Kompiuterių atsiradimo mokslo sriuba
Kompiuterių atsiradimas - tai istorija, kupina smalsumo, inovacijų ir netikėtų atradimų. Nuo pirmųjų mechaninių skaičiuotuvų iki šiuolaikinių superkompiuterių, kompiuteriai nuolat keitė mūsų pasaulį, paveikdami mokslą, technologijas, pramogas ir net mūsų pačių mąstymą.
Ankstyvieji mechaniniai kompiuteriai
Kompiuterių eros pradžia nebuvo tokia spalvinga, kaip per pastaruosius porą metų renesansą patiriantys žaidimams skirti kompiuteriai, viliojantys savo agresyvia išvaizda ir išplėstomis funkcijomis.
Daugeliui žinomas kaip pirmasis pasaulyje mechaninis kompiuteris, vadinamasis Antikythera mechanizmas laikomas sudėtingiausiu inžineriniu prietaisu, išlikusiu iš senovės pasaulio. Didžiausiame išlikusiame fragmente, pavadintame A fragmente, buvo matyti guolių ir krumpliaračio stipinų likučiai.
Ankstesniuose tyrimuose buvo naudojami 2005 m. rentgeno spindulių analizės duomenys, siekiant atkurti tekstus, įrašytus rastų fragmentų viduje ir neskaitytus beveik 2000 metų. Pasirodė, kad užrašai ant galinės sienelės - tai prietaiso ekrano aprašymas, tarsi jo naudojimo instrukcija, o planetos judėjo žiedais ir buvo pažymimos žymekliais - karoliukais. Taip pat paaiškėjo, kad atkurti du skaičiai priekinėje dalyje, 462 ir 442 metai, yra Veneros ir Saturno ciklai. Tai buvo pagrindinis pasiekimas, išsiaiškinant, kaip mechanizme buvo apskaičiuojamos planetų padėtys. Tuomet pavyko atkurti ir mechanizmus visoms planetoms. Dabar turime įrodyti, kad šį mechanizmą buvo galima pagaminti, naudojant tų laikų technologijas.
Kompiuterių vaidmuo moksle
Šiuolaikinis mokslas neįsivaizduojamas be kompiuterių. Vilniaus universiteto Superkompiuteris „HPC Saulėtekis“ (HPC-High performance computer) turi 3800 branduolių ir 14,4 terabaitų operatyviosios atminties. Be tokio kompiuterio mokslininkams būtų sunku paaškinti, kodėl pomidoras raudonas, taip pat tirti kvantinės chemijos, astrofizikos problemas.
Taip pat skaitykite: Pinigų spausdinimo technologijos ateitis
Kompiuterinė fizika ir modeliavimas − studijų programa tiems, kurie nori suprasti gamtos reiškinius naudojant kompiuterius ir kompiuterines programas.
Siekiant Lietuvos mokslą integruoti į europines infrastruktūras, ES lėšomis finansuojama prieiga prie tarptautinių elektroninių mokslo duomenų bazių.
Kompiuteriniai žaidimai: nuo pirmųjų bandymų iki šiuolaikinių technologijų
Žaidimai buvo vieni svarbiausių skaitmeninės technikos ir kompiuterių plėtros variklių. Žaidimų idėją dar 1951 m. iškėlė Christopheris Strachey, tačiau ji buvo realizuota tik vėliau.
- 1947 m. - Pirmasis kompiuteris žaidžia šachmatais.
- 1950 m. - Pirmasis viešai prieinamas kompiuterinis žaidimas yra nuliai ir kryžiai.
- 1952 m. - Sukuriama grafinė sąsaja.
- 1958 m. - Sukuriama pirmoji kompiuterinio teniso versija, kuria vienu metu gali mėgautis 2 žaidėjai. Pramogos autorius yra inžinierius Williamas A. Higinbothamas.
- 1962 m. - Grafinės vartotojo sąsajos tobulinimas skatino vis sudėtingesnių programų kūrimą, pavyzdžiui, žaidimą Spacewar!, kuris per trumpą laiką paplito JAV universitetiniuose centruose.
- 1971 m. - Pirmasis komercinio naudojimo žetonų automatas buvo „Computer Space“.
- 1972 m. - Kompanija „Atari“ pristatė savo populiarųjį žaidimų automatą „Pong“. Tais pačiais metais „Magnavox“ išleidžia pirmąjį buitinį vaizdo žaidimų priedėlį „Odyssey“, kuriame buvo įrašytos žaidimų programos, įskaitant kultiniu tapusį „Ping-Pong“.
- 1975 m. - „Atari“ pristato savo produktą. Tačiau iš karto labai išpopuliarėja rinkoje.
- 1977 m. - Rinkoje toliau dominuoja „Atari“.
- 1979 m. - Keturi „Atari“ darbuotojai įkuria savo įmonę „Activision“. Svarbus žingsnis yra strategija išleisti kompiuterinius žaidimus, nesiūlant savo firminio priedėlio.
- 1980 m. - Japonų firma „Namco“ išleidžia savo žaidimą „Puck-Man“. Atsižvelgiant į produkto su įžeidžiančiu pavadinimu, jis keičiamas į „Pac-Man“. Tuo pačiu metu pradeda plisti namams skirti kompiuteriai, mažėja jų kainos.
- 1982 m. - Išleidžiamas „Commodore 64“.
- 1986 m. - „Sega“ išleidžia priedėlį SMS, kuris naudojamas su 3D akiniais.
- 1987 m. - Rinkoje pasirodo modelis C64, kuris pakeičia „Amiga 500“. A500 sparčiai populiarėja, taip pat turi diskasukį, o disketės yra pigesnės nei kasetės.
- 1989 m. - sistemų, žaidimų rinkai tendencijas jau nustato kompiuteriai.
- 1994 m. - Pirmąją prekybos dieną parduodama 100 tūkst. „Playstation“ konsolių.
- 1996 m. - pasirodo pažangi įranga, pavyzdžiui, 3D grafikos spartintuvas (akseleratorių) „Voodoo 1“, kuris išvaduoja kompiuterio procesorių nuo per didelių 3D krūvių. Tuo pačiu metu išleidžiamas pirmasis žaidimas atkuriantis neįtikėtinai dinamiškus 3D siužetus.
- 1998 m. - „Voodoo 2“ gerokai aplenkia visus konkurentus įskaitant ir priedėlius konkurencinėje kovoje.
- 2000 m. - žaidimų priedėliai neatsilieka nuo kompiuterių galimybių.
- 2001 m. - Amžiaus pradžioje grafikos plokštės tobulinamos sparčiau nei procesoriai.
- 2004 m. - „World of Warcraft“ premjera. Tai populiariausias MMORPG tipo žaidimas, kurį 2011 m. žaidė 10,3 mln. žmonių.
- 2006 m. - „PlayStation 3“ žaidimų rinkoje nustato naujus grafikos atkūrimo standartus.
- Nuo 2010 m. - Prioritetas teikiamas kelių vaizdo plokštėmis sistemoms.
- 2013 m. - Išleidžiami nauji žaidimų priedėliai, užtikrinantys ypač aukštos kokybės vaizdo atkūrimą, kurie sparčiai populiarėja.
- 2014 m. - Išleidžiama mobilioji vaizdo plokštė „Nvidia GTX 9XXM“.
- 2015 m. - Pristatomos aušinimo sistemos - tokios kaip stacionariame kompiuteryje „Acer Predator G6“.
Nuo 2010 m. prioritetas teikiamas kelių vaizdo plokštėmis sistemoms. Užtikrinama aukštesnė ekrane atkuriamo vaizdo kokybė, tačiau pažanga lėtėja. Žaidimų priedėlius naudoti patogiau.
Kompiuterių virusai: nuo nekaltų eksperimentų iki kibernetinių grėsmių
Pirmosios programos, kurios buvo pavadintos kompiuterių virusais, mat jos dauginosi panašiai kaip biologiniai virusai, buvo sukurtos dar 1939 m. John von Neumannas. Jis norėjo patikrinti Johno fon Neimano teorinius teiginius, todėl jo virusai kopijuodavo savęs kopiją ir atkurti pradinį kodą, t. y. atlikdavo visas kodo dauginimosi funkcijas.
Taip pat skaitykite: Mokslo populiarinimas pasaulyje
1982 m. Redas Canfieldas parašė pirmąjį kompiuterių virusą, kuris automatiškai kopijavo failus. 1986 m. - Pasirodė pirmasis MS-DOS operacinei sistemai skirtas virusas, vadinamas „Brain“. Šis virusas pakeisdavo kompiuterio paleidimo sektorių (Boot Sector) ir atvaizduodavo brolių Alvi parduotuvėlės reklamą. 1988 m. - „Morris worm“ užkrėtė apie 6000 kompiuterių, sukeldamas didelių nuostolių. Nuo 1999 m. - Virusai pradėjo plisti el. paštu. Dabar jų yra daugiau nei 60 000.
Ada Lovelace: pirmoji programuotoja
A. Lovelace gimė 1815 m. Anglijoje. Nuo pat vaikystės jos išsilavinimui buvo skiriama labai daug dėmesio - jai buvo samdomi geriausi privatūs mokytojai. Priešingai nei kitos to meto mergaitės, A. Lovelace buvo mokoma tiksliųjų mokslų. Tokiu būdu ji susipažino su matematiku ir išradėju Charlesu Babbage'u.
Talentinga mergina, matematikos entuziastė, netrukus gavo galimybę ir pati prisidėti prie naujausio jo projekto - analitinės mašino kūrimo. Analitinė mašina turėjo būti universalus programuojamas mechaninis kompiuteris, galintis išspręsti bet kurį skaičiavimo uždavinį.
A. Lovelace ne tik išvertė į anglų kalbą straipsnį, aprašantį šio prietaiso veikimą, bet ir pridėjo savo pačios užrašų, kurie apimtimi ir reikšmingumu pranoko patį straipsnį. Štai viename komentarų ji detaliai aprašė instrukcijų seką, skirtą Bernulio skaičiams analitine mašina skaičiuoti. Tai buvo pirmasis pasaulyje kompiuteriui skirtas algoritmas.
Negana to, moteris suvokė, kad sukūrus mašiną, apdorojančią skaičius, o tuos skaičius panaudojant kaip kitų reikšmių simbolius, galėtume manipuliuoti viskuo, kuo panorėsime: muzikos garsais, tekstu, vaizdais. Kitaip tariant, ji jau tada numatė prietaisų, panašių į šiuolaikinius kompiuterius, egzistavimą. Apie tai nebuvo pagalvojęs net pats analitinės mašinos kūrėjas Ch. Babbage'as.
Taip pat skaitykite: Renginiai Molėtuose: „Mokslo sriuba“
Dirbtinis intelektas: grėsmė ar galimybė?
Dabar greita dirbtinio intelekto (DI) pažanga verčia nuogąstauti mokslininkus, politikus ir etikos specialistus. Jau įprastų kompiuterių programos yra už žmogiškojo supratimo ribų. Naujoji DI banga yra pagrįsta įžvalgomis, įgytomis stebint, kaip gyvulių ir žmonių smegenys mokosi ir analizuoja aplinką. Jos leido teoretikams sukurti mokymosi algoritmus. Kompiuterio mokymasis per trilijonus jo ciklų gali leisti jam kai kuriais atvejais pralenkti žmogaus gebėjimus. Per dešimtmetį ar kitą šie „silpno“ DI pavyzdžiai, galintys kopijuoti kai kurias žmonių užduotis, paplis visuomenėje. Kompiuterių valdomi automobiliai ir sunkvežimiai taps norma, mūsų bendravimą didelėse parduotuvėse, ligoninėse, gamyklose, įstaigose ir finansinėse institucijose valdys šis silpnas DI.
Neaišku, kiek toli esame nuo „stipraus“ DI, panašaus į vidutinio žmogaus intelektą. Kompiuterių skaičiuojamajai gebai dvigubėjant kas porą metų, anksčiau arba vėliau ji neišvengiamai priartės prie žmogaus intelekto. Nėra dėsnio, kuris trukdytų dirbtiniam intelektui būti geresniam už bet kurio gyvo žmogaus intelektą. Mašinos save tobulina bandymų ir klaidų būdu, ir perprogramuodamos savąjį kodą. Tokia superprotinga mašina gali kurti dar protingesnes mašinas, pralenkiančias žmogaus intelektą. Taip superprotinga mašina bus paskutinis žmogaus išradimas, jei tik ši mašina bus pakankamai paklusni pasakyti mums, kaip ją valdyti.
Oksfordo universiteto Žmonijos ateities instituto profesorius Nikas Bostromas knygoje „Superintelligence“ (Superintelektas) teigia, kad DI gali palengvinti žmonių gyvenimą, tačiau jeigu ši technologija nebus kontroliuojama, ji gali sukelti žmonijai rimtų pavojų. DI neįspės žmonių, kad protingesnių mašinų laikas jau atėjo. Jis veiks remiantis tik griežtais fizikos dėsniais ir matematine logika. Pavyzdžiui, įjungta į branduolinių raketų tinklą mašina gali paleisti niokojantį prevencinį pirmąjį smūgį, apskaičiavusi, kad laukimas tik padidintų žūstančių žmonių skaičių branduolinėje pragaro ugnyje.
Automobilių bendrovės „Tesla“ įkūrėjas Elonas Muskas dirbtinį intelektą pavadino „didžiausia mūsų egzistencine grėsme“ ir „demonu“, kurį mėgina prisikviesti mokslininkai ir technologai. Vieno įtakingiausių pasaulio fizikų - Stepheno Hawkingo - nuomone, DI kūrimas žmoniją gali paskatinti išnykti, nes žmonės, ribojami lėtos biologinės evoliucijos negalės varžytis su DI, todėl bus išstumti.
„Silpnasis“ DI jau egzistuoja, yra daug kur integruotas. Silpnasis DI nesistengia pamėgdžioti žmogaus smegenų. Tai tiesiog skaičiavimo informacijos metodai, galingais kompiuteriais ir sudėtingais algoritmais analizuojantys duomenis. DI keičia mus kaip individus ir kaip biologinę rūšį. N.Bostromui nerimą kelia nenuspėjamumas to, kas gali atsitikti, kai technologija priartės prie „stipraus“ DI atsiradimo ribos, kai jis iškels sau tikslus, nenumatytus programuotojų. Kaip DI užprogramuoti saugų žmonijai? Etinių normų negalima užprogramuoti. Ar DI laikysis šalies konstitucijos, o gal laikysis teroristinės šalies taisyklių? Galimybių diapazonas yra platus. DI kūrimas kasmet tobulėja.
2005 metais išėjusioje knygoje „Singuliarumas yra arti“ („The Singularity is near“) Ray'us Kurzweilas pranašavo, kad 2100 metais visa žmonija gyvens nemirtinguose robotų kūnuose ir mums liks tik viena išeitis ‒ susijungti su mašinomis. Mes irgi biologinės mašinos, sudarytos iš organinių medžiagų. Kurzveilas mano, kad žmones ir mašinas skirianti riba vis mažės ir greitai atsikratysime negailestingų savo biologinės sandaros pančių, o mums susiliejus su mašinomis, iš mūsų išsivystys postžmonės, turėsiantys mums kol kas dar nesuvokiamų galių. Kurzveilas mano, kad greitai prasidės „singuliarumo epocha“ ‒ „laikotarpis, kai technologinių pokyčių sparta bus tokia didelė ir jų poveikis žmonijai toks stiprus, kad žmogaus gyvenimas negrįžtamai pasikeis“, ir ši epocha prasidės maždaug šio šimtmečio viduryje.
Knygos „The Future of Robot and Human Intelligence“ autorius Hansas Moravecas nustatė kad šimto trilijonų komandų per sekundę duomenų apdorojimo sparta prilygtų žmogaus smegenims? Dabar geriausi kompiuterių lustai (pavyzdžiui, „Core i7 Extreme“) jau pasiekė septintadalį H.Moraveco skaičiaus. Jei skaičiavimo spartos eksponentinio augimo tendencija nesiliaus, nešiojamasis kompiuteris įgis daugiau duomenų apdorojimo galios nei visų žmonių smegenys kartu sudėjus. Superkompiuteriai šią ribą jau perkirto. R.Kurzweilas mano, kad mašinų intelekto, pranoksiančio žmogiškąjį, galime sulaukti dar prieš šio amžiaus pabaigą. Žmones ir mašinas skirianti riba taps neryški. „Mūsų biologinis mąstymas ir technologijos susijungs, sukurdami kitą pasaulį ‒ vis dar žmogišką, bet pranoksiantį mūsų biologines šaknis.“
Stephenas Hawkingas, Elonas Muskas ir Billas Gatesas mano, kad DI kūrimą reikia atidžiai stebėti, kad jis neišsiplėtotų iki egzistencinės grėsmės žmonijai. DI pavojus ne tame, kad jis bus didybės manijos apsėstas, bet kad jis seks savo paties evoliucinę būtinybę. S.Hawkingas mano, kad DI evoliucija gali būti greita. Jis gali atsirasti ir užlieti interneto ekosistemą per sekundės dalis. Kai tik bus sukurtas DI, netrukus atsiras robotai, kurių intelektas pranoks žmogaus intelektą, o jų geba skaičiuoti ir apdoroti informaciją vyks greičiu, kuris mūsų protui nesuvokiamas, kaip nesuvokiamos daugiamatės erdvės. Atsidursime padėtyje, kai turėsime dalintis savo planeta su mums svetimomis, bet intelektu pranoksiančiomis mašinomis.
Martinas Fordas knygoje „Robotų era“ (2017) rašo, kad DI tyrėjai pripažįsta, jog tokie robotai visą savo intelekto galią nukreips į savo konstrukcijos gerinimą, patys perrašinės savo programinę įrangą ir pritaikys evoliucinio programavimo metodus tam, kad optimizuotų savo konstrukcijas. O tuomet įvyks intelekto sprogimas, po kurio galimai atsiras robotų, tūkstančius ir net milijonus kartų protingesnių už žmones. Jeigu toks DI sprogimas įvyks, jis turės neprognozuojamų padarinių visai žmonijai, kurie neatpažįstamai pakeis visą mūsų civilizaciją.
DI atsiranda kasdieniame žmonių gyvenime ir versle, jis pasiekė vartotojų namus. Pavyzdžiui, „Amazon“ kuriamas skaitmeninis asistentas „Alexa“ surenka visą įmanomą informaciją, esančią pasaulio internete ir pateikia ją vartotojams. Informacijos analizė yra DI pagrindas. „AlphaGo“ kompiuterio programa jau valdo Londono metro sistemą. Gilaus mokymosi programos taikomos radiologijoje analizuojant kompiuterinės tomografijos vaizdus, atskiriant vėžinius audinius nuo sveikų ir kitur. JAV DI pažangos asociacija uždavė daugeliui specialistų klausimą, kada mašinos įgys žmogaus lygio dirbtinį intelektą? 67 proc. apklaustųjų mano, kad tai atsitiks po 25 metų, o 25 proc. mano, kad niekada.
Dirbtinis intelektas skaitmeninių technologijų, daiktų interneto ar robotų pavidalu jau netrukus labai paveiks žmonių gyvenimą, sumažins darbo vietų skaičių ir dėl to verta nerimauti. „Dirbtinis intelektas gali reikšti žmonių giminės pabaigą,“ ‒ pasakė S.Hawkingas BBC laidoje. Jei taip sakytų eilinis pilietis, tai reikštų vieną, bet ką galvoti, kai taip sako B.Gatesas, S.Hawkingas ir E.Muskas?
Tad kokia DI ateitis? Britų rašytojas Markas Stevensonas knygoje „Optimisto kelionė į ateitį“ rašo, kad gali būti kelios galimybės. Viena ‒ DI ir robotų technika tobulės, bet jiems nepavyks pasiekti protinių sugebėjimų, panašių į žmogiškuosius. Antra galimybė ‒ mašinoms pavyks pasiekti tokį protinių sugebėjimų lygį, kad jas laikysime sąmoningomis. Jos taps panašios į DI gyvūnus, t. y. taps DIvūnais. Jei DIvūnai taps protingi, žmogus ir mašina galės susivienyti, būdami atskiri dirbti kartu. Mašinos taps žmonijos dalimi. Tačiau jei DIvūnai taps protingi, jie tobulins save ir taps dar protingesni. Pasikeitus kelioms technologijų kartoms, jie pranoks žmones ir pavers mus atsilikėliais. Jie mus valdys ir mūsų likimas bus jų rankose.
Trečia galimybė ‒ žmogus susijungs su mašina. Jau dabar yra žmonių, kurie aukščiau kelių yra žmogus, o žemiau kelių ‒ robotas. Galėsime susijungti ir su elektroninėmis smegenimis, kurios suteiks mums papildomų galių, galėsime nieko nebepamiršti, nes turėsime petabaitų talpos duomenų kaupiklį, prijungtą prie smegenų. Galėsime sujungti ir savo sąmonę su mašina ir sustiprinti protinius gebėjimus, o smegenis pakeisti galingesniu įtaisu. „Mūsų neribos naujoji smegenų žievė“, ‒ mano R.Kurzweilas. DIvūnai mūsų nepralenks, nes mes būsime DIvūnai. „Mumyse susijungs kūnai ir mašinos, turėsime geriausia, ką gali duoti technologijos, ir biologinį paveldą. Mes, robotai-žmonės, pranoksime grynus robotus. Neteks nerimauti, kad DIvūnai gali įsiviešpatauti“, ‒ rašė australų robotikos profesorius Rodney Brooksas.
Prognozuojama, kad 2045 metai taps technologinio singuliarumo metais, kai technikos pažanga taps tokia sudėtinga, kad jos bus nebeįmanoma suvokti. Tuo metu gali įvykti žmonijos ir kompiuterių integracija ir atsirasti naujo tipo žmonės. Galima manyti, kad dalis DI keis gyvybę Žemėje, o kita dalis robotų pavidalu plėsis kosmose. Kažkada jie pakeis saulės sistemą, o vėliau gal ir visą galaktiką. Tai peržengs žmonijos ir biologijos ribas. Mums suteikta garbė būti to proceso pradžios liudininkais ir prisidėti prie jo.
tags: #mokslo #sriuba #kompiuterių #atsiradimas