Т1)
5. Используем свойство Самообратности. Выражение в скобках (Т1 ⊕ Т1) равно нулю:
= Ключ ⊕ 0 6. По свойству нуля Ключ ⊕ 0 = 0
: = Ключ.
ИТОГ: C1 ⊕ T1 = Ключ. Таким образом, мы доказали, что для восстановления ключа достаточно сложить (операцией XOR) шифротекст с соответствующим ему открытым текстом.
Вот как это выглядело на практике. Оператор начал передавать Текст 1: SPRUCHNUMMER (означающий "номер сообщения"). Связь прервалась. Он начал передачу заново (Текст 2) с тем же ключом, но в этот раз сократил слово до SPRUCHNR и продолжил сообщение другими словами, например, DATUM... (дата...).
Что увидели аналитики:
1. Длинная последовательность нулей (00000): Это соответствовало общей части SPRUCH_N.
2. Осмысленный "обрывок": Сразу за нулями шел результат U ⊕ R = 11100. Затем M ⊕ D и так далее. Это был уже нечитаемый "шум", но сам факт его появления после нулей указывал на точное место расхождения текстов.
3. Запуск цепной реакции: Зная типичную структуру немецких сообщений, аналитики предположили, что в первом тексте было слово SPRUCHNUMMER. Это позволило им:
* Вычислить первые ~12 символов ключа (Ключ = С1 ⊕ Т1).
* Используя эти символы ключа, немедленно расшифровать начало второго сообщения (Т2 = С2 ⊕ Ключ) и увидеть там осмысленное SPRUCHNR, что подтвердило их догадку.
Это стало точкой входа. Аналитики запустили итеративный процесс: каждый угаданный символ в любом из текстов позволял вычислить символ ключа, который, в свою очередь, немедленно раскрывал символ в другом тексте. Двигаясь так по цепочке, они, словно распутывая клубок, восстановили оба исходных сообщения и, как побочный продукт, весь псевдослучайный ключ «Лоренца» длиной почти 4000 символов, сгенерированный для этой передачи.
«Розеттский камень» криптоанализа: Зачем был нужен всего один ключ?
Но неужели немцы не меняли ключи? Конечно, меняли. Система ключей «Лоренца» была многоуровневой:
* Ключ сообщения: Уникальные начальные положения всех 12 колес. Оператор должен был менять их для каждого нового сообщения. Роковая ошибка немца заключалась в том, что он нарушил это правило.
* Конфигурация машины: Физические настройки штырьков на самих колесах. Менялись гораздо реже, например, раз в месяц.
Поэтому захваченный 4000-символьный ключ был абсолютно бесполезен для чтения других сообщений — у них был бы другой ключ сообщения. Но его ценность была в другом. Он был «Розеттским камнем» — первым и единственным длинным образцом "чистой" работы машины, попавшим в руки союзников. Он был не ключом, который открывает все двери, а инструкцией, как устроен сам замок.
Прорыв Билла Татта: что такое «статистическая уязвимость»?
Этот уникальный 4000-символьный ключ передали математику Биллу Татту. Перед ним была, казалось бы, случайная последовательность символов. Но Татт предположил, что она сгенерирована вращающимися колесами, и начал искать в ней скрытые закономерности.
Его гениальный метод заключался в сравнении этого потока данных с самим собой, но со сдвигом. Он брал последовательность и накладывал на нее ее же копию, сдвинутую на один символ, потом на два, на три и так далее, каждый раз выполняя операцию XOR. В абсолютно случайной последовательности результат такого действия тоже был бы случайным. Но когда Татт сделал сдвиг на 41 позицию, он обнаружил аномалию: результат оказался не совсем случайным. В нем было статистически значимое отклонение от нормы. Это означало, что он нашел "пульс" машины — период одного из ее 12 шифрующих колес.
По сути, он доказал, что ключ, который должен был быть идеально случайным, имел дефект. Эта статистическая уязвимость — отклонение от идеальной случайности — стала ахиллесовой пятой шифра. Изолировав паттерн первого колеса, Татт смог "вычесть" его влияние из общего ключа, что сделало шум от других колес более различимым. За несколько месяцев он, как археолог, по этому "эху" обратным инжинирингом восстановил полную логическую структуру всех 12 колес машины «Лоренц», ни разу ее не видя.
Рождение гиганта: Colossus
Теоретически шифр был взломан. Блетчли-парк теперь знал, как устроена машина. Но чтобы применять эти знания на практике для ежедневной дешифровки, нужно было для каждого нового сообщения быстро находить его уникальный ключ сообщения (те самые начальные положения колес). Эта задача требовала автоматизации сложнейшего статистического анализа. Именно для этого и был построен «Colossus» — первая в мире программируемая электронная цифровая вычислительная машина, созданная инженером Томми Флауэрсом.
Что такое "тестовая последовательность"?
Чтобы понять, что делал «Колосс», нужно знать ключевое открытие Татта: ключ «Лоренца» (K) состоял из двух частей, которые генерировались двумя разными группами колес («хи»-колеса и «пси»-колеса).
K = K_chi ⊕ K_psi
Татт обнаружил, что если "очистить" шифротекст от влияния первой части ключа (K_chi), то результат будет статистически предсказуемым.
Шифротекст ⊕ K_chi = (Текст ⊕ K) ⊕ K_chi = (Текст ⊕ K_chi ⊕ K_psi) ⊕ K_chi = Текст ⊕ K_psi
Получившееся значение (Текст ⊕ K_psi) было уже не таким случайным, как исходный шифр.
Задача «Колосса» состояла в том, чтобы подобрать правильный K_chi. Он не знал полный ключ. "Тестовая последовательность" — это и есть одна из гипотез о том, чему равен K_chi. «Колосс» перебирал все возможные начальные настройки «хи»-колес, генерировал соответствующий K_chi и проверял, делает ли он шифротекст "менее случайным".
Таким образом, его работа выглядела так:
1. Зашифрованное сообщение (C) считывалось с бумажной перфоленты на огромной скорости.
2. «Колосс» брал одну из тысяч возможных комбинаций начальных положений для «хи»-колес и генерировал соответствующую ей ключевую последовательность K_chi. Это и была "тестовая последовательность".
3. Машина вычисляла C ⊕ K_chi (Шифротекст ⊕ Тестовая последовательность) и производила статистический анализ результата. Если результат был близок к случайному шуму, «Колосс» отбрасывал эту гипотезу и генерировал следующую "тестовую последовательность". Если же результат анализа показывал отклонение от случайности (ту самую уязвимость, предсказанную Таттом), машина останавливалась. Это означало, что с высокой вероятностью найдены правильные начальные настройки для «хи»-колес.
После того как «Колосс» находил первую часть ключа (K_chi), оставшуюся, более простую часть (K_psi) аналитики вскрывали уже другими, более медленными методами.
«Мозгом» Colossus были около 1500 (а в поздних версиях — до 2500) вакуумных электронных ламп. Это был решающий разрыв с прошлым. Электроны вместо шестеренок. Отсутствие движущихся механических частей для выполнения логики означало, что вычисления происходили со скоростью, близкой к скорости света.
Однако, при всей своей мощи, «Colossus» не был универсальным компьютером, а скорее, сверхбыстрым специализированным калькулятором. У него не было программы, хранимой в памяти. Задача задавалась физически, через огромную коммутационную панель с помощью штекеров и переключателей. Чтобы заставить его решать немного другую статистическую задачу, инженерам приходилось часами вручную его «перекоммутировать».
Тем не менее, «Колосс» стал первой оглушительной демонстрацией мощи крупномасштабных электронных вычислений в действии. Он доказал, что теория работает, и помог сократить войну, спасая бесчисленные жизни. Битва за взлом кодов в Блетчли-парк показала, что будущее вычислений — за скоростью электронов, а не за медленным движением шестеренок, и открыла дверь в новую, цифровую эпоху.
Американский фронт: Битва за траектории
Пока в тиши английских кабинетов шла битва за шифры, по другую сторону Атлантики разворачивалась иная интеллектуальная война — война цифр против законов физики. На полях сражений исход боя часто решал не первый выстрел, а первый точный выстрел, и главным инструментом здесь была артиллерия.
Проблема заключалась в том, что орудий производилось гораздо больше, чем таблиц для стрельбы из них. Для точного поражения цели требовались сложнейшие баллистические расчеты, учитывающие десятки факторов: от направления ветра и плотности воздуха до формы снаряда. Команда людей-вычислителей тратила до 40 часов на расчет одной-единственной траектории. Армия США столкнулась с критическим «математическим отставанием».
Ответом на этот вызов стал проект, профинансированный армией США в Школе электротехники Мура еще в 1943 году. Цель была амбициозной: создать машину, способную решать эти дифференциальные уравнения за минуты, а не за часы.
Воплощение грубой силы: ENIAC
Разработка и постройка машины оказались настолько монументальной задачей, что Вторая мировая война закончилась раньше, чем она была завершена. Так, родившийся из нужд войны, ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) был официально представлен миру уже после ее окончания, в феврале 1946 года.
Если «Колосс» был узкоспециализированным гением, то ENIAC был универсальным гигантом. Это был настоящий электронный гигант, монстр из стали, стекла и проводов весом в 30 тонн, в «мозге» которого работали более 17 000 вакуумных ламп, способный выполнять вычисления со скоростью 5000 операций в секунду. И хотя он не успел рассчитать баллистические таблицы для Второй мировой, его первая настоящая задача оказалась еще более зловещей и секретной: еще до официального запуска, в конце 1945 года, на нем были проведены расчеты для проекта водородной бомбы в Лос-Аламосе.
ENIAC был грубой, но необходимой силой. Он доказал, что абстрактная идея Тьюринга об универсальной машине может быть реализована в железе. Однако его «программирование» было кошмаром: для каждой новой задачи инженерам приходилось часами вручную переключать тысячи проводов на коммутационных панелях. Аппаратное обеспечение (hardware) и программное обеспечение (software) все еще были одним запутанным целым.
Так, ENIAC стал не оружием, которое закончило Вторую мировую, а главным вычислительным инструментом, с которого началась Холодная война. Мир получил свой первый электронный компьютер, но теперь перед ним встала новая, не менее сложная задача: как научить его думать без физического вмешательства?
Апогей абстракции: Шеннон, энтропия и призрак черной дыры
Colossus и ENIAC были монументальными достижениями инженерии, но они были ответами, созданными еще до того, как сам вопрос был полностью сформулирован. Что такое «информация»? Можно ли ее измерить? Существуют ли универсальные законы, управляющие ее передачей? Компьютеры уже появились, но у них не было строгой математической теории, описывающей саму суть того, с чем они работали.
Ответ пришел в 1948 году, когда инженер и математик Клод Шеннон опубликовал свою «Математическую теорию связи». Эта работа стала для цифрового мира тем же, чем законы Ньютона — для механики. Шеннон ввел фундаментальное понятие «бит» — минимальной, неделимой единицы информации, выбор между двумя равновероятными возможностями. Но он пошел гораздо дальше. Он ввел понятие информационной энтропии — строгой математической меры неопределенности или «сюрприза», содержащегося в сообщении. Поразительно, но его формула была математически аналогом энтропии в термодинамике; если в физике энтропия измеряет степень беспорядка в системе, то у Шеннона она измеряла степень непредсказуемости в потоке данных.
Вооружившись этим инструментом, Шеннон взялся за главную проблему: как передавать информацию по каналу, в котором неизбежно присутствует шум? Его ответ был ошеломляющим. Он доказал, что у любого канала связи есть максимальная теоретическая пропускная способность, или предел Шеннона. И его главная теорема гласила: если скорость передачи информации ниже этого предела, то можно разработать такие коды с исправлением ошибок, которые позволят передавать данные с практически нулевой ошибкой, как бы шумен ни был канал. Он математически доказал, что идеальная связь возможна.
Работа Шеннона стала вершиной «развода» вычислений и физики. Информация окончательно превратилась в чистую, абстрактную математику. Но этот триумф таил в себе пророческое семя будущего воссоединения.
Именно в XX веке некоторые физики, в первую очередь Джон Арчибальд Уилер, начали выдвигать радикальную идею, выраженную в его знаменитом афоризме «it from bit» («всё из бита»). Эта гипотеза предполагает, что в самом фундаменте нашего мира лежит не материя и не энергия, а информация. Что элементарные частицы, поля и само пространство-время — это проявления обработки неких фундаментальных информационных битов.
Нигде эта шокирующая связь информации и космоса не проявилась так драматично, как в спорах о черных дырах. Фундаментальный постулат квантовой механики — унитарность — гласит, что эволюция любой замкнутой системы обратима во времени. Проще говоря, законы физики, описываемые унитарными операторами, гарантируют, что если вы знаете конечное состояние системы, вы всегда можете однозначно восстановить ее прошлое. Информация не может быть уничтожена. Но что происходит с информацией об объекте, который падает в черную дыру?
Стивен Хокинг изначально утверждал, что она исчезает навсегда, нарушая унитарность и вызывая кризис в теоретической физике. Решение начало появляться, когда физики, в первую очередь Яаков Бекенштейн и сам Хокинг, поняли, что у черных дыр есть энтропия. Подобно горячему газу, черная дыра обладает температурой и медленно "испаряется" через излучение Хокинга. Самым поразительным было то, что эта энтропия была пропорциональна не объему черной дыры (кубу ее радиуса), как можно было бы ожидать, а площади ее поверхности — квадрату радиуса. Это был шокирующий намек: вся информация о том, что упало внутрь, может быть как-то закодирована на двумерной поверхности горизонта событий. Сама формула энтропии Бекенштейна-Хокинга оказалась прямым аналогом энтропии Шеннона: она подсчитывала количество информации (в битах), необходимое для полного описания внутреннего состояния черной дыры.
Десятилетия спустя, после ожесточенных дебатов, Хокинг публично признал свою ошибку, согласившись, что информация все-таки должна как-то сохраняться и "утекать" обратно во Вселенную вместе с его излучением. Битва за судьбу одного бита, упавшего в черную дыру, доказала: информация — это не просто инженерное понятие, а фундаментальное свойство реальности, такое же незыблемое, как закон сохранения энергии.
Элегантная архитектура: Фон Нейман и призрак Бэббиджа
Шеннон дал миру язык для описания информации, но сами компьютеры, такие как ENIAC, все еще оставались грубыми гигантами. Их ахиллесовой пятой было программирование: для каждой новой задачи инженерам приходилось днями физически перекоммутировать тысячи кабелей. Программа была не кодом, а физической конфигурацией машины.
Решение этой проблемы предложил блестящий математик Джон фон Нейман, но он не начал с чистого листа. Казалось, механические монстры Чарльза Бэббиджа были давно забытым историческим курьезом. Однако фон Нейман знал о его «Аналитической машине». Именно там, в чертежах вековой давности, он нашел недостающий элемент: идею Бэббиджа об отделении «Склада» (памяти) от «Мельницы» (вычислительного устройства) и управления ими с помощью инструкций.
Фон Нейман, по сути, воскресил и перевел эту идею на язык электроники, формализовав изящную архитектуру хранимой программы. Идея была революционной: программа должна храниться в той же самой памяти, что и данные. Программа перестала быть проводами и превратилась в информацию — просто еще одну последовательность нулей и единиц. Это сделало компьютеры по-настоящему гибкими и универсальными. Вместо того чтобы быть структурой из проводов, программа становилась просто еще одним видом данных — последовательностью нулей и единиц. Это означало, что компьютер мог считывать, изменять и даже создавать собственные инструкции так же легко, как он обрабатывал числа. Это сделало компьютеры по-настоящему гибкими и универсальными, и именно эта архитектура лежит в основе почти всех компьютеров и по сей день.
Однако эта элегантная архитектура, разделившая вычисления на процессор (CPU) и память (RAM), создала фундаментальное ограничение, которое преследует нас и по сей день. Оно известно как «фон-неймановское узкое место» (von Neumann bottleneck). Суть его в том, что для любого, даже простейшего вычисления, процессору необходимо постоянно «перегонять» инструкции и данные из медленной памяти в свои быстрые регистры и обратно по относительно узкому каналу.
И этот компромисс тоже был унаследован напрямую от Бэббиджа. В его механическом мире данные точно так же должны были физически передаваться с валов «Склада» на шестерни «Мельницы» для обработки, а затем возвращаться обратно. Несмотря на это врожденное «узкое место», гибкость и мощь этой модели оказались настолько велики, что именно она легла в основу почти всех цифровых устройств, которыми мы пользуемся сегодня.
Я был в музее, где были стэнды с историей квантвого компьютера. Подавляющие большинство людей и идей в этой статье взято оттуда.
Что общего у древних солнечных часов, хитроумной машины лорда Кельвина для предсказания приливов и компьютера, способного однажды смоделировать новое лекарство за считанные часы? На первый взгляд — ничего. Но на самом деле все они — результат нашего долгого и непростого диалога с законами физики. Этот диалог прошел через эпохи слияния, драматического разрыва и, наконец, удивительного воссоединения, которое происходит на наших глазах.
История вычислений — это великая драма. В первом акте физический мир и мир расчетов были неразделимы: шестеренки аналоговых машин имитировали движение планет, а потоки воды в гидравлических интеграторах решали сложнейшие уравнения. Затем наступил второй акт — триумф абстракции. Мы научились кодировать логику в виде нулей и единиц, отделив вычисления от конкретного физического носителя. Эта идея, воплощенная в кремнии, подарила нам цифровую революцию, изменившую мир до неузнаваемости.
Но у этого триумфа был предел. Погоня за скоростью и мощностью привела нас к невидимой стене — фундаментальным законам физики, которые не позволяют уменьшать транзисторы до бесконечности. И здесь, в третьем акте, происходит неожиданный поворот. Чтобы двигаться дальше, мы вынуждены вернуться к истокам. Мы снова обращаемся к физике, но уже не к привычной механике, а к самому странному и фундаментальному ее разделу — квантовой теории. Мы учимся вычислять с помощью самих атомов и их удивительных свойств, открывая дверь в новую эру — эру квантовых компьютеров. Эта статья — история о том, как, пройдя полный круг, вычисления вновь воссоединяются с физикой, чтобы совершить следующий великий скачок в будущее.
В первой части я опишу преисторию от 1800-ых (машина Бэббиджа) до 1950-ых (ENIAC).
Ниже есть продолжение.
Когда компьютер был из камня, воды и шестеренок
В прошлом вычисления и физика были едины. Чтобы получить ответ на какой-либо вопрос, нужно было не просто решить уравнение на бумаге, а заставить саму материю работать на вас, умело используя физические явления и выведенные из них законы. Компьютеры той эпохи не моделировали мир с помощью абстрактных символов — они были его миниатюрной, работающей копией, где каждый элемент механизма соответствовал какой-то силе или процессу в природе.
Простейший пример — солнечные часы. Это, по сути, аналоговый компьютер, «вычисляющий» время на основе вращения Земли. Тень от стержня-гномона движется по циферблату со скоростью 15 градусов в час, напрямую отражая положение нашей планеты относительно Солнца. Другой яркий пример — термометр Галилея, «вычисляющий» температуру на основе фундаментального закона: плотность жидкости зависит от ее нагрева. Результат этого вычисления — это не цифра на дисплее, а само физическое положение разноцветных стеклянных шариков внутри колбы.
Вершиной этого подхода стала эпоха промышленной революции, когда сложность задач резко возросла. Для безопасности глобальной торговли и предотвращения морских катастроф требовалось точно предсказывать время приливов и отливов в портах по всему миру. Легендарный физик лорд Кельвин создал для этого удивительную машину — механический предсказатель приливов. Этот аналоговый компьютер использовал сложную систему из сотен шкивов, шестерней и ремней, чтобы физически моделировать гравитационное воздействие Луны и Солнца на океан. Все эти устройства были гениальны в своей узкой задаче, но абсолютно бесполезны для любой другой. Они были «однозадачными». Но что, если бы можно было создать машину, способную решать не одну, а любую задачу, которую можно представить в виде последовательности шагов? Эта дерзкая, революционная мысль родилась в голове викторианского гения, опередившего свое время.
Викторианский пророк и механическая мечта
Этого гения звали Чарльз Бэббидж, и сегодня его по праву называют «отцом компьютера». Бэббидж, математик и инженер, был одержим идеей избавить человечество от ошибок в вычислениях. Он видел, как малейшие неточности в математических и навигационных таблицах, которые тогда рассчитывались вручную армиями клерков, приводили к катастрофам в мореплавании и инженерии. Он мечтал создать механизм, который бы считал с абсолютной, механической точностью, без усталости и невнимательности.
Первым грандиозным проектом Бэббиджа была разностная машина — колоссальный механический калькулятор из латуни и стали. Ее цель — автоматическое создание математических таблиц. В ее основе лежал элегантный математический принцип: интерполяция при помощи полиномов. Идея в том, что любую сложную функцию, необходимую для навигации или баллистики (например, sin(x)), на небольшом отрезке можно с высокой точностью приблизить более простым многочленом, вроде y = ax³ + bx² + cx + d. А для таких полиномов работает гениальный трюк, известный как метод конечных разностей.
В основе идеи Бэббиджа лежит фундаментальное свойство функций, которое строго описывается аппроксимационной теоремой Вейерштрасса. Если говорить просто, эта теорема утверждает, что любую непрерывную функцию на заданном отрезке можно приблизить многочленом с любой желаемой точностью. Это значит, что для графика непрерывную функцию на отрезке [a,b], будь то синусоида или логарифм, можно подобрать такой полином, чей график на этом отрезке будет "почти неотличим" от исходного. Согласно этой теореме, если у нас есть n+1 опорных точек, то существует единственный многочлен степени не выше n, который точно проходит через все эти точки. Именно его и использовала машина для расчетов. Машина Бэббиджа как раз и была создана для вычисления значений таких "интерполяционных" полиномов.
Хотя машина Бэббиджа напрямую обрабатывала только полиномы, аппроксимационная теорема Вейерштрасса гарантирует, что любую непрерывную функцию на отрезке [a,b] можно сколь угодно точно приблизить полиномом. Это означает, что метод конечных разностей и таблицы полиномов применимы не только к заранее заданным многочленам, но и к синусу, логарифму, экспоненте и другим функциям, которые встречаются в навигации и инженерных расчетах. Машина, обрабатывая аппроксимирующий полином, фактически позволяет вычислять значения исходной функции с любой желаемой точностью.
Суть метода конечных разностей
Главный "трюк" метода заключается в свойстве полиномов: для любого многочлена n-ой степени его n-ный ряд конечных разностей является постоянной величиной. Например, рассмотрим простой полином y = x².
Значения функции: 1, 4, 9, 16, 25...
Первый ряд разностей Δy (насколько значение выросло): 3, 5, 7, 9...
Второй ряд разностей Δ²y (насколько выросла сама разность): 2, 2, 2, 2...
Разница второго порядка оказалась постоянной.
Теоретическое обоснование этого факта лежит в области дифференциального исчисления.
Обобщенная теорема о среднем значении для конечных разностей
Эта теорема устанавливает прямой мост между n-ной конечной разностью функции и ее n-ной производной.
Формулировка теоремы: Если функция f(x) имеет непрерывные производные до порядка n-1 включительно на отрезке [a, a+nh] и n-ю производную на интервале (a, a+nh), то существует такая точка кси $ξ \in (a, a+nh)$, что
Δⁿf(a) = hⁿ * fⁿ(ξ)
где Δⁿf(a) — n-я конечная разность функции f с шагом h, а
ξ — это некоторая точка внутри интервала (a, a+nh).
В нашем случае мы вычисляем таблицы для последовательных целых чисел, поэтому шаг h всегда равен 1. Это упрощает формулу до предельно изящного вида:
Δⁿf(x) = fⁿ(ξ)
где ξ — это некоторая точка внутри интервала (x, x+n).
1. Фундаментальное свойство полинома: Из дифференциального исчисления мы знаем, что n-ная производная полинома n-ой степени, Pⁿ(x), является константой. Например, для y = Ax³ + Bx² + Cx + D, третья производная y''' = 6A. Это просто число, оно не зависит от x.
2. Применяем теорему: Согласно обобщенной теореме о среднем значении для конечных разностей, n-ный ряд конечных разностей нашего полинома равен:
ΔⁿP(x) = Pⁿ(ξ)
Конечные разности оказываются дискретным аналогом производных:
* Первая разность (Δy) — аналог первой производной, показывающей скорость изменения функции.
* Вторая разность (Δ²y) — аналог второй производной, показывающей "ускорение" функции.
3. Соединяем факты: Правая часть этого равенства, Pⁿ(ξ), — это значение n-ной производной в точке ξ. Но мы только что установили, что эта производная — константа! Ей абсолютно неважно, в какой точке (ξ или любой другой) ее вычислять, она всегда будет одним и тем же числом.
4. Финальный вывод: Поскольку правая часть уравнения является константой, то и левая часть обязана быть той же самой константой.
ΔⁿP(x) = const
Именно это строгое и элегантное математическое свойство и является теоретическим фундаментом всей работы Бэббиджа. Оно гарантирует, что для любого полинома n-ой степени его n-ный ряд конечных разностей будет постоянным. Знание этой константы позволяет полностью изменить сам процесс вычислений. Вместо того чтобы вычислять значения полинома напрямую (что требует умножения и возведения в степень), можно запустить процесс в обратную сторону, используя исключительно сложение.
Представьте таблицу разностей. Чтобы найти следующее значение полинома, нужно:
1. Взять последнее известное значение (n-1)-го ряда разностей и прибавить к нему нашу постоянную n-ную разность. Так мы получим новое значение (n-1)-го ряда.
2. Затем взять последнее известное значение (n-2)-го ряда и прибавить к нему только что найденное значение (n-1)-го ряда.
3. Эта цепочка сложений продолжается «справа налево» по рядам таблицы, пока, наконец, последнее известное значение самого полинома не будет сложено с последней найденной первой разностью. Результатом этого финального сложения и будет следующее, искомое значение в таблице.
Таким образом, вся сложная задача вычисления полинома сводится к каскаду простейших операций. Машине нужно лишь один раз задать начальные значения разностей, и далее она может сгенерировать сотни новых значений, многократно выполняя единственную, легко реализуемую механически операцию — сложение.
Пример явного вычисления от начала до конца
Давайте рассмотрим полином третьей степени: y = x³ - 2x + 1. Наша цель — вычислить значения для x = 1, 2, 3, 4 и затем, используя только сложение, найти значение для x = 5.
Шаг 1: Вычисляем первые несколько значений функции. x = 1: y = 1³ - 2(1) + 1 = 0
x = 2: y = 2³ - 2(2) + 1 = 8 - 4 + 1 = 5
x = 3: y = 3³ - 2(3) + 1 = 27 - 6 + 1 = 22
x = 4: y = 4³ - 2(4) + 1 = 64 - 8 + 1 = 57
Наш ряд исходных значений (y): 0, 5, 22, 57
Шаг 2: Строим таблицу конечных разностей.
Первый ряд разностей (Δy):
5 - 0 = 5
22 - 5 = 17
57 - 22 = 35
Получили ряд Δy: 5, 17, 35.
Второй ряд разностей (Δ²y):
17 - 5 = 12
35 - 17 = 18
Получили ряд Δ²y: 12, 18.
Третий ряд разностей (Δ³y):
18 - 12 = 6
Получили постоянную разность Δ³y: 6.
Как и ожидалось, для полинома третьей степени третий ряд разностей оказался постоянным. Начальные значения для машины Бэббиджа были бы последними в каждом ряду: 57 (последнее значение y), 35 (последняя первая разность), 18 (последняя вторая разность) и 6 (постоянная третья разность).
Шаг 3: Используем разности для вычисления следующего значения (для x = 5).
Теперь мы "продлеваем" таблицу в обратном порядке, используя только сложение.
1. Находим следующую вторую разность:
Берем последнюю известную вторую разность (18) и прибавляем к ней постоянную третью разность (6).
18 + 6 = 24.
2. Находим следующую первую разность:
Берем последнюю известную первую разность (35) и прибавляем к ней только что найденную вторую разность (24).
35 + 24 = 59.
3. Находим следующее значение функции (y):
Берем последнее известное значение y (57) и прибавляем к нему только что найденную первую разность (59).
57 + 59 = 116.
Итак, мы вычислили, что для x = 5, значение y должно быть 116.
Проверка: Подставим x = 5 в исходную формулу: y = 5³ - 2(5) + 1 = 125 - 10 + 1 = 116. Результат совпал.
Именно этот процесс "проталкивания" сложений через ряды разностей и автоматизировала "разностная машина" используя для этого механические шестерни и рычаги.
Механика гениальности: шестерни, колонны и память.
Чтобы воплотить этот математический принцип в металле, Бэббиджу пришлось решить несколько блестящих инженерных задач. Представьте себе массивное устройство из бронзы и стали, высотой с человека. Его основу составляли вертикальные колонны (оси), каждая из которых предназначалась для хранения одного числа. На каждую такую ось были насажены числовые колеса, по одному на каждый десятичный разряд (единицы, десятки, сотни и т.д.). Каждое колесо имело гравировку с цифрами от 0 до 9.
* Память: "Памятью" машины, или, как называл ее Бэббидж, "складом", служил набор этих колонн. Каждая колонна была механическим регистром, который хранил одно число. Например, первая колонна хранила последнее вычисленное значение функции, вторая — значение первой разности, и так далее. Число физически кодировалось положением колес на оси: если на колесах колонны были видны цифры "0", "1", "1", "6", это означало, что в этом регистре хранится число 116.
* Сложение: Весь сложный процесс сводился к многократному сложению чисел, хранящихся в соседних колоннах. Сложение происходило поразрядно. Представьте, что нам нужно прибавить число из колонны А к числу в колонне Б. Специальный механизм последовательно "считывал" цифру, которую показывало каждое колесо в колонне А, и поворачивал соответствующее ему по разряду колесо в колонне Б ровно на это количество шагов.
Например, если колесо единиц в колонне Б показывало цифру "7", а на колесе единиц в колонне А была цифра "2", то колесо в колонне Б проворачивалось на две позиции (с 7 на 8, затем на 9) и останавливалось на цифре "9".
Гениальность же заключалась в механизме переноса единицы в старший разряд. Когда какое-либо колесо при вращении проходило через "9" и становилось на "0", специальный рычажок срабатывал и "подталкивал" соседнее колесо, отвечающее за следующий, более старший разряд (например, разряд десятков), заставляя его сдвинуться на одну позицию вперед. Это точный механический аналог того, как мы "переносим единицу в уме".
Таким образом, один поворот рукоятки запускал целую цепь последовательных сложений по всем колоннам, и на выходе машина автоматически вычисляла следующий член последовательности.
Увы, несмотря на годы работы и огромные по тем временам государственные вложения, разностная машина так и не была закончена при жизни Бэббиджа. Виной тому была запредельная для XIX века точность, требовавшаяся при изготовлении деталей. Однако история расставила все по своим местам: в XX веке энтузиасты из Лондонского музея науки построили рабочую копию по его оригинальным чертежам. Машина, состоящая из 8000 деталей и весящая 5 тонн, заработала безупречно, доказав — гениальный замысел Бэббиджа был абсолютно верен.
Но разностная машина была лишь гениальным калькулятором, созданным для одной конкретной задачи. Настоящая революция, опередившая свое время на целый век, произошла, когда Бэббидж задумал свой главный шедевр — аналитическую машину. Это был первый в истории проект универсального программируемого компьютера.
Увы, несмотря на годы работы и огромные по тем временам государственные вложения, разностная машина так и не была закончена при жизни Бэббиджа. Виной тому была запредельная для XIX века точность, требовавшаяся при изготовлении деталей. Однако история расставила все по своим местам: в XX веке энтузиасты из Лондонского музея науки построили рабочую копию по его оригинальным чертежам. Машина заработала безупречно, доказав — гениальный замысел Бэббиджа был абсолютно верен.
Но пока разностная машина пылилась в мастерской, разум Бэббиджа породил еще более революционную идею. Он понял, что строит всего лишь специализированный калькулятор, и переключился на проект всей своей жизни — аналитическую машину. Это была уже не просто машина для расчетов, а первый в истории проект универсального программируемого компьютера.
Ее архитектура пророчески предвосхитила современные компьютеры. В ней были:
* «Склад» (Store): Механическая память из сотен осей с числовыми колесами, способная хранить до 1000 чисел. Это был прямой аналог современной оперативной памяти (ОЗУ, RAM).
* «Мельница» (Mill): Арифметическое устройство, куда числа поступали со «Склада» для выполнения над ними четырех основных операций. Это был механический предок центрального процессора (ЦП, CPU).
* Система ввода/вывода на перфокартах: Гениальная идея, позволившая сделать машину по-настоящему универсальной.
Но как картонные карточки с дырками могли управлять сложнейшим механизмом из тысяч шестеренок? Идею Бэббидж позаимствовал у жаккардовых ткацких станков, где последовательность перфокарт определяла узор на ткани. Он развил эту логику: у Бэббиджа два типа перфокарт управляли машиной. Одни, «операционные карты», несли в себе инструкции (операции, которые нужно совершить: «сложить», «умножить»), а другие, «переменные карты», — адреса ячеек «Склада», откуда брать данные и куда записывать результат.
Это был революционный прорыв: впервые в истории программа была отделена от «железа».
Эта система позволила реализовать в механике три фундаментальных принципа, на которых строится любой современный компьютер.
1. Последовательное выполнение: По умолчанию машина считывала перфокарты одну за другой, выполняя инструкции в строгом, заранее определенном порядке.
2. Ветвление (Выбор): Самым революционным было то, что машина могла изменять ход своей работы на основе полученных результатов, реализуя логику «IF… THEN… ELSE…». Например, IF число в регистре X больше 100, THEN выполнить одну группу инструкций, ELSE — выполнить другую. Это была способность программы принимать решения.
3. Цикл (Повторение): Машина могла многократно выполнять один и тот же блок кода, пока не будет выполнено определенное условие. Инструкция могла звучать так: «Повторяй эту операцию, UNTIL значение в регистре Y не достигнет 1000». Это была концепция современных циклов while и for, воплощенная в металле.
Способность выполнять инструкции последовательно, ветвить вычисления в зависимости от результата и повторять их в циклах — это три кита, на которых стоит любое современное программирование. Именно этот необходимый и достаточный набор (то, что век спустя назовут Тьюринг-полнотой) и превращает устройство из простого калькулятора в универсальный компьютер.
Бэббидж первым в истории спроектировал машину, обладавшую всеми этими возможностями. Это была концепция универсального вычислителя, ограниченного лишь воображением программиста.
Весь этот грандиозный потенциал наиболее полно раскрыла не сама машина, а гений математика Ады Лавлейс, дочери поэта Байрона. Получив задание перевести статью итальянского инженера об аналитической машине, она сопроводила перевод собственными «комментариями», которые оказались почти втрое длиннее и неизмеримо глубже оригинальной статьи.
Именно в них Ада не только опубликовала первую в мире сложную компьютерную программу (алгоритм вычисления чисел Бернулли), но и предвидела, что машина сможет оперировать любыми символами, а не только числами — нотами, буквами, изображениями, — и, например, создавать музыку. Это была та самая искра идеи о том, что компьютер — не просто калькулятор, а универсальный манипулятор информацией. В её честь в будущем назовут язык программирования — Ада.
Бэббидж предвидел цифровое будущее, но пытался построить его из пара и железа. Его аналитическая машина была механическим призраком из будущего, заброшенным в викторианскую эпоху. Мир был не готов ни технологически, ни концептуально. Идея универсального компьютера снова ушла в тень, ожидая нового языка — языка электричества — и нового пророка, который переоткроет ее уже не в мире грохочущих механизмов, а в тишине абстрактной логики.
Машина, которой не было
Бэббидж предвидел цифровое будущее, но споткнулся о физический мир — несовершенство технологий XIX века не позволило ему воплотить мечту в металле. В 1936 году, задолго до появления реальных компьютеров, молодой британский математик Алан Тьюринг опубликовал работу, изменившую всё. В ней он не предложил ни одной чертежа. Вместо этого он провел мысленный эксперимент, создав концепцию «Машины Тьюринга» — идеализированного, абстрактного вычислителя.
Представьте себе предельно простое устройство:
* Бесконечная лента, разделенная на ячейки, в каждой из которых может быть записан символ (например, 0 или 1).
* Считывающая головка, которая может смотреть на одну ячейку, читать символ, стирать его, записывать новый и двигаться по ленте влево или вправо.
* Простой набор правил (программа), который говорит головке, что делать. Например: «ЕСЛИ ты видишь символ 1, ТО сотри его, напиши 0, передвинь головку на одну ячейку вправо».
Казалось бы, всё предельно просто. Но главный вывод Тьюринга был ошеломляющим: он математически доказал, что эта простейшая машина, имея правильный набор инструкций, может вычислить всё, что в принципе можно вычислить. Более того, он доказал существование Универсальной машины Тьюринга, которая, получив на ленту описание любой другой машины Тьюринга, могла бы симулировать ее работу.
Тьюринг совершил революцию: он отделил «что» (логику, алгоритм) от «как» (механической, электрической или любой другой реализации). Программа, чистая информация, стала важнее конкретного устройства. Он создал универсальный чертеж для всех будущих компьютеров, даже тех, которые еще не были изобретены.
Война как катализатор: Взлом кодов и рождение гигантов
Идея Алана Тьюринга о "вычислительной машине" была гениальна, но абстрактна. Чтобы она изменила мир, ей нужен был катализатор. И им стала Вторая мировая война, превратившая секретный британский центр Блетчли-парк в настоящее горнило, где выковывались технологии будущего. Там, в тишине английской провинции, шла интеллектуальная война на два фронта, определившая исход многих сражений.
Фронт первый: механический хаос «Энигмы»
Этот шифр, использовавшийся для большинства немецких сообщений, долгое время считался невзламываемым.
Как работала «Энигма»?
Представьте себе простое шифрующее колесо (ротор) всего с четырьмя буквами.
* Вход: A B C D
* Выход (внутренняя проводка): B D A C
Если вы введете букву "A", на выходе получится "B". Но магия «Энигмы» была в движении. После шифрования одной буквы ротор поворачивался на один шаг. Теперь его проводка смещалась:
* Вход: A B C D
* Выход (внутренняя проводка): C A D B
Теперь, если вы снова введете "A", то получите уже не "B", а "C". «Энигма» имела 3-4 таких ротора (из 5-8 на выбор), и каждый вращал следующий, создавая невероятно длинную последовательность шифров. Добавьте к этому коммутационную панель, где оператор вручную менял местами пары букв, и число комбинаций достигало 159 квинтиллионов. Весь этот ключ — порядок роторов, их начальное положение, настройки панели — менялся каждый день.
Как ее взломали?
Перебрать 159 квинтиллионов вариантов было невозможно. Машина «Бомба», созданная командой Тьюринга на основе довоенных польских наработок, действовала хитрее. Ее работа строилась на поиске логического противоречия с использованием "шпаргалки" (crib) — угаданного фрагмента текста.
Аналитики знали, что в немецких сводках погоды почти всегда есть слово "WETTER" (погода). Они брали шифротекст и предполагали: "А что, если вот эти 6 символов — это зашифрованное слово WETTER?". «Бомба» начинала проверку. Она имитировала работу «Энигмы» для этой гипотезы. Сотни ее вращающихся барабанов прогоняли возможные настройки. Если какая-то настройка приводила к логическому абсурду (например, буква 'W' шифровалась сама в себя, что в «Энигме» было невозможно), «Бомба» отбрасывала эту гигантскую ветвь вариантов и двигалась дальше. Так, вместо тупого перебора, она действовала как гениальный детектив, который отсекает ложные версии, пока не останется одна верная. За несколько часов она сужала океан возможностей до нескольких капель — вероятных ключей, которые уже можно было проверить вручную.
Фронт второй: цифровой призрак «Лоренца»
Но для связи между Гитлером и высшим командованием Вермахта использовался совершенно другой, на порядок более сложный шифр — «Лоренц» (Lorenz SZ42). Он был чисто цифровым, и против него электромеханическая «Бомба», созданная для имитации механики «Энигмы», была абсолютно бессильна.
Ключ к «Лоренцу» был найден не в переборе, а в сочетании человеческой ошибки и гениальности. Однажды немецкий шифровальщик по ошибке отправил два немного разных сообщения на одном и том же ключе. Это был редчайший шанс.
Магия XOR и роковая ошибка оператора
Для начала нужно понимать:
1. Машина видела не буквы, а биты. «Лоренц» был приставкой к телетайпу, который использовал 5-битный код Бодо. Каждая буква представлялась комбинацией из пяти нулей и единиц (например, U = `10110`, R = `01010`).
2. Операция XOR работает на битах. XOR (или "исключающее ИЛИ") — это фундаментальная логическая операция, которая лежит в основе всего взлома.
Вот таблица истинности для операции XOR (иначе именуемое как сложение по модулю 2):
| Вход A | Вход B | Результат A ⊕ B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Из этой таблицы следуют несколько важных свойств, которые позволили криптоаналитикам взломать шифр:
1. Самообратность: A ⊕ A = 0 (любое значение, сложенное с самим собой, дает ноль).
Доказательство: Рассмотрим все возможные значения A.
* Если A = 0, то выражение A ⊕ A становится 0 ⊕ 0. Согласно первой строке таблицы истинности, 0 ⊕ 0 = 0.
* Если A = 1, то выражение A ⊕ A становится 1 ⊕ 1. Согласно четвертой строке таблицы, 1 ⊕ 1 = 0.
Поскольку свойство выполняется для всех возможных значений A, оно доказано. Ч.т.д.
2. Свойство нуля (нейтральный элемент): A ⊕ 0 = A (любое значение, сложенное с нулем, не меняется).
Доказательство: Рассмотрим все возможные значения A.
* Если A = 0, то выражение A ⊕ 0 становится 0 ⊕ 0. Согласно первой строке таблицы, результат равен 0, что соответствует исходному значению A.
* Если A = 1, то выражение A ⊕ 0 становится 1 ⊕ 0. Согласно третьей строке таблицы, результат равен 1, что также соответствует исходному значению A.
Поскольку свойство выполняется для всех возможных значений A, оно доказано. Ч.т.д.
3. Коммутативность: A ⊕ B = B ⊕ A
Доказательство: Сравнив вторую (0 ⊕ 1 = 1) и третью (1 ⊕ 0 = 1) строки таблицы истинности, мы видим, что результат для разных входов не зависит от их порядка. Для одинаковых входов (0 ⊕ 0 и 1 ⊕ 1) порядок очевидно не имеет значения. Таким образом, свойство доказано для всех возможных входов. Ч.т.д.
4. Ассоциативность: (A ⊕ B) ⊕ C = A ⊕ (B ⊕ C)
Доказательство: Это свойство позволяет нам переставлять скобки в длинных выражениях. Докажем его, построив полную таблицу истинности для всех комбинаций A, B и C.
| A | B | C | A ⊕ B | (A ⊕ B) ⊕ C | B ⊕ C | A ⊕ (B ⊕ C) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
Поскольку два выделенных столбца полностью идентичны, мы доказали, что операция XOR ассоциативна. Это значит, что в выражении A ⊕ B ⊕ C нам не важен порядок вычислений. Ч.т.д.
Как был удален ключ
Теперь давайте посмотрим, как эти свойства позволили криптоаналитикам получить чистый текст.
Оператор начал передавать Текст 1. Связь прервалась. Он начал передачу заново (Текст 2) но с тем же ключом (что было строго-настрого запрещено; это была критическая ошибка). Обозначим Шифротекст 1 как C1, Исходный текст 1 как Т1, Шифротекст 2 как C2, Исходный текст 2 как Т2.
* C1 = Т1 ⊕ Ключ
* C2 = Т2 ⊕ Ключ
где ⊕ - это побитный XOR определённый выше.
Криптоаналитики вычислили C1 ⊕ C2. Для того чтобы понять почему, давайте посмотрим чему равно это значение.
1. Начальное выражение:
C1 ⊕ C2 =
2. Подставляем определения:
= (Т1 ⊕ Ключ) ⊕ (Т2 ⊕ Ключ)
3. Используем ассоциативность, чтобы перегруппировать члены:
= Т1 ⊕ (Ключ ⊕ (Т2 ⊕ Ключ))
4. Снова используем ассоциативность для внутреннего выражения:
= Т1 ⊕ ((Ключ ⊕ Т2) ⊕ Ключ)
5. Используем коммутативность для перестановки Ключ и Т2:
= Т1 ⊕ ((Т2 ⊕ Ключ) ⊕ Ключ)
6. И снова ассоциативность, чтобы сгруппировать два ключа вместе:
= Т1 ⊕ (Т2 ⊕ (Ключ ⊕ Ключ))
7. По свойству самообратимости Ключ ⊕ Ключ = 0. Подставляем:
= Т1 ⊕ (Т2 ⊕ 0)
8. По свойству нуля Т2 ⊕ 0 = Т2. Подставляем:
= Т1 ⊕ Т2.
ИТОГ: C1 ⊕ C2 = Т1 ⊕ Т2. Т.е. мы математически строго доказали, что наложение двух шифровок, использующих один и тот же ключ и побитный XOR, полностью уничтожает этот ключ, оставляя лишь результат сложения двух исходных текстов.
Теперт, давайте докажем, почему, зная шифротекст С1 и исходный текст Т1, можно найти Ключ.
Мы исходим из фундаментального уравнения шифрования:
* C1 = Т1 ⊕ Ключ
Наша цель — алгебраически выразить Ключ через известные нам C1 и Т1. Для этого посмотрим, чему равно значение C1 ⊕ T1.
1. Начальное выражение:
C1 ⊕ T1 =
2. Подставляем определение C1 из уравнения выше:
= (Т1 ⊕ Ключ) ⊕ Т1
3. Используем Коммутативность, чтобы поменять местами Т1 и Ключ.
= (Ключ ⊕ Т1) ⊕ Т1
4. Используем Ассоциативность, чтобы перегруппировать члены и поставить два Т1 рядом:
= Ключ ⊕ (Т1 ⊕ Т1)
5. Используем свойство Самообратности. Выражение в скобках (Т1 ⊕ Т1) равно нулю:
= Ключ ⊕ 0 6. По свойству нуля Ключ ⊕ 0 = 0
: = Ключ.
ИТОГ: C1 ⊕ T1 = Ключ. Таким образом, мы доказали, что для восстановления ключа достаточно сложить (операцией XOR) шифротекст с соответствующим ему открытым текстом.
Вот как это выглядело на практике. Оператор начал передавать Текст 1: SPRUCHNUMMER (означающий "номер сообщения"). Связь прервалась. Он начал передачу заново (Текст 2) с тем же ключом, но в этот раз сократил слово до SPRUCHNR и продолжил сообщение другими словами, например, DATUM... (дата...).
| ... | N | U | M | M | E | R | ... | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Текст 1 | ... | N | U | M | M | E | R | ... |
| Биты Т1 | ... | 01100 |
10110 |
11001 |
11001 |
10001 |
01010 |
... |
| Текст 2 | ... | N | R | D | A | T | U | ... |
| Биты Т2 | ... | 01100 |
01010 |
01001 |
11000 |
00001 |
10110 |
... |
| Т1 ⊕ Т2 (биты) | ... | 00000 |
11100 |
10000 |
00001 |
10000 |
11100 |
... |
Что увидели аналитики:
1. Длинная последовательность нулей (00000): Это соответствовало общей части SPRUCH_N.
2. Осмысленный "обрывок": Сразу за нулями шел результат U ⊕ R = 11100. Затем M ⊕ D и так далее. Это был уже нечитаемый "шум", но сам факт его появления после нулей указывал на точное место расхождения текстов.
3. Запуск цепной реакции: Зная типичную структуру немецких сообщений, аналитики предположили, что в первом тексте было слово SPRUCHNUMMER. Это позволило им:
* Вычислить первые ~12 символов ключа (Ключ = С1 ⊕ Т1).
* Используя эти символы ключа, немедленно расшифровать начало второго сообщения (Т2 = С2 ⊕ Ключ) и увидеть там осмысленное SPRUCHNR, что подтвердило их догадку.
Это стало точкой входа. Аналитики запустили итеративный процесс: каждый угаданный символ в любом из текстов позволял вычислить символ ключа, который, в свою очередь, немедленно раскрывал символ в другом тексте. Двигаясь так по цепочке, они, словно распутывая клубок, восстановили оба исходных сообщения и, как побочный продукт, весь псевдослучайный ключ «Лоренца» длиной почти 4000 символов, сгенерированный для этой передачи.
«Розеттский камень» криптоанализа: Зачем был нужен всего один ключ?
Но неужели немцы не меняли ключи? Конечно, меняли. Система ключей «Лоренца» была многоуровневой:
* Ключ сообщения: Уникальные начальные положения всех 12 колес. Оператор должен был менять их для каждого нового сообщения. Роковая ошибка немца заключалась в том, что он нарушил это правило.
* Конфигурация машины: Физические настройки штырьков на самих колесах. Менялись гораздо реже, например, раз в месяц.
Поэтому захваченный 4000-символьный ключ был абсолютно бесполезен для чтения других сообщений — у них был бы другой ключ сообщения. Но его ценность была в другом. Он был «Розеттским камнем» — первым и единственным длинным образцом "чистой" работы машины, попавшим в руки союзников. Он был не ключом, который открывает все двери, а инструкцией, как устроен сам замок.
Прорыв Билла Татта: что такое «статистическая уязвимость»?
Этот уникальный 4000-символьный ключ передали математику Биллу Татту. Перед ним была, казалось бы, случайная последовательность символов. Но Татт предположил, что она сгенерирована вращающимися колесами, и начал искать в ней скрытые закономерности.
Его гениальный метод заключался в сравнении этого потока данных с самим собой, но со сдвигом. Он брал последовательность и накладывал на нее ее же копию, сдвинутую на один символ, потом на два, на три и так далее, каждый раз выполняя операцию XOR. В абсолютно случайной последовательности результат такого действия тоже был бы случайным. Но когда Татт сделал сдвиг на 41 позицию, он обнаружил аномалию: результат оказался не совсем случайным. В нем было статистически значимое отклонение от нормы. Это означало, что он нашел "пульс" машины — период одного из ее 12 шифрующих колес.
По сути, он доказал, что ключ, который должен был быть идеально случайным, имел дефект. Эта статистическая уязвимость — отклонение от идеальной случайности — стала ахиллесовой пятой шифра. Изолировав паттерн первого колеса, Татт смог "вычесть" его влияние из общего ключа, что сделало шум от других колес более различимым. За несколько месяцев он, как археолог, по этому "эху" обратным инжинирингом восстановил полную логическую структуру всех 12 колес машины «Лоренц», ни разу ее не видя.
Рождение гиганта: Colossus
Теоретически шифр был взломан. Блетчли-парк теперь знал, как устроена машина. Но чтобы применять эти знания на практике для ежедневной дешифровки, нужно было для каждого нового сообщения быстро находить его уникальный ключ сообщения (те самые начальные положения колес). Эта задача требовала автоматизации сложнейшего статистического анализа. Именно для этого и был построен «Colossus» — первая в мире программируемая электронная цифровая вычислительная машина, созданная инженером Томми Флауэрсом.
Что такое "тестовая последовательность"?
Чтобы понять, что делал «Колосс», нужно знать ключевое открытие Татта: ключ «Лоренца» (K) состоял из двух частей, которые генерировались двумя разными группами колес («хи»-колеса и «пси»-колеса).
K = K_chi ⊕ K_psi
Татт обнаружил, что если "очистить" шифротекст от влияния первой части ключа (K_chi), то результат будет статистически предсказуемым.
Шифротекст ⊕ K_chi = (Текст ⊕ K) ⊕ K_chi = (Текст ⊕ K_chi ⊕ K_psi) ⊕ K_chi = Текст ⊕ K_psi
Получившееся значение (Текст ⊕ K_psi) было уже не таким случайным, как исходный шифр.
Задача «Колосса» состояла в том, чтобы подобрать правильный K_chi. Он не знал полный ключ. "Тестовая последовательность" — это и есть одна из гипотез о том, чему равен K_chi. «Колосс» перебирал все возможные начальные настройки «хи»-колес, генерировал соответствующий K_chi и проверял, делает ли он шифротекст "менее случайным".
Таким образом, его работа выглядела так:
1. Зашифрованное сообщение (C) считывалось с бумажной перфоленты на огромной скорости.
2. «Колосс» брал одну из тысяч возможных комбинаций начальных положений для «хи»-колес и генерировал соответствующую ей ключевую последовательность K_chi. Это и была "тестовая последовательность".
3. Машина вычисляла C ⊕ K_chi (Шифротекст ⊕ Тестовая последовательность) и производила статистический анализ результата. Если результат был близок к случайному шуму, «Колосс» отбрасывал эту гипотезу и генерировал следующую "тестовую последовательность". Если же результат анализа показывал отклонение от случайности (ту самую уязвимость, предсказанную Таттом), машина останавливалась. Это означало, что с высокой вероятностью найдены правильные начальные настройки для «хи»-колес.
После того как «Колосс» находил первую часть ключа (K_chi), оставшуюся, более простую часть (K_psi) аналитики вскрывали уже другими, более медленными методами.
«Мозгом» Colossus были около 1500 (а в поздних версиях — до 2500) вакуумных электронных ламп. Это был решающий разрыв с прошлым. Электроны вместо шестеренок. Отсутствие движущихся механических частей для выполнения логики означало, что вычисления происходили со скоростью, близкой к скорости света.
Однако, при всей своей мощи, «Colossus» не был универсальным компьютером, а скорее, сверхбыстрым специализированным калькулятором. У него не было программы, хранимой в памяти. Задача задавалась физически, через огромную коммутационную панель с помощью штекеров и переключателей. Чтобы заставить его решать немного другую статистическую задачу, инженерам приходилось часами вручную его «перекоммутировать».
Тем не менее, «Колосс» стал первой оглушительной демонстрацией мощи крупномасштабных электронных вычислений в действии. Он доказал, что теория работает, и помог сократить войну, спасая бесчисленные жизни. Битва за взлом кодов в Блетчли-парк показала, что будущее вычислений — за скоростью электронов, а не за медленным движением шестеренок, и открыла дверь в новую, цифровую эпоху.
Американский фронт: Битва за траектории
Пока в тиши английских кабинетов шла битва за шифры, по другую сторону Атлантики разворачивалась иная интеллектуальная война — война цифр против законов физики. На полях сражений исход боя часто решал не первый выстрел, а первый точный выстрел, и главным инструментом здесь была артиллерия.
Проблема заключалась в том, что орудий производилось гораздо больше, чем таблиц для стрельбы из них. Для точного поражения цели требовались сложнейшие баллистические расчеты, учитывающие десятки факторов: от направления ветра и плотности воздуха до формы снаряда. Команда людей-вычислителей тратила до 40 часов на расчет одной-единственной траектории. Армия США столкнулась с критическим «математическим отставанием».
Ответом на этот вызов стал проект, профинансированный армией США в Школе электротехники Мура еще в 1943 году. Цель была амбициозной: создать машину, способную решать эти дифференциальные уравнения за минуты, а не за часы.
Воплощение грубой силы: ENIAC
Разработка и постройка машины оказались настолько монументальной задачей, что Вторая мировая война закончилась раньше, чем она была завершена. Так, родившийся из нужд войны, ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) был официально представлен миру уже после ее окончания, в феврале 1946 года.
Если «Колосс» был узкоспециализированным гением, то ENIAC был универсальным гигантом. Это был настоящий электронный гигант, монстр из стали, стекла и проводов весом в 30 тонн, в «мозге» которого работали более 17 000 вакуумных ламп, способный выполнять вычисления со скоростью 5000 операций в секунду. И хотя он не успел рассчитать баллистические таблицы для Второй мировой, его первая настоящая задача оказалась еще более зловещей и секретной: еще до официального запуска, в конце 1945 года, на нем были проведены расчеты для проекта водородной бомбы в Лос-Аламосе.
ENIAC был грубой, но необходимой силой. Он доказал, что абстрактная идея Тьюринга об универсальной машине может быть реализована в железе. Однако его «программирование» было кошмаром: для каждой новой задачи инженерам приходилось часами вручную переключать тысячи проводов на коммутационных панелях. Аппаратное обеспечение (hardware) и программное обеспечение (software) все еще были одним запутанным целым.
Так, ENIAC стал не оружием, которое закончило Вторую мировую, а главным вычислительным инструментом, с которого началась Холодная война. Мир получил свой первый электронный компьютер, но теперь перед ним встала новая, не менее сложная задача: как научить его думать без физического вмешательства?
Апогей абстракции: Шеннон, энтропия и призрак черной дыры
Colossus и ENIAC были монументальными достижениями инженерии, но они были ответами, созданными еще до того, как сам вопрос был полностью сформулирован. Что такое «информация»? Можно ли ее измерить? Существуют ли универсальные законы, управляющие ее передачей? Компьютеры уже появились, но у них не было строгой математической теории, описывающей саму суть того, с чем они работали.
Ответ пришел в 1948 году, когда инженер и математик Клод Шеннон опубликовал свою «Математическую теорию связи». Эта работа стала для цифрового мира тем же, чем законы Ньютона — для механики. Шеннон ввел фундаментальное понятие «бит» — минимальной, неделимой единицы информации, выбор между двумя равновероятными возможностями. Но он пошел гораздо дальше. Он ввел понятие информационной энтропии — строгой математической меры неопределенности или «сюрприза», содержащегося в сообщении. Поразительно, но его формула была математически аналогом энтропии в термодинамике; если в физике энтропия измеряет степень беспорядка в системе, то у Шеннона она измеряла степень непредсказуемости в потоке данных.
Вооружившись этим инструментом, Шеннон взялся за главную проблему: как передавать информацию по каналу, в котором неизбежно присутствует шум? Его ответ был ошеломляющим. Он доказал, что у любого канала связи есть максимальная теоретическая пропускная способность, или предел Шеннона. И его главная теорема гласила: если скорость передачи информации ниже этого предела, то можно разработать такие коды с исправлением ошибок, которые позволят передавать данные с практически нулевой ошибкой, как бы шумен ни был канал. Он математически доказал, что идеальная связь возможна.
Работа Шеннона стала вершиной «развода» вычислений и физики. Информация окончательно превратилась в чистую, абстрактную математику. Но этот триумф таил в себе пророческое семя будущего воссоединения.
Именно в XX веке некоторые физики, в первую очередь Джон Арчибальд Уилер, начали выдвигать радикальную идею, выраженную в его знаменитом афоризме «it from bit» («всё из бита»). Эта гипотеза предполагает, что в самом фундаменте нашего мира лежит не материя и не энергия, а информация. Что элементарные частицы, поля и само пространство-время — это проявления обработки неких фундаментальных информационных битов.
Нигде эта шокирующая связь информации и космоса не проявилась так драматично, как в спорах о черных дырах. Фундаментальный постулат квантовой механики — унитарность — гласит, что эволюция любой замкнутой системы обратима во времени. Проще говоря, законы физики, описываемые унитарными операторами, гарантируют, что если вы знаете конечное состояние системы, вы всегда можете однозначно восстановить ее прошлое. Информация не может быть уничтожена. Но что происходит с информацией об объекте, который падает в черную дыру?
Стивен Хокинг изначально утверждал, что она исчезает навсегда, нарушая унитарность и вызывая кризис в теоретической физике. Решение начало появляться, когда физики, в первую очередь Яаков Бекенштейн и сам Хокинг, поняли, что у черных дыр есть энтропия. Подобно горячему газу, черная дыра обладает температурой и медленно "испаряется" через излучение Хокинга. Самым поразительным было то, что эта энтропия была пропорциональна не объему черной дыры (кубу ее радиуса), как можно было бы ожидать, а площади ее поверхности — квадрату радиуса. Это был шокирующий намек: вся информация о том, что упало внутрь, может быть как-то закодирована на двумерной поверхности горизонта событий. Сама формула энтропии Бекенштейна-Хокинга оказалась прямым аналогом энтропии Шеннона: она подсчитывала количество информации (в битах), необходимое для полного описания внутреннего состояния черной дыры.
Десятилетия спустя, после ожесточенных дебатов, Хокинг публично признал свою ошибку, согласившись, что информация все-таки должна как-то сохраняться и "утекать" обратно во Вселенную вместе с его излучением. Битва за судьбу одного бита, упавшего в черную дыру, доказала: информация — это не просто инженерное понятие, а фундаментальное свойство реальности, такое же незыблемое, как закон сохранения энергии.
Элегантная архитектура: Фон Нейман и призрак Бэббиджа
Шеннон дал миру язык для описания информации, но сами компьютеры, такие как ENIAC, все еще оставались грубыми гигантами. Их ахиллесовой пятой было программирование: для каждой новой задачи инженерам приходилось днями физически перекоммутировать тысячи кабелей. Программа была не кодом, а физической конфигурацией машины.
Решение этой проблемы предложил блестящий математик Джон фон Нейман, но он не начал с чистого листа. Казалось, механические монстры Чарльза Бэббиджа были давно забытым историческим курьезом. Однако фон Нейман знал о его «Аналитической машине». Именно там, в чертежах вековой давности, он нашел недостающий элемент: идею Бэббиджа об отделении «Склада» (памяти) от «Мельницы» (вычислительного устройства) и управления ими с помощью инструкций.
Фон Нейман, по сути, воскресил и перевел эту идею на язык электроники, формализовав изящную архитектуру хранимой программы. Идея была революционной: программа должна храниться в той же самой памяти, что и данные. Программа перестала быть проводами и превратилась в информацию — просто еще одну последовательность нулей и единиц. Это сделало компьютеры по-настоящему гибкими и универсальными. Вместо того чтобы быть структурой из проводов, программа становилась просто еще одним видом данных — последовательностью нулей и единиц. Это означало, что компьютер мог считывать, изменять и даже создавать собственные инструкции так же легко, как он обрабатывал числа. Это сделало компьютеры по-настоящему гибкими и универсальными, и именно эта архитектура лежит в основе почти всех компьютеров и по сей день.
Однако эта элегантная архитектура, разделившая вычисления на процессор (CPU) и память (RAM), создала фундаментальное ограничение, которое преследует нас и по сей день. Оно известно как «фон-неймановское узкое место» (von Neumann bottleneck). Суть его в том, что для любого, даже простейшего вычисления, процессору необходимо постоянно «перегонять» инструкции и данные из медленной памяти в свои быстрые регистры и обратно по относительно узкому каналу.
И этот компромисс тоже был унаследован напрямую от Бэббиджа. В его механическом мире данные точно так же должны были физически передаваться с валов «Склада» на шестерни «Мельницы» для обработки, а затем возвращаться обратно. Несмотря на это врожденное «узкое место», гибкость и мощь этой модели оказались настолько велики, что именно она легла в основу почти всех цифровых устройств, которыми мы пользуемся сегодня.
Sunday, November 09, 2025
Космический перелом: Вселенная замедляется, а открытие "тёмной энергии" было иллюзией?
На основе https://tsn.ua/ru/nauka_it/vselennaya-nachala-szhimatsya-astrofiziki-predlagayut-novyy-stsenariy-kontsa-sveta-2952944.html
Начиная с 1998 года, научная картина мира строилась на веских доказательствах того, что наша Вселенная не просто расширяется, а делает это с постоянным ускорением. Этот загадочный эффект объяснялся существованием неизвестной "тёмной энергии" — революционной концепции, за которую в 2011 году была присуждена Нобелевская премия. Но что, если этот краеугольный камень современной космологии оказался иллюзией?
Новая работа команды астрофизиков из Университета Йонсей ставит всё с ног на голову. Проанализировав данные из 300 галактик, они пришли к выводу, что расширение Вселенной, возможно, не ускоряется, а наоборот, начинает замедляться. Это открытие, опубликованное в престижном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, полностью противоречит устоявшемуся взгляду на космос.
«Если наши результаты подтвердятся, это станет значительным сдвигом в космологии с момента открытия темной энергии 27 лет назад», — заявил Янг-Вук Ли, соавтор исследования.
Ниже есть продолжение.
Суть проблемы, как выяснили авторы, кроется в наших главных измерительных инструментах — сверхновых типа Ia. Эти «космические свечи» оказались не такими уж «стандартными». Их реальная яркость, как оказалось, напрямую зависит от возраста звёздного населения в их материнской галактике. Сверхновые типа Ia, вспыхивающие в галактиках с молодыми, недавно сформировавшимися звёздами, систематически оказываются более тусклыми. Наоборот, в «старых» галактиках, населённых древними звёздами, эти взрывы выглядят ярче.
Именно этот эффект и создал иллюзию ускорения. Когда мы смотрим на далёкие уголки космоса, мы смотрим в прошлое. А в прошлом Вселенная была моложе, и в галактиках преобладали молодые звёзды. Поэтому далёкие сверхновые типа Ia казались нам тусклее, чем должны были быть, и мы ошибочно принимали их за более удалённые объекты. Как только учёные внесли поправку на этот возрастной фактор, мнимое ускорение исчезло. Более того, исправленные данные показали, что Вселенная уже замедляет своё расширение.
Если тёмная энергия действительно ослабевает, это радикально меняет наши прогнозы о конечной судьбе Вселенной. Прежние модели, основанные на постоянном ускорении, предсказывали либо «Большой разрыв» (где сама ткань пространства-времени разрывается на части), либо вечную «Большую заморозку» (бесконечное расширение и остывание до абсолютного нуля).
Новые данные открывают дверь к совершенно иным сценариям. Если ослабление тёмной энергии продолжится, гравитация может в конечном итоге возобладать, заставив Вселенную перейти от расширения к сжатию. Это не обязательно означает коллапс в сингулярность, как в классической модели «Большого Сжатия» (Big Crunch), являющейся зеркальным отражением Большого Взрыва. Многие современные гипотезы предполагают сценарий «Большого отскока», при котором Вселенная, достигнув точки максимальной плотности, начинает новый цикл расширения. Такая перспектива возрождает интерес к моделям «пульсирующей Вселенной», проходящей через бесконечные циклы рождения и смерти.
«Вместо того чтобы закончиться Большим разрывом, теперь возможен Большой коллапс», — резюмирует Ли, имея в виду сам процесс сжатия как альтернативу вечному расширению.
В настоящее время научное сообщество с нетерпением ждёт новых данных от строящейся обсерватории Веры Рубин, которые позволят проанализировать уже 20 тысяч галактик. Это исследование может окончательно подтвердить или опровергнуть новую теорию и разрешить одну из самых больших тайн космоса.
В чём суть проблемы: "космическая свеча" оказалась ненадёжной
1. Сверхновые как "стандартные свечи": Для измерения огромных космических расстояний астрономы используют взрывы белых карликов — сверхновые типа Ia. Долгое время считалось, что их пиковая яркость после определённых поправок всегда одинакова. Наблюдая, насколько тусклой выглядит сверхновая, можно было рассчитать расстояние до неё и, таким образом, измерить скорость расширения Вселенной в разные эпохи.
2. Возрастная предвзятость: Исследование выявило критический недочёт в этом методе. Анализ галактик-хозяев показал, что сверхновые, происходящие от молодых звёзд, систематически кажутся более тусклыми, чем те, что рождаются в старых звёздных системах. Эта корреляция между яркостью и возрастом оказалась статистически значимой на уровне 5,5σ (сигма) — это означает, что вероятность случайного совпадения составляет примерно один шанс на миллиард.
3. Иллюзия ускорения: В далёких (а значит, более молодых) областях Вселенной преобладают молодые звёзды. Из-за этого сверхновые там кажутся нам тусклее, чем они есть на самом деле, создавая ложное впечатление, что они находятся дальше, чем ожидалось. Именно это систематическое "потускнение" далёких сверхновых и было неверно истолковано как признак ускоренного расширения космоса.
После внесения поправки на возраст звёзд-прародителей разрозненные данные от разных методов наблюдения внезапно сложились в единую и непротиворечивую картину.
Согласие с новейшими данными: как три независимых свидетеля пришли к единому мнению
Представьте, что историю расширения Вселенной расследуют три независимых свидетеля, каждый из которых использует свой уникальный метод. Долгое время их показания не совсем сходились.
* Свидетель №1: Реликтовое излучение (CMB). Это самый старый и мудрый свидетель. CMB (Cosmic Microwave Background) — это, по сути, «фотография» Вселенной в её младенчестве, самое первое излучение, которое стало свободно распространяться после Большого Взрыва. Оно задаёт начальные условия — какой была Вселенная в самом начале пути. Его показания говорили: «Мои данные о ранней Вселенной с трудом укладываются в общую картину, если верить, что расширение ускоряется так, как говорят Сверхновые типа Ia».
* Свидетель №2: Барионные акустические осцилляции (BAO). Этот свидетель использует «космическую линейку». BAO (Baryonic Acoustic Oscillations) — это гигантские звуковые волны, которые распространялись в плотной «каше» ранней Вселенной. Когда Вселенная остыла, эти волны застыли, оставив после себя характерный рисунок в распределении галактик на огромных масштабах. Зная истинный размер этого рисунка, мы можем измерять расстояния и историю расширения. Этот метод с беспрецедентной точностью использует проект DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) — самый мощный на сегодня картограф Вселенной. Его показания были такими: «Данные намекают на ускорение в далёком прошлом, но в более близкой к нам Вселенной есть некоторое напряжение и несостыковки с показаниями Сверхновых типа Ia».
* Свидетель №3: Сверхновые типа Ia. Это «космические маяки» — взрывы звёзд, которые долгое время считались «стандартными свечами». Идея проста: зная их истинную яркость, можно по видимой тусклости определить расстояние. Именно этот свидетель в 1998 году громче всех заявил: «Вселенная точно ускоряется!»
Что произошло после коррекции?
Исследование из Университета Йонсей, по сути, доказало, что свидетель №3 (Сверхновые типа Ia) был введён в заблуждение из-за «возрастной предвзятости». После того как его показания были скорректированы, произошло чудо: все три свидетеля начали рассказывать одну и ту же историю.
Скорректированные данные по сверхновым типа Ia теперь идеально ложатся на модель, которую независимо строили BAO и CMB. Исчезло «напряжение», которое годами беспокоило космологов. Три мощнейших и совершенно разных метода наблюдения за космосом — «фотография» младенчества Вселенной, её «космическая линейка» и её «космические маяки» — пришли к единому и шокирующему выводу, который прямо противоречит старой модели постоянной тёмной энергии.
Колоссальное расхождение со старой моделью
Когда эти три теперь согласующихся набора данных объединили, их статистическая мощь многократно возросла. Их сравнили со стандартной космологической моделью (ΛCDM), где тёмная энергия (Λ, "Лямбда") — это постоянная, неизменная сила, как педаль газа, зажатая в одном положении.
Результат оказался ошеломляющим. Расхождение между реальностью (объединёнными данными) и старой теорией (ΛCDM) составило более 9σ (девяти сигма). В физике частиц результат в 5σ считается "открытием". Уровень в 9σ — это статистический нокаут. Вероятность того, что такое расхождение является случайностью, практически равна нулю.
Это уже не "несостыковка". Это статистический приговор, который с подавляющей вероятностью отвергает гипотезу о том, что тёмная энергия — это константа. Данные указывают на то, что тёмная энергия была сильной в прошлом, но со временем ослабела, и сейчас гравитация начинает брать верх, вызывая замедление расширения.
Почему это революция?
* Конец эпохи ускорения? Если выводы верны, это означает, что "тёмная энергия" — не вечная сила, а динамическая сущность, которая ослабевает. Вселенная уже миновала пик своего ускорения и вступила в фазу торможения.
* Другое будущее для Вселенной: Это кардинально меняет наши представления о будущем. Вместо вечного расширения и "Большого разрыва" нас может ожидать "Большой хруст" — сценарий, в котором расширение сменится сжатием.
* Ожидание окончательного вердикта: Все точки над "i" расставит телескоп обсерватории Веры Рубин. Его будущие данные позволят с высочайшей точностью измерить возрасты тысяч галактик и дать окончательный ответ на этот вопрос.
В общем, наша устоявшаяся картина Вселенной трещит по швам. Возможно, "тёмная энергия" — это не вечный ускоритель, а временный "газ в педаль". Это исследование открывает дверь к совершенно новой физике и, возможно, знаменует начало новой эпохи в астрономии.
Начиная с 1998 года, научная картина мира строилась на веских доказательствах того, что наша Вселенная не просто расширяется, а делает это с постоянным ускорением. Этот загадочный эффект объяснялся существованием неизвестной "тёмной энергии" — революционной концепции, за которую в 2011 году была присуждена Нобелевская премия. Но что, если этот краеугольный камень современной космологии оказался иллюзией?
Новая работа команды астрофизиков из Университета Йонсей ставит всё с ног на голову. Проанализировав данные из 300 галактик, они пришли к выводу, что расширение Вселенной, возможно, не ускоряется, а наоборот, начинает замедляться. Это открытие, опубликованное в престижном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, полностью противоречит устоявшемуся взгляду на космос.
«Если наши результаты подтвердятся, это станет значительным сдвигом в космологии с момента открытия темной энергии 27 лет назад», — заявил Янг-Вук Ли, соавтор исследования.
Ниже есть продолжение.
Суть проблемы, как выяснили авторы, кроется в наших главных измерительных инструментах — сверхновых типа Ia. Эти «космические свечи» оказались не такими уж «стандартными». Их реальная яркость, как оказалось, напрямую зависит от возраста звёздного населения в их материнской галактике. Сверхновые типа Ia, вспыхивающие в галактиках с молодыми, недавно сформировавшимися звёздами, систематически оказываются более тусклыми. Наоборот, в «старых» галактиках, населённых древними звёздами, эти взрывы выглядят ярче.
Именно этот эффект и создал иллюзию ускорения. Когда мы смотрим на далёкие уголки космоса, мы смотрим в прошлое. А в прошлом Вселенная была моложе, и в галактиках преобладали молодые звёзды. Поэтому далёкие сверхновые типа Ia казались нам тусклее, чем должны были быть, и мы ошибочно принимали их за более удалённые объекты. Как только учёные внесли поправку на этот возрастной фактор, мнимое ускорение исчезло. Более того, исправленные данные показали, что Вселенная уже замедляет своё расширение.
Если тёмная энергия действительно ослабевает, это радикально меняет наши прогнозы о конечной судьбе Вселенной. Прежние модели, основанные на постоянном ускорении, предсказывали либо «Большой разрыв» (где сама ткань пространства-времени разрывается на части), либо вечную «Большую заморозку» (бесконечное расширение и остывание до абсолютного нуля).
Новые данные открывают дверь к совершенно иным сценариям. Если ослабление тёмной энергии продолжится, гравитация может в конечном итоге возобладать, заставив Вселенную перейти от расширения к сжатию. Это не обязательно означает коллапс в сингулярность, как в классической модели «Большого Сжатия» (Big Crunch), являющейся зеркальным отражением Большого Взрыва. Многие современные гипотезы предполагают сценарий «Большого отскока», при котором Вселенная, достигнув точки максимальной плотности, начинает новый цикл расширения. Такая перспектива возрождает интерес к моделям «пульсирующей Вселенной», проходящей через бесконечные циклы рождения и смерти.
«Вместо того чтобы закончиться Большим разрывом, теперь возможен Большой коллапс», — резюмирует Ли, имея в виду сам процесс сжатия как альтернативу вечному расширению.
В настоящее время научное сообщество с нетерпением ждёт новых данных от строящейся обсерватории Веры Рубин, которые позволят проанализировать уже 20 тысяч галактик. Это исследование может окончательно подтвердить или опровергнуть новую теорию и разрешить одну из самых больших тайн космоса.
В чём суть проблемы: "космическая свеча" оказалась ненадёжной
1. Сверхновые как "стандартные свечи": Для измерения огромных космических расстояний астрономы используют взрывы белых карликов — сверхновые типа Ia. Долгое время считалось, что их пиковая яркость после определённых поправок всегда одинакова. Наблюдая, насколько тусклой выглядит сверхновая, можно было рассчитать расстояние до неё и, таким образом, измерить скорость расширения Вселенной в разные эпохи.
2. Возрастная предвзятость: Исследование выявило критический недочёт в этом методе. Анализ галактик-хозяев показал, что сверхновые, происходящие от молодых звёзд, систематически кажутся более тусклыми, чем те, что рождаются в старых звёздных системах. Эта корреляция между яркостью и возрастом оказалась статистически значимой на уровне 5,5σ (сигма) — это означает, что вероятность случайного совпадения составляет примерно один шанс на миллиард.
3. Иллюзия ускорения: В далёких (а значит, более молодых) областях Вселенной преобладают молодые звёзды. Из-за этого сверхновые там кажутся нам тусклее, чем они есть на самом деле, создавая ложное впечатление, что они находятся дальше, чем ожидалось. Именно это систематическое "потускнение" далёких сверхновых и было неверно истолковано как признак ускоренного расширения космоса.
После внесения поправки на возраст звёзд-прародителей разрозненные данные от разных методов наблюдения внезапно сложились в единую и непротиворечивую картину.
Согласие с новейшими данными: как три независимых свидетеля пришли к единому мнению
Представьте, что историю расширения Вселенной расследуют три независимых свидетеля, каждый из которых использует свой уникальный метод. Долгое время их показания не совсем сходились.
* Свидетель №1: Реликтовое излучение (CMB). Это самый старый и мудрый свидетель. CMB (Cosmic Microwave Background) — это, по сути, «фотография» Вселенной в её младенчестве, самое первое излучение, которое стало свободно распространяться после Большого Взрыва. Оно задаёт начальные условия — какой была Вселенная в самом начале пути. Его показания говорили: «Мои данные о ранней Вселенной с трудом укладываются в общую картину, если верить, что расширение ускоряется так, как говорят Сверхновые типа Ia».
* Свидетель №2: Барионные акустические осцилляции (BAO). Этот свидетель использует «космическую линейку». BAO (Baryonic Acoustic Oscillations) — это гигантские звуковые волны, которые распространялись в плотной «каше» ранней Вселенной. Когда Вселенная остыла, эти волны застыли, оставив после себя характерный рисунок в распределении галактик на огромных масштабах. Зная истинный размер этого рисунка, мы можем измерять расстояния и историю расширения. Этот метод с беспрецедентной точностью использует проект DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) — самый мощный на сегодня картограф Вселенной. Его показания были такими: «Данные намекают на ускорение в далёком прошлом, но в более близкой к нам Вселенной есть некоторое напряжение и несостыковки с показаниями Сверхновых типа Ia».
* Свидетель №3: Сверхновые типа Ia. Это «космические маяки» — взрывы звёзд, которые долгое время считались «стандартными свечами». Идея проста: зная их истинную яркость, можно по видимой тусклости определить расстояние. Именно этот свидетель в 1998 году громче всех заявил: «Вселенная точно ускоряется!»
Что произошло после коррекции?
Исследование из Университета Йонсей, по сути, доказало, что свидетель №3 (Сверхновые типа Ia) был введён в заблуждение из-за «возрастной предвзятости». После того как его показания были скорректированы, произошло чудо: все три свидетеля начали рассказывать одну и ту же историю.
Скорректированные данные по сверхновым типа Ia теперь идеально ложатся на модель, которую независимо строили BAO и CMB. Исчезло «напряжение», которое годами беспокоило космологов. Три мощнейших и совершенно разных метода наблюдения за космосом — «фотография» младенчества Вселенной, её «космическая линейка» и её «космические маяки» — пришли к единому и шокирующему выводу, который прямо противоречит старой модели постоянной тёмной энергии.
Колоссальное расхождение со старой моделью
Когда эти три теперь согласующихся набора данных объединили, их статистическая мощь многократно возросла. Их сравнили со стандартной космологической моделью (ΛCDM), где тёмная энергия (Λ, "Лямбда") — это постоянная, неизменная сила, как педаль газа, зажатая в одном положении.
Результат оказался ошеломляющим. Расхождение между реальностью (объединёнными данными) и старой теорией (ΛCDM) составило более 9σ (девяти сигма). В физике частиц результат в 5σ считается "открытием". Уровень в 9σ — это статистический нокаут. Вероятность того, что такое расхождение является случайностью, практически равна нулю.
Это уже не "несостыковка". Это статистический приговор, который с подавляющей вероятностью отвергает гипотезу о том, что тёмная энергия — это константа. Данные указывают на то, что тёмная энергия была сильной в прошлом, но со временем ослабела, и сейчас гравитация начинает брать верх, вызывая замедление расширения.
Почему это революция?
* Конец эпохи ускорения? Если выводы верны, это означает, что "тёмная энергия" — не вечная сила, а динамическая сущность, которая ослабевает. Вселенная уже миновала пик своего ускорения и вступила в фазу торможения.
* Другое будущее для Вселенной: Это кардинально меняет наши представления о будущем. Вместо вечного расширения и "Большого разрыва" нас может ожидать "Большой хруст" — сценарий, в котором расширение сменится сжатием.
* Ожидание окончательного вердикта: Все точки над "i" расставит телескоп обсерватории Веры Рубин. Его будущие данные позволят с высочайшей точностью измерить возрасты тысяч галактик и дать окончательный ответ на этот вопрос.
В общем, наша устоявшаяся картина Вселенной трещит по швам. Возможно, "тёмная энергия" — это не вечный ускоритель, а временный "газ в педаль". Это исследование открывает дверь к совершенно новой физике и, возможно, знаменует начало новой эпохи в астрономии.
Роскомнадзор сможет отключить Рунет от глобального интернета
Регулятор получит право блокировать сайты, перенаправлять трафик и полностью отключать российский сегмент сети. К такой мере он сможет прибегать с 1 марта при угрозах "устойчивости и безопасности".
Ниже есть продолжение.
Правительство России наделило Роскомнадзор (РКН) правом ограничивать или полностью отключать Рунет от глобального интернета. Соответствующие "правила централизованного управления сетью связи общего пользования" вступят в силу 1 марта 2026 года, сообщили в воскресенье, 9 ноября, российские СМИ со ссылкой на соответствующее постановление правительства РФ.https://www.dw.com/ru/roskomnadzor-polucil-pravo-izolirovat-runet-ot-globalnogo-interneta/a-74678649
Согласно документу, регулятор сможет воспользоваться своими полномочиями при возникновении угроз "устойчивости, безопасности и целостности" функционирования интернета в России. К таким угрозам отнесены аварии и перегрузки узлов связи, сбои в работе критически важных объектов, кибератаки, распространение запрещенного контента, а также нарушение взаимодействия между российскими и зарубежными сетями и невозможность обмена информацией внутри страны.
Обязательные к исполнению команды
В случае возникновения угроз РКН получит право отдавать обязательные к исполнению команды операторам и провайдерам: ограничивать доступ к интернет-ресурсам, перенаправлять трафик через собственные технические средства, изменять маршруты передачи данных и активировать фильтры. При необходимости ведомство сможет полностью изолировать российский сегмент сети.
Регламент реагирования на инциденты будет утверждаться по согласованию с Минцифры и ФСБ. Операторов связи обяжут назначить ответственных за взаимодействие с Роскомнадзором и предоставить техническую возможность для сбора данных о работе сетей.
Контроль и возможные последствия
Поставщики услуг смогут обращаться с претензиями к Роскомнадзору, если технические средства ведомства будут блокировать легальный контент. В отдельных случаях им разрешат временно направлять трафик в обход систем РКН при условии уведомления регулятора.
Власти РФ объясняют введение новых правил "необходимостью обеспечить устойчивость и целостность работы интернета". По словам политолога Ильи Гращенкова, с вступлением документа в силу россиянам стоит готовиться к ограничению или нестабильности доступа к международным ресурсам.
"Новые правила переводят российский интернет в режим управляемой экосистемы, где приоритетом становится контроль, безопасность и устойчивость с точки зрения национальных интересов. Вероятность фрагментации российского интернета и его отключения от глобальной сети теперь стала вполне реальной", - констатировал эксперт.
Cегодня Израиль завершил операцию "Несокрушимая скала"
Утром 1 августа 2014 года в дни операции "Несокрушимая скала" было объявлено 72-часовое гуманитарное прекращение огня.... В тот день, ранним утром, вступило в силу гуманитарное перемирие между Израилем и ХАМАСом, которое по договоренности должно было стать окончанием очередного витка противостояния.. Однако уже через час после его объявления бойцы бригады «Гивати», в составе которой служил Голдин, оказались под огнем террористов в районе Рафиаха, на юге сектора...Палестинские боевики из подземного туннеля атаковали подразделение разведроты "Гивати"...
В том бою погибли бойцы Беная Сарэль и Лиэль Гидеони. Тяжелораненного hадара Гольдина боевики затащили в туннель.
Позже эксперты пришли к выводу, что он почти сразу же погиб. Его официально признали павшим, чье место захоронения неизвестно.
Поняв, что произошло похищение, армия задействовала экстренный протокол "Ганнибал", призванный уничтожить похитителей - район подвергся интенсивного артиллерийскому обстрелу. Но боевикам удалось уйти.
Вплоть до атаки 7 октября ХАМАС удерживал тела двух бойцов, павших в той летней войне - hадара Гольдина и Орона Шауля. 11 лет.
Останки Орона Шауля удалось вернуть в январе 2025 года.
Сегодня [останки] hадара Гольдина вернулись домой.
Если верно выражение «война заканчивается, когда похоронен последний солдат», то сегодня Израиль завершил операцию «Несокрушимая скала».
https://t.me/voinasordoy/5050
https://t.me/mideastr/8788
https://t.me/romanaboutmeast/7387
Thursday, November 06, 2025
Trader who inspired The Big Short bets against AI as tech shares fall (English, Russian)
https://www.bbc.com/news/articles/c867vyn2evlo
Трейдер, вдохновивший фильм «Игра на понижение» (англ. The Big Short), ставит против ИИ на фоне падения акций техкомпаний.
Опасения по поводу оценки ИИ захватили и США после того, как стало известно, что трейдер, вдохновивший фильм «Игра на понижение» (англ. The Big Short), поставил 1,1 млрд долларов (840 млн фунтов) на падение цен акций компаний, связанных с ИИ, — Nvidia и Palantir.
Инвестор хедж-фонда Майкл Бёрри в фильме «Игра на понижение» (англ. The Big Short) 2015 года (фильм о трейдерах, заработавших миллионы на предсказании краха пузыря на рынке жилья США в 2008 году) обратил внимание на ИИ.
Компания г-на Бёрри раскрыла, что приобрела финансовые продукты, называемые опционами, которые принесут выплату, если цена акций связанных с ИИ компаний Nvidia и Palantir упадёт.
Трейдер, вдохновивший фильм «Игра на понижение» (англ. The Big Short), ставит против ИИ на фоне падения акций техкомпаний.
Опасения по поводу оценки ИИ захватили и США после того, как стало известно, что трейдер, вдохновивший фильм «Игра на понижение» (англ. The Big Short), поставил 1,1 млрд долларов (840 млн фунтов) на падение цен акций компаний, связанных с ИИ, — Nvidia и Palantir.
Инвестор хедж-фонда Майкл Бёрри в фильме «Игра на понижение» (англ. The Big Short) 2015 года (фильм о трейдерах, заработавших миллионы на предсказании краха пузыря на рынке жилья США в 2008 году) обратил внимание на ИИ.
Компания г-на Бёрри раскрыла, что приобрела финансовые продукты, называемые опционами, которые принесут выплату, если цена акций связанных с ИИ компаний Nvidia и Palantir упадёт.
Wednesday, November 05, 2025
Скончался бывший вице-президент США Дик Чейни
В США на 85-м году жизни скончался бывший вице-президент Дик Чейни, занимавший эту должность в 2001-2009 годах, на протяжении двух каденций президента Джорджа Буша-мл. Представитель правого крыла Республиканской партии был многолетним противником нынешнего президента Дональда Трампа.
Как сообщила семья, причиной смерти стали осложнения воспаления легких и сердечно-сосудистые заболевания. Он скончался в окружении семьи, в том числе супруги Линн и дочерей Лиз и Мэри.
...Дик Чейни, жесткий консерватор, ставший одной из самых могущественных и спорных фигур в американской политике...Чейни был ведущим сторонником вторжения в Ирак и одним из самых влиятельных вице-президентов в истории страны.
Чейни служил при двух президентах - Джордже Буше-старшем и Джордже Буше-младшем. Под руководством первого Чейни возглавлял министерство обороны и руководил операцией в Персидском заливе, а при втором стал вице-президентом, фактически выполняя функции "операционного директора" администрации. Он играл ключевую роль в принятии многих важнейших решений президента, оставаясь активным политиком, несмотря на десятилетия проблем со здоровьем и перенесенную пересадку сердца...
...Его вице-президентство пришлось на эпоху глобальной борьбы с терроризмом...В годы работы в Белом доме Чейни превратил должность вице-президента из церемониальной в инструмент реальной власти. Он влиял на политику в отношении Ирака, борьбы с терроризмом, а также президентских полномочий, энергетики и других ключевых направлений консервативной повестки...
Ниже есть продолжение.
...Критика в адрес Трампаhttps://www.newsru.co.il/world/4nov2025/che_202.html
"За всю 246-летнюю историю нашей страны не было человека, представлявшего для нашей республики большую угрозу, чем Дональд Трамп", - сказал Чейни в телерекламе в поддержку своей дочери Лиз. По его словам, Трамп "пытался украсть прошлые выборы, используя ложь и насилие, чтобы удержаться у власти после того, как избиратели отвергли его".
Спустя годы после ухода из администрации Дик Чейни стал объектом нападок Трампа, особенно после того как его дочь Лиз возглавила критику экс-президента и участвовала в расследовании его действий во время штурма Капитолия 6 января 2021 года.
В 2024 году, к удивлению многих демократов его эпохи, Чейни заявил, что голосует за Камалу Харрис, чтобы не допустить возвращения Трампа в Белый дом.
Ошибки и потери влияния
Дик Чейни оставался убежденным сторонником войны в Ираке, хотя со временем оказался неправ во многих прогнозах, отмечает агентство AP. Он утверждал, что у Саддама Хусейна были связи с террористами, которых на самом деле не существовало, и что американцев якобы встретят в Ираке "как освободителей" - этого тоже не произошло. В 2005 году Чейни заявил, что иракское восстание "находится на последнем издыхании", хотя на тот момент погибли более 1660 американских военнослужащих - меньше половины окончательных потерь.
К концу второго срока Буша влияние Чейни ослабло. Судебные решения ограничивали расширение президентских полномочий и использование жестких методов допроса, которые он продвигал. Его жесткая позиция по Ирану и Северной Корее тоже не была полностью принята в Белом доме...
...Чейни славился замкнутостью и закулисным стилем управления. Его считали человеком, держащим власть "из тени". Он сам шутил об этом: "Я злой гений в углу, которого никто не видит? Вообще-то, это удобный способ работать", - говорил он.
От Конгресса до Halliburton
Политическая карьера Чейни началась в 1968 году, когда он приехал в Вашингтон в качестве стипендиата Конгресса. Он стал протеже конгрессмена Дональда Рамсфелда (республиканца от Иллинойса), служил у него в двух ведомствах и в администрации Джеральда Форда, прежде чем в 34 года был назначен главой аппарата Белого дома - самым молодым в этой должности.
После 14 месяцев на этом посту Чейни вернулся в Вайоминг и баллотировался в Палату представителей, несмотря на перенесенный сердечный приступ. Он шутил, что организует группу "Сердечники за Чейни". Политик уверенно победил и переизбирался еще пять раз.
В 1989 году Чейни возглавил министерство обороны при Джордже Буше-старшем и руководил Пентагоном во время войны в Персидском заливе. Между двумя администрациями Бушей Чейни возглавлял базирующуюся в Далласе корпорацию Halliburton - крупную инжиниринговую и строительную компанию, работающую для нефтяной отрасли.
Семья и последние годы
После ухода из политики Чейни жил в Джексон-Хоуле, штат Вайоминг. Его дочь Лиз позже избралась в Конгресс, заняв его бывшее место. В 2022 году Чейни активно поддерживал дочь, когда она совмещала руководство расследованием штурма Капитолия с кампанией по переизбранию. Несмотря на одобрение демократов и политических наблюдателей, Лиз Чейни потерпела сокрушительное поражение на праймериз Республиканской партии.
Дик Чейни родился в Линкольне, штат Небраска, в семье сотрудника министерства сельского хозяйства. Он вырос в Каспер, штат Вайоминг, был президентом выпускного класса и капитаном футбольной команды (речь идет об американском футболе - Ред.) Поступив в Йельский университет по стипендии, но уже через год оставил учебу из-за плохих оценок. Позже окончил Вайомингский университет. Чейни возобновил отношения со своей школьной возлюбленной Линн Энн Винсент и женился на ней в 1964 году. У него остались жена и две дочери - Лиз и Мэри.
https://www.dw.com/ru/skoncalsa-byvsij-viceprezident-ssa-dik-cejni/a-74611285
Правительство продвигает законопроект, дающий раввинату полномочия проверять еврейство кого угодно
Полностью.
Ниже есть продолжение.
Новый правительственный законопроект, подготовленный министерством по делам религий, предлагает существенно расширить полномочия раввинских судов и предоставить им право инициировать процедуру проверки еврейского происхождения любого человека – даже если он не инициировал этот процесс и не знает о его проведении. При этом решение раввинского суда о статусе человека будет обязательным к исполнению всеми государственными организациями, включая Управление регистрации населения и миграции, сообщает во вторник, 4 ноября, "Исраэль а-Йом".
...Представители организации "Итим" , комментируя законопроект, указывают, что он превращает всех граждан Израиля по умолчанию в "условных евреев", позволяя любому человеку обратиться в раввинат и инициировать проверку еврейства любого другого – в том числе из корыстных побуждений, из мести или любого другого мотива. ..
Ниже есть продолжение.
Если законопроект будет принят, он существенно изменит соотношение сил и полномочий между гражданскими и религиозными структурами, и значительно повлияет на жизнь и благополучие огромного количества людей – прежде всего, репатриантов из бывшего СССР и выходцев из их семей.https://www.newsru.co.il/community/4nov2025/azaa502.html
Поскольку до сих пор в Израиле действовало фактически две отдельные системы – гражданская система Управления регистрации народонаселения и миграции, фиксировавшая данные о национальной и религиозной принадлежности, и религиозная система Главного раввината и раввинских судов, проверявших еврейство исключительно в рамках подготовки к браку – новый законопроект изменит эту ситуацию, обязывая государственную систему признавать любое решение раввината.
Законопроект является официальной правительственной законодательной инициативой, и в ближайшие дни он должен поступить на обсуждение и голосование в Кнессете в первом чтении. В пояснении к законопроекту указано, что его цель – укрепить статус раввинских судов и узаконить их роль в решениях, касающихся еврейской идентичности граждан, с тем чтобы установить "единый стандарт в вопросах регистрации".
Противники законопроекта утверждают, что законопроект размывает границу между религией и государством и обязывает гражданские органы подчиняться религиозным нормам. При этом новый закон, если он будет принят, наделяет отделы по проверке еврейства и регистрирующих браки раввинов широчайшими полномочиями, позволяющими по собственной инициативе открыть дело о "проверке еврейства" абсолютно любого человека без его ведома.
Представители организации "Итим" , комментируя законопроект, указывают, что он превращает всех граждан Израиля по умолчанию в "условных евреев", позволяя любому человеку обратиться в раввинат и инициировать проверку еврейства любого другого – в том числе из корыстных побуждений, из мести или любого другого мотива.
Никаких условий и критериев для начала таких проверок законопроект не предусматривает. Более того, он позволяет включить в процесс проверки еврейства и ближайших родственников человека – родителей, детей, братьев и сестер. Если кто-либо из членов семьи будет признан "неевреем", остальным придется либо пройти проверки и самостоятельно доказывать свое еврейство, либо попасть в список лиц, которым запрещено заключать брак через раввинат.
Данная инициатива нарушает право на частную жизнь и создает неприемлемое давление на людей, заставляя их участвовать в религиозной процедуре с крайне серьезными последствиями для них самих и для их близких. При этом во многих случаях получить дополнительные "доказательства", которые раввинат сочтет удовлетворительными, попросту невозможно – из-за уничтоженных архивов как во времена Холокоста, так и во время современных войн.
Издание подчеркивает, что если инициатива будет утверждена, раввинатские суды получат беспрецедентные полномочия, и будет изменен как принцип определения государством того, кто является евреем, таки и то, как сами евреи определяют свою идентичность.
Кнессет одобрил спорный законопроект о реформе телевещания
Заметка полностью.
Ниже есть продолжение.
В ночь с понедельника на вторник (4 ноября) Кнессет одобрил в первом чтении законопроект о реформе вещания, продвигаемый министром связи Шломо Караи.
Согласно законопроекту, будет создан новый регулирующий орган "Управление по вопросам вещания", который почти напрямую будет подчиняться министру связи. Кроме того, министр связи получает полномочия назначать 5 из 7 членов этого управления. Новая структура получит полномочия штрафовать телеканалы, причем штраф может составлять до 1% от доходов каналов. Министр также сможет дополнять и менять список нарушений, за которые предусмотрены санкции.
Ниже есть продолжение.
Кроме того, реформа отменяет разделение между владельцами телеканалов и редакциями новостей, действовавшее как защита от давления и посягательств на свободу слова. Теперь владельцы смогут напрямую вмешиваться в редакционную политику.https://www.newsru.co.il/rest/4nov2025/karai_ar.html
Еще одно нововведение – отмена требования к владельцам инвестировать в новостные службы минимум 55 миллионов шекелей в год. Это означает, что владельцы каналов могут сокращать бюджеты новостных служб, делая ставку на развлекательный контент. Кроме того, отмена такого обязательства может стать инструментов давления владельцев каналов на новостные службы.
Ещё один пункт реформы предполагает, что компании yes и HOT будут обязаны передавать государству все данные о телерейтингах. Если сегодня измерением рейтингов занимается независимый совет, то государственная служба, осуществляющая эту функцию, будет полностью подконтрольна власти. В результате власти смогут перенаправлять рекламные бюджеты в лояльные СМИ.
"Речь идёт не просто о регулировании СМИ, а о создании системы страха и зависимости", цитирует Mako представителей израильской медиаиндустрии. По сути, добавляют они, власть хочет, чтобы СМИ занимались не расследованиями, а борьбой за собственное выживание.
Subscribe to:
Comments (Atom)