Professor Grigory Kabatiansky: "Vi er ikke truet af den videnskabelige og teknologiske revolution."

Professor Grigory Kabatiansky: “Vi er ikke truet af den videnskabelige og teknologiske revolution.”

Interview af Olga Volkova med Grigory Kabatiansky
"Science and Life" №8, 2017

Centenaryet af fødslen af ​​"den digitale ars fader" af amerikansk videnskabsmand Claude Shannon, der skabte teori om information, uden hvilken der ikke ville være moderne kommunikationssystemer, herunder mobil, er gået. Den matematiske teori om kryptografi – videnskaben om hvordan man sikrer informationens fortrolighed og dataintegritet er også hans fortjeneste. Lægen i fysiske og matematiske videnskaber fortæller om resultaterne fra det sidste universelle geni i det 20. århundrede og om udsigterne for teknologierne fra det 21. århundrede. Gregory Kabatiansky, Rådgiver for rektor for videnskab, Skolkovo Institut for Videnskab og Teknologi (Skoltech), Professor ved Det Naturvidenskabelige Fakultet ved Nationalforskningsuniversitetet Higher School of Economics. Konversation fører Olga Volkova.

Læge i fysiske og matematiske videnskaber Grigorii Anatolyevich Kabatiansky. Foto af Vitaly Shustikov

– Grigory Anatolyevich, kryptografiens historie er fire tusinde år gammel. Hvad er Claude Shannons geni og nyhed?

– Shannon blev kryptografi fra kunst, som det var fire tusind år gammel, til en videnskab og satte det på et solidt matematisk grundlag. Samtidig ser det ud til mig, at han ikke ønskede at udføre videnskab for videnskabens skyld og altid havde i tankerne en slags slutresultat.En sjælden kombination af teknik og matematisk sind! Som teenager lavede han en "trådløs telegraf" for at kommunikere med en ven, der boede en mil fra ham. Han har allerede skabt teori om information, og han opfandt den elektromekaniske mus, som ledte efter en vej ud af labyrinten. Og det var et af de første eksperimenter i kunstig intelligens, der er så populær i dag (selvom jeg foretrækker at sige "kunstig intelligens"). I 1961 skabte Claude Shannon sammen med professor i matematik Ed Thorp den første bærbare computer i verden. Det var ikke en bærbar computer i den nuværende betydning af ordet, men det var en specialiseret maskine til vurdering af sandsynligheden for at spille kort. Han og Thorp gik til Las Vegas, håbede at vinde roulette og kort ved hjælp af deres skrivemaskine, spillede og vandt! En interessant historie, men Thorpe stoppede ikke ved dette, skabte et hold, der gik til kasinoet, og meget senere blev det til scriptet af den ret populære amerikanske film "Enogtyve" (2008).

Shannon Mouse

Efter at have skabt epokale værker om informationsteori ville en almindelig person tilbringe resten af ​​sit liv dyrke det åbne felt. Men Shannon opgav teorien om information, skiftede til computere og til en vis grad til det menneskelige sind.Især i 1950 skrev han en af ​​de første artikler om programmering af en computer til at spille skak. I samme 1950 skabte han måske sin mest berømte robot – en mekanisk mus, som kunne finde og huske en sti i en labyrint. Shannon kaldte hende Tesey til ære for den antikke græske helt, der vandt Minotaur i labyrinten, hvorfra han da kunne flygte. Det var verdens første selvlærende kunstige enhed.

Claude Shannon installerer "Theseus" i labyrinten. 1952. Foto: Bells Labs

Shannon's mus var en permanent magnet i et træhus med et ledende overskæg på hjul. Det bevægede sig gennem en labyrint på 25 firkanter adskilt af vilkårligt bevægelige aluminiumpartitioner. Under labyrinten var et kredsløb af flere dusin elektromekaniske relæer, der styrede musen gennem elektromagneter. Da musen løb over væggene lukkede hun deres kontakter med antennerne. Ifølge en given algoritme fandt musen en vej ud af labyrinten, og ordningen huskede sin vej. Næste gang musen ikke vandrede. Hun kunne placeres hvor som helst hun var, og hun gik direkte til målet.Når musen blev placeret i et ukendt område, begyndte mekanismen at søge efter en allerede kendt placering.

En kortfilm blev skudt om Theseus, og Shannon fik stjernens berømmelse. Og lignende enheder betragtes stadig som en del af programmerne til oprettelse af selvlærende maskiner.

– Hvad gjorde han under anden verdenskrig?

– Under krigen arbejdede Shannon for krigen: engageret i matematisk kryptografi. Jeg er sikker på, at det var så, at han forstod, hvilke oplysninger der er, og hvordan man måler det. I 1940 forsvarede Shannon formelt formidling i matematik, men som han ville sige i dag, hans afhandling på tværs af videnskab, tværfaglig. Det hedder "Algebra for teoretisk genetik". Så han havde allerede erfaringerne med at "introducere" matematik til andre områder af viden. Men da i slutningen af ​​1940'erne hans hovedarbejde blev offentliggjort i pressen, anerkendte de amerikanske matematikere ikke hans resultater og fandt ud af, at der ikke var strenge beviser. Men de anerkendte sovjetiske. Især Andrei Nikolaevich Kolmogorov, en af ​​grundlæggerne af den moderne sandsynlighedsteori og især teorien om information. Nogle af Kolmogorovs fremragende resultater fra 1950'erne og 1960'erne er inspireret af Claude Shannon's værker.

I 1948 offentliggjorde Shannon en artikel "The Mathematical Theory of Communication", hvor informationsteorien straks fremkom som en komplet teori. Om morgenen læste folk artiklen og forstod: en ny videnskab var opstået.

I denne artikel har ordet "kode" erhvervet to nye og forskellige betydninger. Den tidligere sædvanlige betydning af ordet "kode" (eller "kodning") er en måde at skrive en besked på, således at ingen undtagen modtageren kan læse den, det vil sige kodning som kryptering af information. Den nye betydning af ordet "kode" er en måde at redundant præsentere information på, som gør det muligt at rette fejl, der opstår under transmission eller opbevaring af oplysninger. Endelig er den tredje værdi informationskomprimering, det vil sige en økonomisk optagelse af meddelelser i et bestemt alfabet. Et gammelt eksempel på sådan kompression er Morse-kode. Og Shannon fandt svaret på spørgsmålet om, hvor meget vi kan komprimere oplysninger, forudsat at vi vil nøjagtigt gendanne det.

"Claude Shannon's arbejde faldt sammen med fremkomsten af ​​de allerførste computere i verden …"

– Ja, Shannon tænkte straks over overførsel af oplysninger som om overførsel af nuller og dem. Og de første computere stolte også på det binære system. Dette var begyndelsen af ​​den digitale æra.Folk indså, at du kan digitalisere alt. Desuden blev det klart, at det er muligt at sende information på en helt anden måde, som det var gjort før. Shannon foreslog en ny måde at håndtere fejl i kommunikationskanalen, det vil sige kampen mod støj. Der var filtre, der filtrerede ud støj, og selvfølgelig var der en simpel løsning – for at få et mere kraftigt signal. Men når du får et signal mere magtfulde, er der en overskridelse af energi. Og Shannon foreslog at indføre redundans. Folk ved, at når de taler eller skriver, forstås de, på trods af vag diktning eller dårlig håndskrift. Fordi på vores sprog er der allerede værktøjer til at rette fejl – forkert stavning, uklar udtale. Vores sprog er meget overflødigt. Shannon viste, hvordan det er muligt at effektivt introducere redundans for et sprog fra 0 og 1 for at rette fejl. Redundans er, når vi ikke kun overfører de nødvendige oplysninger til kanalen, men også tildele en "hale", der også består af bits. Ved at tage alle disse sammen sammen, kan vi rette fejlene. Men hver kommunikationskanal har en båndbredde, en slags tærskelværdi. Shannon var den første til at opdage tærskelvirkninger i diskret matematik.I informationsoverførselssprog betyder dette: Så længe du overfører information med en hastighed mindre end båndbredde, kan du gøre sandsynligheden for en total fejl, der ligger til nul. Men så snart du nåede kapaciteten, trådte en lille smule – det er alt sammen. Du vil næsten altid være forkert. Sådan en fin linje: overskredet informationsoverførslen med hundrede procent, og alt faldt sammen.

– Hvordan gælder disse ideer i praksis?

– På Institut for Information Transmission Problemer (IITP) fra Russian Academy of Sciences kan du se billeder af Månen og Venus. De blev lavet på IKI RAS med hjælp fra IITP RAS. Vi (da USSR) sendte en raket, fløj den rundt, tog et billede, men billederne skulle overføres til jorden, da der ved overførsel fra rummet er fejl, og senderen vil have lidt energi. Naturligvis var det nødvendigt at komprimere billedet og samtidig ikke tabe i kvalitet. Nu kan enhver digital sæbefad gøre dette. Men så var det 1975, og lykkedes alligevel at få de første billeder fra en anden planet!

De første sort og hvide billeder fra overfladen på en anden planet, opnået af de sovjetiske Venera-9 og Venus-10 automatiske interplanetære stationer i 1975

Den næste imponerende anvendelse af Shannons ideer fandt sted lidt senere i 1982, da virksomhederne Sony og Phillips udgivet de første cd'er (CD). På præsentationerne, hvem havde en kniv, en person med saks, og hvem med marmelade (!) Spoiled disken, indsatte den igen i spillerne, og folk hørte ikke forskellen i lyd. Det var fantastisk! Selvfølgelig, som altid i alle tricks, var der en slags blank. Ridser og andre defekter blev bemærkelsesværdigt neutraliseret af den kode, der blev lagt ned under optagelsen, hvilket korrigerede fejl.

Den tredje store succes er digital fotografering. I dag glemte vi filmen, om manifestationspunkterne, modtagelse af fotos. Alt dette ville have været umuligt uden digitalisering af kontinuerlige data. I dette tilfælde skal pixlerne stadig digitaliseres. Men det er ikke nok, de skal også komprimeres. Og da billederne er meget overflødige, kan du klemme dem meget og næsten aldrig tabe kvalitet, så det menneskelige øje ikke mærker forskellene.

Efter digital fotografering fulgte fotografiet – på en måde – dræbt: smartphones. De kunne heller ikke eksistere uden teorien om information og selvfølgelig uden fremskridt inden for mikroelektronik.

– Smartphones gik gennem mange transformationer, før de blev smartphones.

– Ja. I midten af ​​1990'erne boede jeg i staterne, og der var allerede de første virksomheder, der var involveret i mobiltelefoni. Ikke desto mindre troede alle, at fremtiden var i satellitkommunikation. Det viste sig modsat: satellitkommunikation eksisterer, men i en bestemt niche. Hvis du sejler på en yacht, og du har brug for en forbindelse, skal du have en satellit, da der ikke er nogen GSM mast i havet. Men så var der projekter til at dække hele kloden med satellitkommunikation, så hele menneskeheden kunne tale med hinanden via satellit. Dette kan gøres, men det vil være dyrt og ineffektivt.

De første mobiltelefoner selv vejede et kilo og en halv, koster titusindvis af dollars, og den månedlige takstplan – ikke hundrede dollars. Tanke: hvem vil bruge det? Og så skete det sædvanlige – tekniske karakteristika blev forbedret, og antallet af abonnenter fra tusinder blev til titusinder og derefter hundreder af tusindvis, hvilket førte til en ændring i størrelsen af ​​prisfastsættelsen, og dette til gengæld for massekunderne. Det var da mange virksomheder begyndte at gøre dette, og i dag kan vi ikke forestille os vores liv uden en mobiltelefon.

Vi husker alle film "The Matrix" og telefonen Nokia, som går helten.Denne telefon kan bruges nu, og det vil stadig arbejde, hvilket er fantastisk. Men unge med sådan vil ikke gå. Lille skærm, ingen touch, ingen internet. Tanken om, at internettet vil være i telefonen, syntes også unaturligt – telefonen er telefonen.

– Udvidelse af funktionalitet virker ubegrænset …

– Du ved, nej. Der er døde ender. Her er en personsøger – et typisk eksempel på en blindgyde. Personsøgere er forbi, det er de ikke. Det ser ud til, at alt ser ud til at være det samme – det overfører information i digital form. Men mangel på funktionalitet, manglende stemme hurtigt gjorde ham til en dinosaur.

– Kan du lide at drømme om fremtiden?

– Du ved, at jeg i 2001 boede i Paris. Det var det nye århundredes år. I rådhuset holdt en udstilling af malerier i 1900. Arrangørerne ønskede at vise, hvordan kunstnere fra den tid så Paris i hundrede år. Det var meget flot. For eksempel er dette billedet: En smuk dame i 1900-tallet tøj står på balkonen, og postmanden flyver til hende i en biplan og giver hende en konvolut.

På det tidspunkt blev det antaget, at det største problem i byen i det 21. århundrede ville være problemet med fjernelse af gødning. De betragtede antallet af heste, der ville være nødvendige i fremtiden, og de var forfærdet: hvordan man rydde det hele op? Hvor er disse heste nu, hvor er gødning?

– Som Kira Bulycheva gik helten fra fremtiden til "videofonit til stationen" …

– Der er en anden klasse af fiktion. Hvis du husker Ray Bradbury, som slet ikke var videnskabsmand, men selvfølgelig var en forløber, i hovedrollens kone går han i skulpturen og lytter til musik hele tiden i sin bog "451 grader Fahrenheit". Dette er en spiller! Hun sidder på beroligende midler, på en moderne måde var udseendet af sådanne lægemidler let at forudsige. Men på grund af, hvad de har en konflikt i familien? Det viser sig at helten ikke købte sin kone den fjerde "væg". Hun har et værelse på de tre vægge, som hun ser på en sæbeopera og en interaktiv. Hun går ind i dette værelse og bor der. Dette er et fantastisk hit! Derfor, hvis du starter med sociale ting, kan du nemt forudsige tekniske ting. Bradbury forudsagde ikke bare hele væggen på tv'et, han forudsagde interaktivt tv.

– Hvordan udvikler vores yndlings teknologier yderligere? Måske bliver smartphone indlejret i det menneskelige øje?

– Nej, vi må ikke fortsætte fra hvad der kan gøres, men fra hvilket samfund der vil. Mærkeligt nok ændrer de store futuristiske præstationer, der er sket, ikke radikalt en persons liv. Kun informationsoverførselshastigheden er ændret betydeligt såvel som bevægelsens hastighed.Men en person har stadig brug for boliger – og det er det vigtigste i hans liv, praktisk talt i alle lande i verden.

– Det samme som med mad. Ernæringseksperter mener, at med alle de nyeste teknologier, der giver mulighed for at få mad fra en pille, fra et gips, fra et pulver, vil den mest populære mad stadig være traditionel.

– Jeg kan ikke være enig. Hvis i morgen vil der være en uorganisk mad, der vil bevare menneskekroppen, forbruge det, en person vil begynde at blive 10 gange langsommere, så vil folk spytte på mad! De vil spise tabletpulver og tillade sig at være svin en gang om ugen. Velsmagende og skadeligt … Men jeg tror ikke på udseendet af sådanne piller.

– Hvad skal vi fokusere på i 100 år?

– De vigtigste investeringer i det moderne udviklede samfund er ikke længere plads og endog forsvar. Dette er sundhed. Den velfødte del af menneskeheden er mest interesseret i sundhed. Folk lever i gennemsnit længere og kortere job. Og så bcirkadet meste af menneskeheden i den nærmeste fremtid vil være uden arbejde. Med arbejde forbliver kun uerstattelige – rørlæggere og forskere. Alt andet vil gå væk. En taxa uden en person eksisterer allerede, og det vil også være overalt.Faktisk ser vi dette allerede, det handler bare ikke direkte om os. Gå til enhver fabrik, der producerer biler. Folk der som en appendage, næsten alt er stemplet og monteret maskiner. Metro i Dubai (UAE) – er en stor to grene, med et stort antal stationer. Der er ingen chauffør! Og intet – folk bliver vant til det. Vi vil nok være bange for at komme på flyet uden en pilot, men ikke længere på metroen.

– Kan et nyt niveau af fremgang komme uventet hurtigt?

– Det tror jeg ikke. Fordi vi lever i en æra med "langsomme spring". For eksempel, hvis luftfart sammenligner Tu-154, som begyndte at flyve i slutningen af ​​1960'erne og ikke er blevet produceret i 20 år, og siger Airbus A-320, som er "yngre" med 20 år og stadig produceres, så er de forskelligt, men ikke grundlæggende, og hastigheden af ​​Tu-154 er endnu større. Også biler. Retro-biler, som er 50-70 år gamle, kører også. Og køre godt. Men de har ikke en automatisk transmission. Der er ingen andre forbedringer, der bringer trøst til det menneskelige liv. Generelt tror jeg, at menneskeheden i stigende grad vil stræbe efter komfort. Men fundamentalt ændrer lidt. Jeg venter ikke på den videnskabelige og tekniske revolution – jeg ser ingen grunde til det, men der vil være udvikling. Faktisk, som med mobiltelefoner.Deres udseende er ikke relateret til det faktum, at vi har opdaget noget nyt. Dette er et produkt af evolution.

– Hurtig udvikling!

– Hurtigt, ja. Fordi der er mange penge. Og jo flere penge, jo større marked, jo hurtigere udvikler man sig.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: