Интервью Скотта Ааронсона

https://blogs.scientificamerican.com/cross-check/scott-aaronson-answers-every-ridiculously-big-question-i-throw-at-him/

Квантово-компьютерные беседы о симулированных вселенных, Сингулярности, Объединенных теориях, P/NP, проблеме разума и тела, свободе воли, о том, почему существует что-то, а не ничто, и о многом другом.

Скотт Ааронсон обладает одним из самых высоких соотношений интеллекта и амбиций, с которым я когда-либо сталкивался. Я действительно не знал о нем до прошлой осени, когда присутствовал на конференции в Нью-Йоркском университете, посвященной амбициозной новой теории сознания, теории интегрированной информации. Большинство выступавших расхваливали ТИИ или пытались понять её значение. Поразительным исключением был Ааронсон, молодой (21 мая ему исполняется 35 лет, но он выглядит моложе) компьютерный ученый в Массачусетском Технологическом институте (вскоре уезжает в Техасский университет — очень жаль, МТИ!). Хотя поначалу он казался нервным, даже нервным, он продолжал разрушать ТИИ. Он сосредоточился на ключевой переменной ТИИ, «фи» [?], которая обозначает взаимосвязь или синергию частей системы. Предполагается, что чем больше ? имеет система, тем больше у нее сознания. Ааронсон доказывал — или фактически показывал, что математическое определение ? в ТИИ подразумевает, что простое устройство хранения информации, такое как компакт-диск, может быть более сознательным, чем человек. Сторонники ТИИ, в том числе нейробиологи Гильо Тонони, Кристоф Кох и физик Макс Тегмарк, возражали против критики Ааронсона, но он дружелюбно — и сокрушительно — опроверг их. Кто этот парень? — удивился я. Просматривая блог Ааронсона «Shtetl-Optimized», я обнаружил, что он пишет не только о квантовых вычислениях, своей специальности, но и об искусственном интеллекте, математике, космологии, физике элементарных частиц, философии... Ааронсону есть что сказать почти обо всем. Даже когда он наиболее техничен, он выражается в приземленной, смешной, самоуничижительной и прежде всего ясной манере. Он излучает пылкий энтузиазм и любопытство десятилетнего ребенка, который, как оказалось, хорошо разбирается в математике и физике. Он думает: Я ошибаюсь насчет конца науки, и это меня вполне устраивает. Черт, возможно, он и прав! [См. Дополнение.] Я не буду больше говорить о нем здесь, потому что я не хочу смущать его — или себя — больше, чем я уже сделал, и потому что он рассказывает так много о себе в том, что следует далее. Предупреждение: это очень длинное интервью, но я предсказываю, что если вы его прочтете, то тоже станете поклонником Ааронсона. —

Джон Хорган

21 апреля 2016

1. Стали ли Вы тем, кем хотели быть в детстве?

Да ладно, это слишком высокая планка! Когда я был ребенком, я хотел стать основателем и правителем рационалистической космической колонии, который также создает видеоигры и изобрел первый искусственный интеллект человеческого уровня, возглавил детское освободительное движение и открыл математические законы, лежащие в основе общества.

С другой стороны, что касается детских грез, то я не имею права жаловаться. У меня замечательная жена и трехлетняя дочь. Мне платят за то, что я работаю над увлекательными математическими задачами и наставляю студентов, пишу о темах, которые меня интересуют, делаю все то, что я хотел бы делать, даже если бы мне не платили за это. Могло быть и хуже.

2. Почему Вы называете свой блог «Оптимизированный для штетла»?

Я часто это слышу. Это одна из тех вещей, которые, как шутка, немного теряют смысл, когда вам приходится объяснять ее — но когда я начал свой блог в 2005 году, он был о моих ограничениях как человека, и моей борьбе за то, чтобы занять свое место в мире, несмотря на эти ограничения. Это также указывало на иронию человека, чья чувствительность, юмор и ориентиры столь же древни, как и мои — я имею в виду, что я уже чувствовал себя пожилым, капризным стариком, когда мне было 16, — но который также изучает своего рода компьютер, который настолько современен, что даже еще не существует.

Штетлы были еврейскими деревнями в Восточной Европе до Холокоста. Они там, откуда родом все мои предки — некоторые даже из того же места (Витебска), что и Марк Шагал, написавший «Скрипача». В детстве я много раз смотрел «Скрипача на крыше» — и фильм, и мюзикл. И каждый раз был момент, когда я понимал: «Так вот оно что! Мир, в котором я должен был жить. Все аспекты моей личности, которые выделяют меня как странного сегодня, одержимость чтением и буквальное мышление, и даже раскачивание взад и вперед — вероятно, у меня есть, потому что в те времена они сделали бы меня лучшим знатоком Талмуда или что-то в этом роде.» Итак, как я видел, определяющим вопросом моей жизни было то, смогу ли я использовать эти черты из мира, который больше не существует, в совершенно другом мире, в котором я родился.

Конечно, есть места, где штетлы все еще существуют, есть ортодоксальные евреи. Так уж получилось, что я ходил в ортодоксальную еврейскую дневную школу, где меня этому учили. Но к тому времени, когда мне исполнилось 12 лет и я читал Бертрана Рассела, Ричарда Докинза, Карла Сагана, Айзека Азимова и так далее, мне стало ясно, что я никогда не смогу быть верующим в каком-либо общепринятом смысле, даже если я буду счастлив использовать эйнштейновский псевдорелигиозный язык, например: «почему Бог создал мир квантовым, а не классическим?» — Итак, с тех пор я мечтал о сообществе, которое было бы столь же гостеприимно для интеллектуальных одержимых, как и Ешива — но без каких-либо неоспоримых догм или табу, где абсолютно все могло быть пересмотрено на основе доказательств, и которое было бы открыто для новых идей от любого человека любой национальности.

В своих поисках такого сообщества я мог бы оказаться в намного худшем месте, чем то, где я оказался, а именно на академических факультетах компьютерных наук! Разница, конечно, в том, что университетский факультет охватывает только интеллектуальные аспекты жизни, в то время как мой идеализированный штетл был бы местом, которое приветствовало бы интеллектуальных чудаков, а также помогало бы им справляться с рождением, смертью, браком и всем остальным в их жизни.

Есть еще два аспекта «Оптимизированного для штетла». — Во-первых, я озабочен не только прошлым, но и одним конкретным отрезком прошлого. Несмотря на то, что я родился в 1981 году, для меня первая половина двадцатого века есть и всегда будет «настоящим», и что бы это ни было сейчас, это будущее! Конечно, есть некоторые интересные вещи в жизни в будущем, такие как Интернет и арбузы без косточек. Но, как я уже говорил, в начале двадцатого века Эйнштейн, Гедель, Тьюринг и многие другие открыли то, что можно было открыть только один раз. Это то, когда мы перешли от лошадей и повозок к ракетам, покидающим атмосферу Земли. Я провел свои подростковые годы, поглощая десятки биографий ученых, математиков и философов начала двадцатого века, переживая их триумфы, а также потерю всего, что они знали, в двух мировых войнах. В каком-то смысле их мир был для меня более реальным, чем то, что меня окружало.

Это подводит меня к другому аспекту «Оптимизированного для штетла»: скорбь по поводу того, что было разрушено, и по поводу безразличия мира, когда это происходило. Холокост был главным событием в моей психической жизни с тех пор, как мне исполнилось, вероятно, семь лет. Например, если я увижу цифровые часы, которые показывают «9:43», первая мысль, которая придет мне в голову, будет: «1943 год — более двух миллионов еврейских мужчин, женщин и детей уже лежат мертвыми в ямах, но союзники все еще могли бы разбомбить железнодорожные пути в Освенцим и Собибор, если бы захотели...» В дискуссиях о распространении ядерного оружия, глобальном потеплении и т. д., я никогда не приношу ни малейших извинений за то, что параноидально отношусь к будущему человечества, потому что те члены моей большой семьи, которые не были достаточно параноидальны, чтобы бежать в Соединенные Штаты, насколько мне известно, все были убиты. Я никогда не принимаю ничьих заверений в том, что «все, вероятно, сложится к лучшему.» Для меня вопрос никогда не состоит в том, стоит ли быть параноиком, а только в том, относительно каких вещей нужно быть параноиком!

Я рад, что многие люди описывают меня как теплого, дружелюбного и услужливого («удивительно», — почти слышно, как они добавляют, для такого социально неумелого, одержимого собой нерда!). Но для этого есть причина. Если я встречаю нового человека, и он не такой странный, как я, в моем мозге возникают первые вопросы: будет ли этот человек счастлив избавить Землю от меня и всех подобных мне, считая меня генетически неполноценным? Может быть, он или она просто временно лишены возможности сделать это? В 1942 году он или она улыбались бы (как и многие в Европе улыбались), когда меня грузили бы в вагон для скота? И вот, если человек оказывается — как это часто бывает — совершенно милым и порядочным, я испытываю такое облегчение и благодарность, что думаю: «как же я могу быть каким-то иным, а не дружелюбным и услужливым в ответ?»

И кстати о людях, считающих меня ущербным: из-за жаркой дискуссии на тему гендерной политики в моем блоге в прошлом году некоторые интернет-комментаторы неправильно интерпретировали «Оптимизированный для штетла» самым злобным и жестоким образом, какой только можно себе представить. Они сказали, что это означает, что я, должно быть, монстр-женоненавистник, который жаждет времени и места, в котором, если бы ты был мальчиком, который изучал Талмуд достаточно усердно, общество просто предоставило бы тебе жену, независимо от ее чувств по этому поводу. Не нужно и говорить, что принудительный брак чудовищен и что все порядочные люди должны всегда и везде противиться ему — не только в далеком прошлом (в штетлах или где-то еще), но и в тех частях света, где он все еще является нормой.

Это правда, что, когда я был одиноким, подавленным, молодым человеком, я желал культуры с более четкими правилами по ухаживанию — где был бы принятый, социально-санкционированный способ выяснить, может ли ваш романтический интерес к другому человеку быть взаимным, без необходимости сначала напиться, или осваивать туманные протоколы общения, которые никогда не объясняются словами, или говорить эвфемизмами с правдоподобным отрицанием, как ЦРУ, и без вины, стыда или смущения, прилагающихся ко всему этому. Но мне кажется что такая культура ухаживаний пойдет на пользу многим людям, мужчинам и женщинам, геям и гетеросексуалам! Так что мне совершенно непонятно, почему я был неправ, желая этого. Сейчас вы можете утверждать, что старая определенность, связанная с ухаживаниями должна исчезнуть, потому что она стоит на пути освобождения женщин, или индивидуальной свободы, или других ценностей, которые в конечном счете более важны. Но также можно утверждать, что эти вещи не имеют ничего общего друг с другом: что потеря ясности была просто трагическим побочным продуктом других социальных изменений и могла быть обращена вспять, в соответствии с современными ценностями, если бы этого захотело достаточное количество людей. Во всяком случае, я полагаю, что еще одна вещь, которую я имею в виду под «Оптимизированным для штетла», заключается в том, что я никогда не устаю спорить с такого рода вопросами, даже когда устать от этого было бы в моих интересах.

3. Пишете ли Вы много потому, что ваш отец (согласно Википедии) был научно-популярным писателем?

Мои родители учились на факультете английской филологии; ни один из них не был ученым. Но мой отец начал свою карьеру в качестве научно-популярного писателя в 1970-х годах. Я полагаю, что он, как и вы, брал интервью у известных физиков, таких как Стивен Вайнберг, Джон Арчибальд Уилер и Арно Пензиас, которые затем стали известными. Он даже писал для «Плейбоя» и «Пентхауса» —наверное, для тех немногих, кто читал статьи! — о таких темах, как преобладание материи над антиматерией в видимой Вселенной. Он говорил, что они платят больше, чем научные журналы.

Итак, мой отец с раннего возраста дал мне понять, что существует Большой Взрыв, что существует скорость света, к которой можно приблизиться, но не превысить (и какова ее величина), и все такое, и он познакомил меня с популярной наукой и научной фантастикой (особенно Айзеком Азимовым). Мой отец также заставил меня желать объяснить всю математику и компьютерные науки, которые я изучал на простом английском языке: по крайней мере, я хотел иметь возможность объяснить это ему! Наконец, мой отец был моим главным литературным критиком, постоянно советуя мне быть более кратким (увы, судя по этому интервью, он должен был настаивать еще сильнее!). Очевидно, я не могу провести эксперимент по замене его «контрольным папой» и повторить свою жизнь, чтобы увидеть, что произойдет, но, насколько я могу судить, он и моя мать оказали на меня огромное положительное влияние.

4. Считаете ли Вы своим долгом разоблачать лженауку?

Поразмыслив, нет — потому что если у меня есть такая обязанность, то, вероятно, и у моих коллег тоже, но я не хотел бы навязывать такую обязанность своим коллегам! У меня есть блестящие коллеги, которые предпочитают тратить свое время на творческую, оригинальную науку, а не опровергать каждого шарлатана, который появляется: они полагают, что последние автоматически отсеиваются рынком идей, или, может быть, даже что признание определенных идей дает им больше легитимности, чем они заслуживают. И это правильный выбор.

Для меня это скорее вопрос моего эмоционального склада. Я вижу, как один из моих гениальных коллег годами трудится над глубокой теоремой, которую, может быть, поймут пять или десять человек, и до которой мало кому есть дело. Затем некоторые ничего не знающие люди утверждают, что они построили аналоговый компьютер, который может решать NP-полные задачи за полиномиальное время или что-то еще, и их заявление попадает на Slashdot, Reddit, Twitter и новостные сайты (но не в Scientific American, конечно!), где его видят десятки тысяч людей. И это сопоставление просто заставляет мою кровь кипеть. И поскольку я веду блог, люди продолжают посылать мне электронные письма или оставлять комментарии, чтобы узнать мою реакцию на такие новости (как будто они не могут ее предсказать). И я думаю: я могу что-то с этим сделать! И если я этого не сделаю, то окажусь почти соучастником.

Существует также проблема сравнительных преимуществ. Я говорю себе, что провожу много времени в своем блоге, выступая против лженауки, именно для того, чтобы моим более умным коллегам не приходилось этого делать! Например, я чертовски хороший (а также скромный) специалист по теоретической информатике, но я не нахожусь на абсолютной вершине этой области — так что вместо того, чтобы пытаться подняться на вершину самостоятельно, иногда я могу лучше служить интересам науки, оставаясь на нижних склонах и просто пытаясь защитить гору от сил, катапультирующих на нее навоз.

5. Как Вы заинтересовались квантовыми вычислениями?

Я уверен, что Вы, как автор книги «Конец науки» (которую я читал подростком) можете понять одну причину: потому что квантовые вычисления в 1990-х годах были этой глубокой историей на стыке компьютерных наук, физики, инженерии, математики и философии, которая только начиналась, а не заканчивалась. Эта область была и остается главным источником контрпримеров к вашему тезису о том, что все фундаментальное уже открыто!

Но немного отступим назад: когда я открыл для себя программирование на BASIC в 11-летнем возрасте, это не было похоже на классный практический навык — даже несмотря на то, что я мечтал создавать свои собственные видеоигры, и теперь я наконец-то мог это сделать. Это было скорее интеллектуальное откровение, вроде выяснения того, откуда берутся дети. Я подумал: Так вот что значит понимать что-то. Это означает, что вы знаете, как выразить это в строках кода, как заставить компьютер сделать это. Поэтому я сразу же начал спрашивать себя: могут ли существовать другие языки программирования или даже совсем другие типы компьютеров, которые позволили бы вам выражать вещи, которые никогда не могут быть выражены на BASIC? А потом я узнал о тезисе Чёрча-Тьюринга, который гласит, что нет, все достаточно мощные компьютеры и языки программирования принципиально эквивалентны: все они могут имитировать друг друга, хоть и быстрее или медленнее и используя больше или меньше памяти. Изучая синтаксис MS-DOS QBASIC, в этом смысле вы изучили правила всей Вселенной.

Так что это стало центральной частью моего мировоззрения. Оно говорило мне, что, даже если я хочу понять физический мир, в котором мы живем, мне не нужно много беспокоиться о деталях физики! Стандартная модель, Общая теория относительности — это просто еще больше языков программирования, больше способов объединения простых математических строительных блоков в сложное эмерджентное поведение. И весь смысл тезиса Чёрча-Тьюринга заключается в том, что как только вы знаете один язык программирования, вы в основном знаете их все.

Но потом, может быть, когда мне было четырнадцать, я прочитал научно-популярную статью о квантовых вычислениях и об алгоритме квантового факторинга Питера Шора, который был недавно открыт. И моей первой реакцией было: «Это звучит как полная чушь. Вероятно, это просто физики, которые не понимают чудовищности того, что они отрицают — которые не понимают всеобъемлющего принципа, что все вокруг нас, то, что мы называем «пространством» и «материей», является просто огромным трехмерным массивом 1 и 0, подвергнутых логическим операциям Булевой логики. Этот принцип явно превосходит грязные приближенные теории физиков о «частицах», «полях» и тому подобном, и он явно подразумевает, что эта деятельность по «факторингу чисел в триллионах параллельных вселенных» не может работать или, по крайней мере, не может масштабироваться до больших чисел.

Но потом я изучил основы квантовой механики! И я обнаружил, что да, первооткрыватели квантовой механики в 1920-х годах действительно знали о чудовищности того, что они отрицали (некоторые из них больше, чем другие), но они нашли что-то еще сопоставимой чудовищности. И это принятие квантовой механики не означало отказа от вычислительного мировоззрения: это означало модернизацию его, делая его богаче, чем раньше. Существовал язык программирования фундаментально более сильный, чем BASIC, или Pascal, или C — по крайней мере, в отношении того, что он позволял вычислять за разумное количество времени. И все же этот квантовый язык имел свои собственные четкие правила; были вещи, которые даже он не позволял вам делать (и это можно было доказать); он все еще не был таким, для которого «всё сгодится».

Но настоящим сюрпризом было то, что я смог выучить правила и начать играть с ними. Мне нравится говорить, что после всех запретно звучащих словоблудий, которые Вы читаете в популярных книгах, квантовая механика удивительно проста — как только вы уберете из нее физику! На самом деле квантовая механика — это даже не «физика» в обычном смысле: это скорее операционная система, на которой вся остальная физика работает как прикладное программное обеспечение. Это некое обобщение законов вероятности. Она ничего не говорит непосредственно об электронах, фотонах или чем-то подобном. Она просто говорит о списках комплексных чисел, называемых амплитудами: как эти амплитуды изменяются по мере развития физической системы и как преобразовать их в вероятность увидеть тот или иной результат при измерении системы. И все, что вы когда-либо слышали о «странностях квантового мира», — это просто разные логические следствия одного этого изменения правил вероятности. Это делает квантовую механику, как предмет, возможно, более дружественным к информатике, чем любая другая часть физики. На самом деле, даже если бы наша Вселенная не описывалась квантовой механикой, я подозреваю, что ученые в области теоретической информатики в конечном итоге должны были бы изобрести квантовые вычисления в любом случае, просто по внутренним математическим причинам. Конечно, тот факт, что наша Вселенная квантовая, усиливает интерес!

С биографической точки зрения, я был подростком в конце 90-х, проходя летнюю стажировку в Bell Labs по статистическому программному обеспечению (которое не имело ничего общего с квантовыми вычислениями), когда я начал изучать основные алгоритмы квантовых вычислений, а именно алгоритмы Шора и Гровера. (Алгоритм Гровера, открытый в 1995 году, позволяет искать в списке из N элементов нужный элемент всего за N^? шага.) Мой босс, к счастью, тоже интересовался квантовыми вычислениями и позволил мне следовать моим навязчивым идеям. Вскоре я узнал, что Лов Гровер, первооткрыватель алгоритма Гровера, работал в том же здании. Поэтому я разыскал Лова, рассказал ему о своих безумных идеях по улучшению алгоритма Гровера, которые не сработали, а потом он почему-то предложил мне стажировку у него следующим летом.

Я провел эту вторую стажировку, пытаясь доказать нижнюю границу числа шагов, необходимых квантовому компьютеру, чтобы «оценить деревья И-ИЛИ» (например, решить, содержит ли квадратная сетка черных и белых клеток полностью черный ряд). Я с треском провалился — хотя к концу я знал существующие инструменты для доказательства такого рода теоремы вдоль и поперек. В то лето я также познакомился с Ашвином Наяком, приезжим студентом из Беркли. Эшвин посвятил меня в то, что происходило в то время в теории квантовых вычислений, в исследовательской группе в Беркли, сосредоточенной вокруг Уме Вазирани, который был одним из первых компьютерщиков, изучавших квантовые вычисления.

После окончания лета Эшвин написал мне, что Андрис Амбайнис, еще один студент Вазирани в Беркли, решил проблему «И-ИЛИ», изобретя совершенно новый метод. Итак, я получил от Андриса ранний черновик статьи и был потрясен. И я подумал: я должен поступить в аспирантуру в Беркли. Я должен узнать все, что знают Андрис и другие, чтобы когда-нибудь я мог доказывать теоремы, подобные этим. Я написал Вазирани, что хочу работать с ним, но он так и не ответил, что, конечно, очень меня расстроило. Только позже я узнал, что он известен тем, что не отвечает ни на чьи электронные письма.

Будучи студентом Корнеллского университета, я также очень интересовался искусственным интеллектом и машинным обучением — поэтому, когда я подал заявление в аспирантуру в Беркли, именно сотрудники, работавшие в области ИИ, заинтересовались моим заявлением и приняли меня. Но к тому времени мое сердце было занято квантовыми вычислениями. А после года в Беркли я попал в группу Вазирани.

У меня все еще был страх, что я никогда не сделаю ничего оригинального в этой области. Но к осени второго года, после нескольких месяцев работы, мне удалось найти решение одной из любимых нерешенных задач Вазирани, которая заключалась в том, чтобы исключить (rule out) быстрый квантовый алгоритм для так называемой проблемы столкновения. В этой задаче вам дается длинный список чисел, в котором каждое число от 1 до N появляется много раз, и вы просто пытаетесь найти единственную «сталкивающуюся пару» (collision pair): то есть два числа в списке, которые равны. Смысл заключается в том, что если бы у вас был достаточно быстрый квантовый алгоритм для поиска сталкивающихся пар, это позволило бы вам взломать все виды криптографических кодов с помощью квантового компьютера, а не только специальные коды, основанные на таких задачах, как факторинг, который Шор показал, как взломать. И наоборот, если вы хотите иметь хоть какую-то надежду на создание основных строительных блоков современной криптографии, чтобы они все еще были безопасны в мире с квантовыми компьютерами, то вам нужно исключить такой квантовый алгоритм.

Как бы то ни было, оказалось, что Андрис Амбайнис изобрел свой метод — тот самый, который сбил меня с толку и заманил в Беркли — специально для решения проблемы столкновения! И метод Андриса работал для многих других проблем, включая проблему И-ИЛИ, но не для проблемы столкновения. Но по иронии судьбы я обнаружил, что более ранний метод, называемый «полиномиальным методом» — тот, который я безуспешно пробовал для задачи И-ИЛИ — работал для задачи столкновения. Это сработало из-за некоторых чудесных алгебраических сокращений, на которые я наткнулся после изнурительных проб и ошибок и которым у меня до сих пор нет хорошего интуитивного объяснения. В результате оказалось, что любой квантовый алгоритм для нахождения пары столкновений в списке чисел от 1 до N требует, по крайней мере, N^? шагов. Вскоре после этого Яоюнь Ши улучшил его, чтобы показать, что любой квантовый алгоритм нуждается по крайней мере в N^? шагах. Это оказывается правильным ответом: существует квантовый алгоритм, основанный на алгоритме Гровера, который находит сталкивающуюся пару примерно за N^? шага.

(Для сравнения, классическому алгоритму требуется около N^? шагов. Причина этого N^? связана со знаменитым «парадоксом дня рождения»: вам нужно собрать всего лишь около 30 человек в комнате, намного меньше 365, прежде чем появится отличный шанс, что по крайней мере двое из них имеют одинаковый день рождения, потому что важно количество пар людей.)

После нижней границы столкновения все пошло одно за другим, и я все еще занимаюсь теорией квантовых вычислений 15 лет спустя. Я также балуюсь различными видами классической информатики, и иногда у меня возникает искушение сменить область, может быть, вернуться к ИИ и машинному обучению в конце концов. Но квантовые вычисления остаются настолько интересными, что они продолжают тянуть меня обратно!

Если бы речь шла только о создании устройств для быстрого решения определенных задач, я уверен, что мой интерес был бы более ограниченным. Но к этому моменту теория квантовых вычислений расширилась, включив почти всё, что находится на стыке теоретической информатики и физики, и все, что одна область может сказать другой. Современное столкновение уравнения Шрёдингера с машиной Тьюринга просто продолжает выбрасывать все больше и больше материала, и я не думаю, что это станет скучным в ближайшее время.

6. Какая шумиха на тему квантовых компьютеров действительно сводит Вас с ума?

Самое главное — это когда квантовые компьютеры описываются как вычисляющие невообразимо огромное количество ответов параллельно — так что знаменитый алгоритм квантового факторинга Шора, например, работал бы, просто пробуя каждый возможный делитель в другой параллельной вселенной. Как я люблю говорить, если бы это было так просто, вам не понадобился бы Шор, чтобы обнаружить это! Правда заключается в том, что, хотя квантовая механика позволяет вам создавать суперпозицию над огромным количеством «ветвей», всякий раз, когда вы измеряете, вы видите только одну случайную «ветвь». И конечно, если бы вам просто нужна была случайная последовательность чисел, вы могли бы подбросить монетку и избавить себя от всех хлопот по созданию квантового компьютера!

Таким образом, надежда на преимущество в скорости у квантового компьютера исходит не из случайности, а скорее из того факта, что квантовая механика основана на амплитудах, а амплитуды работают иначе, чем вероятности. В частности, если событие может произойти в одном направлении с положительной амплитудой, а в другом — с отрицательной, эти две амплитуды могут «деструктивно интерферировать» и нейтрализовать друг друга, так что событие вообще никогда не произойдет. Цель квантовых вычислений всегда состоит в том, чтобы выстроить все так, чтобы для каждого неправильного ответа некоторые из путей, ведущих к нему, имели положительные амплитуды, а другие — отрицательные, так что они компенсируют друг друга, в то время как пути, ведущие к правильному ответу, усиливаются.

Только для некоторых особых проблем мы знаем, как это сделать. Эти проблемы включают в себя несколько захватывающих приложений к криптографии, таких как факторинг больших чисел, а также чрезвычайно полезную проблему моделирования самой квантовой механики. Но, насколько мы знаем сегодня, сюда не входят все те проблемы, которые включают в себя опробование огромного количества возможных решений. В частности, вполне вероятно, что квантовые компьютеры дадут лишь ограниченные преимущества для NP-полных задач (задача коммивояжера и т.д.), которые обычно считаются святым Граалем информатики.

Это правда, что если вы пытаетесь симулировать квантовый компьютер с помощью классического компьютера, то, насколько всем известно, ваша симуляция должна отслеживать экспоненциально много амплитуд. Проблема в том, что, в отличие от классической симуляции, которая может считывать или изменять любую амплитуду по желанию, квантовый компьютер сильно ограничен в том, что он может делать со своим огромным списком амплитуд. Итак, разработка квантового алгоритма — это всё о том, как вы можете иногда (но не всегда!) извлечь ответ на вашу проблему даже несмотря на эти ограничения.

Связанное с этим заблуждение состоит в том, что тысяча квантовых битов, или кубитов, каким-то образом эквивалентна 2^1000 классическим битам, причем каждый дополнительный кубит удваивает число классических битов. Вот в чем хитрость: если бы вы хотели описать состояние тысячи кубитов, даже приблизительно, вам действительно понадобилось бы что-то вроде 2^1000 классических битов. Но вы не можете хранить 2^1000 классических битов в тысяче кубитов, а затем надежно считывать их позже! На самом деле, фундаментальный результат, называемый теоремой Холево, говорит, что число классических битов, которые вы можете надежно прочитать, измерив тысячу кубитов, составляет ровно тысячу: не лучше, чем если бы вы использовали классическую память. Опять же, существует огромный список амплитуд, но квантовая механика позволяет вам получить доступ к этому списку только путем проведения измерения, что является разрушительным событием, которое приводит только к одному случайному результату.

Здесь есть закономерность. В каждом конкретном случае мы обнаруживаем, что если бы вы хотели смоделировать квантовую механику классически, вам потребовалась бы огромная мощность. И это дало «хайпстерам» и шарлатанам (confuseniks) эту огромную возможность ввести людей в заблуждение, заставив их вообразить, что сама квантовая механика должна дать вам такую же огромную мощность. Но это логическое заблуждение! Это похоже на идею о том, что, возможно, единственный способ, которым человеческая технология может имитировать полет птицы, — это использовать пропеллеры или реактивные двигатели. Но даже если это так, это все равно не означает, что птицы сами должны использовать пропеллеры или реактивные двигатели. Им это и не нужно: они же птицы!

Еще один пример касается квантовой запутанности между удаленными частицами. Джон Белл в 1960-х годах доказал, что если вы хотите смоделировать запутанность в классической вселенной, то вам понадобится связь быстрее скорости света. Но, вопреки заблуждению, которое отказывается умирать даже сегодня, это не означает, что квантовая запутанность сама по себе позволяет вам общаться быстрее света. Это не так! Наша квантовая вселенная скрупулезно соблюдает эйнштейновский предел скорости, хотя классическая модель нашей Вселенной нарушила бы этот предел. Действительно, это главное доказательство того, что наша вселенная действительно квантовая, а не тайно классическая за кулисами.

Эта характеристика квантовой механики — то, как она выделяет «промежуточную зону», где (например) n кубитов сильнее, чем n классических битов, но слабее, чем 2^n классических битов, и где запутанность сильнее, чем классическая корреляция, но слабее, чем классическая связь, — настолько странна и тонка, что ни у одного писателя-фантаста не хватило бы воображения чтобы изобрести ее. Но для меня это то, что делает квантовую информацию интересной: что это не ресурс, который соответствует нашим ранее существовавшим категориям, что мы должны подходить к ней как к действительно новой вещи. Большая часть хайпа, который сводит меня с ума, происходит из-за округления этой захватывающей реальности до того, что придумал бы писатель-фантаст, например: «Параллелизм бесплатно для всех! Просто попробуйте каждый ответ в другой вселенной и выберите лучший!»

До сих пор я сосредоточился на «хайпе» вокруг концептуальной основы квантовых вычислений. Это потому, что я чувствую, что если вы можете просто прояснить людям концептуальные вещи, вы дали им 90% того, что они должны думать сами о любом заявленном прорыве в квантовых вычислениях, который попадет в новости — чтобы знать правильные вопросы, которые нужно задать.

Излишне говорить, однако, что квантовые вычисления также видели много шумихи более обычного характера. Например: «КОММЕРЧЕСКИЙ ПРОРЫВ — Компания X теперь использует квантовый компьютер для решения реальной задачи Y в сто миллионов раз быстрее, чем классический компьютер!» И тогда даже самый поверхностный анализ показывает, что нет, извините, это только если вы сравниваете квантовый компьютер с классическим компьютером, работающим по одному определенному алгоритму (который далеко не самый лучший из известных алгоритмов); при сравнении яблок с яблоками квантовое превосходство исчезает. И что в любом случае это было не для реального случая «реальной проблемы», а только для случая, адаптированного к сильным сторонам этой конкретной детали квантового оборудования. И что точные смыслы, в которых аппаратное обеспечение является «квантовым» в первую очередь, все еще обсуждаются.

В таких случаях, как правило, никто не лгал: просто была игра в «испорченный телефон», где первоначально компания или исследовательская группа давали важные пояснения в разделе 4.2 своей статьи, но все предостережения превратились в одно двусмысленное предложение в пресс-релизе и полностью исчезли к тому времени, когда эта вещь попала на новостные сайты. Такого рода шумиха, которую мы наблюдаем уже более десяти лет, могла бы иметь ироничный эффект в привлечении людей к заявлениям об ускорении квантовых вычислений — настолько, что когда мы наконец получим подлинное ускорение квантовых вычислений, возможно, в ближайшем будущем, люди будут менее взволнованы, чем должны быть!

(В качестве аналогии, полеты братьев Райт в 1903 году в Китти-Хок в то время почти не попадали в новости — одна из причин заключалась в том, что за годы, предшествовавшие им, было так много раздутых заявлений о полетах на летательном аппарате с двигателем, что читатели газет устали от этой темы.)

Во всяком случае, мой блог проанализировал больше примеров последнего вида шумихи, чем это интересно, вероятно, кому-либо, включая меня.

7. Были ли квантовые компьютеры каким-то образом недооценены?

Конечно! (В более общем плане мы могли бы, вероятно, сказать: нет ничего настолько раскрученного, что не имело бы недооцененных аспектов.)

Одна прекрасная история, о которой почти никто из журналистов не писал, заключается в том, как мы часто могли использовать квантовые вычисления для достижения лучшего понимания даже классических вычислений. Например, есть определенные типы кодов, исправляющих ошибки, которые, как мы знаем, не существуют только потому, что если бы они существовали, то были бы еще лучшие квантовые коды, исправляющие ошибки, но мы знаем, как исключить последние. Это лишь один из десятков примеров того, как еще до появления практических квантовых компьютеров теория квантовых вычислений стала важной частью классической теоретической информатики.

В более широком смысле я бы сказал, что люди недооценивают квантовые вычисления, рассматривая их исключительно через призму их практического применения. Квантовый компьютер можно рассматривать как самый строгий тест квантовой механики, который мы увидим в нашей жизни. И есть умные люди, которые считают, что это невозможно сделать — что для меня только еще больше усиливает интерес к попыткам сделать это! Если стоит построить Большой Адронный Коллайдер или LIGO — замечательные машины, которые до сих пор в основном триумфально подтверждали наши существующие теории, —то, по крайней мере, стоит построить масштабируемый квантовый компьютер и тем самым доказать, что наша Вселенная действительно обладает этой огромной вычислительной мощностью в глубине. Конечно, есть несколько интересных приложений (возможно, самым важным из них является квантовое моделирование), но это только глазурь на торте! Аргументы в пользу создания квантовых компьютеров останутся убедительными, даже если не будет найдено никаких применений и даже если найденные способы применения не будут иметь большого экономического значения. Но, к сожалению, эта реальность с трудом дошла до прессы и финансовых органов, которые часто хотят включить квантовые вычисления в категорию «технологии», а не в категорию «науки» — как будто это просто новейший, самый быстрый микрочип, а не что-то принципиально новое.

8. Может ли «Big Data» помочь социальным наукам стать научными?

Я не эксперт, но у меня сложилось впечатление, что во многих случаях это уже происходит. Так, например, я с большим интересом слежу за работой Джона Клейнберга, одного из моих бывших профессоров из Корнелла, который изучил структуру сообществ, исследовав граф Facebook. Точно так же мой друг Эрез Либерман-Эйден, вместе со Стивеном Пинкером и другими, впервые использовал Google Books для анализа исторических тенденций, изучая рост и снижение использования определенных слов с течением времени.

С другой стороны, нам должно быть ясно, что недостаток данных — это только один фактор, который делает социальные науки такими трудными — более трудными, я бы сказал, чем естественные науки! Более важным фактором, как мне кажется, является то, что в отличие, скажем, от физики элементарных частиц, никто никогда не приближается к социальному миру de novo: мы всегда только приближаемся к нему «уже зная очень много такого, что на самом деле не так».

В социальных науках существует абсолютно огромная предвзятость в пользу публикации результатов, которые подтверждают текущее образованное мнение или отклоняются от консенсуса таким образом, что будут рассматриваться как причудливые или интересные, а не холодные, жестокие или политически некорректные. Я испытываю почти безграничное восхищение перед социологами, которые способны прорваться через это и научить нас чему-то новому — как, например, в работе Джудит Рич Харрис, которая показала, что «неразделяемое окружение» (non-shared environment) ребенка (группа сверстников и т.д.) намного важнее, чем любые родительские практики в формировании личности, вопреки как «здравому смыслу», так и вековой фрейдистской догме. Я бы так не смог.

9. Вы когда-нибудь беспокоились, как некоторые физики-теоретики, о том, что наша Вселенная — это симуляция, созданная сверхразумными инопланетянами?

Ну, есть два варианта: либо мы можем общаться с этими инопланетянами, или иным образом получить доказательства их существования, исследуя Вселенную, либо мы не можем этого сделать.

Если мы сможем получить доказательства, то инопланетяне в основном просто такие же, как и боги традиционных религий, различающиеся только деталями, такими как их мотивы или количество рук. В таком случае причина скептически относиться к ним та же самая, что и причина скептически относиться к традиционным религиям: а именно, где доказательства? Почему эти боги/инопланетяне, точно так же, как заговорщики, которые подставили Ли Харви Освальда в качестве козла отпущения, разрушили башни-близнецы изнутри и т. д., проделали такую впечатляющую работу, чтобы спрятаться?

Вторая возможность заключается в том, что создавшие симуляцию инопланетяне принадлежат к более высокой метафизической сфере, которая в принципе эмпирически недоступна нам. В таком случае, если честно, мне нет до них дела! Учитывая любую теорию мира, которую мы могли бы сформулировать с участием инопланетян, мы можем упростить теорию, исключив инопланетян. Они не имеют значения в объяснительном плане.

10. Могут ли исследования квантовых вычислений помочь физикам создать единую теорию?

Есть некоторые физики-теоретики, которые сейчас так думают! Идеи квантовых вычислений и квантовой информации недавно вошли в изучение информационной проблемы черной дыры — то есть вопроса о том, как информация может покидать черную дыру, что необходимо для того, чтобы конечные законы физики были обратимыми во времени. В связи с этим идеи квантовых вычислений проявляются в изучении так называемого AdS/CFT соответствия (анти-де-Ситтер/конформная теория поля), которое связывает совершенно разные теории в разных количествах измерений и которое некоторые люди считают наиболее важным результатом теории струн.

Мне нравилось быть периферийно вовлеченным в эти разработки, как «наемный информатик», мало рискуя собственной шкурой, но который рад поговорить с кем-либо из любой дисциплины (биологи, экономисты, струнные теоретики и другие), кто наткнулся на интересные теоретические вопросы информатики!

Есть несколько причин, почему я думаю, что идеи квантовых вычислений появились в последнее время в фундаментальной физике. Во-первых, квантовые вычисления предоставили, вероятно, самый ясный язык, когда-либо изобретенный, а именно язык кубитов, квантовых схем и т.д. Это язык, который уже просочился в оптику, физику конденсированных сред, квантовую химию и многие другие вещи; неудивительно видеть его и в квантовой гравитации. Во-вторых, одна из самых важных вещей, которую мы узнали о квантовой гравитации — которая появилась из работ Стивена Хокинга и покойного Якоба Бекенштейна в 1970-х годах, — это то, что в квантовой гравитации, в отличие от любой прошлой физической теории, общее число битов (или фактически кубитов), которые могут храниться в ограниченной области пространства, является конечным, а не бесконечным. На самом деле, черная дыра — это самый плотный жесткий диск, разрешенный законами физики, и она хранит «всего лишь» 10^69 кубитов на квадратный метр своего горизонта событий! И из-за темной энергии (вещь, открытая в 1998 году, которая раздвигает галактики с экспоненциальной скоростью rate), число кубитов, которые могут храниться во всей нашей наблюдаемой Вселенной, кажется, составляет самое большее около 10^122.

Таким образом, это сразу же наводит на мысль о картине Вселенной в планковском масштабе 10^-33 метра или 10^-43 секунды, как об этом огромном, но конечном наборе кубитов, на которые воздействуют квантовые логические элементы — другими словами, как о гигантском квантовом вычислении.

(Сказав это, признаюсь, меня не заинтересовали бесконечные философские споры о том, действительно ли Вселенная является вычислением. Например, как только вы согласились с редукционистской программой полностью, то совершенно очевидно и обыкновенно, что Вселенную можно рассматривать как своего рода вычисление, поэтому единственные интересные вопросы касаются того, какого рода вычисление! Квантовое или классическое? Сколько кубитов? И т.д.)

В-третьих, и это та часть, которая является новой в последние несколько лет: некоторые концептуальные проблемы квантовой гравитации, как оказалось, затрагивают мою собственную область вычислительной сложности удивительно нетривиальным образом. Впервые эта связь была установлена в 2013 году в замечательной статье Дэниела Харлоу и Патрика Хейдена. Харлоу и Хейден обсуждали так называемый «парадокс файрвола», который зажег (ха-ха) в прошлом году мир теоретической физики.

Парадокс файрвола включает в себя мысленный эксперимент, в котором Алиса — это всегда Алиса — сидит снаружи черной дыры, ожидая, пока она по большей части, но не полностью испарится, и поглощая все излучение Хокинга, которое черная дыра испускает при этом.

Для черной дыры с массой нашего солнца это заняло бы около 10^67 лет (предположим, что у Алисы очень долгосрочный грант). Затем Алиса направляет все фотоны излучения Хокинга в свой квантовый компьютер, где обрабатывает их таким образом, чтобы доказать, что они действительно кодируют информацию о падающей (infalling) материи.

Затем, в качестве последнего шага, Алиса прыгает в черную дыру. Решающим моментом является то, что если объединить все ранее принятые представления о черных дырах, то теперь можно уверенно предсказать, что Алиса столкнется с концом пространства-времени прямо на горизонте событий (говоря красочном языком физиков, она «ударится о файрвол и сгорит»). Но это полностью противоречит предсказанию общей теории относительности, которая говорит, что Алиса не должна замечать ничего особенного на горизонте событий и должна только столкнуться с концом пространства-времени в сингулярности.

Существуют различные не очень удовлетворительные способы выхода из этой ситуации: вы можете отрицать, что информация ускользает из черных дыр. Можно сказать, что общая теория относительности ошибочна, и то, что мы раньше называли черными дырами, на самом деле просто файрволы. Вы можете возразить, что то, что происходит внутри черной дыры, даже не входит в сферу науки — поскольку, как и жизнь после смерти, это не может быть эмпирически проверено тем, кто «остается по эту сторону». Или — и это кажется «консервативным» вариантом! — вы могли бы признать, что Алиса может создать файрвол, выполнив эту сумасшедшую обработку излучения Хокинга, но настаивать на том, что если она не выполнит обработку, то она пройдет через горизонт событий, как это всегда говорила общая теория относительности. Но если вы примете этот последний вариант, тогда то, что Алиса воспринимает как структуру пространства-времени — столкнется ли она с горизонтом событий или файрвол— будет зависеть от того, что она запрограммировала сделать свой квантовый компьютер.

Но мы еще даже не дошли до технического вклада Харлоу и Хейдена. Они спросили, предположив, что Алиса хочет запрограммировать свой квантовый компьютер, на то, чтобы создать файрвол, насколько сложную проблему должен решить ее квантовый компьютер? И они предоставили убедительные доказательства того, что для решения этой задачи потребуется время, которое растет экспоненциально с числом кубитов в черной дыре — то есть не «просто» 10^67 лет, а 2^10^67 лет! Другими словами: они сказали, что если стандартные гипотезы в теоретической информатике верны, то Алиса не могла бы продвинуться в решении проблемы до того, как черная дыра уже испарилась, и не было бы ничего, куда можно было бы прыгнуть. Так что, может быть, это заставляет нас чувствовать себя лучше!

Итак, доказательства Харлоу и Хейдена, что вычислительная задача Алисы была экспоненциально трудной даже для квантового компьютера, основывались на квантовой нижней границе для нахождения сталкивающихся пар, которую я доказал в 2002 году. Конечно, когда я доказал эту границу, я понятия не имел, что она будет иметь какое-то отношение к черным дырам, или вычислительной неразрешимости искажения структуры пространства-времени, или чему-то подобному! Но как только связь была установлена, у меня не было другого выбора, кроме как заинтересоваться. Недавно я усилил результат Харлоу и Хейдена, так что теперь сложность создания файрвола больше не зависит от сложности поиска сталкивающихся пар — то, что я доказал, было трудно в общем случае или в случае «черного ящика», но в чем мы менее уверены, что это сложно, так это в том случае, когда речь идет о файрволах. Теперь аргумент зависит только от существования «инъективных односторонних функций» (injective one-way functions): то есть функций, которые легко вычислить, и трудно инвертировать даже с помощью квантового компьютера, и которые свободны от всех сталкивающихся пар. И это кажется почти таким же безопасным предположением, как и NP-полные задачи, трудные для квантовых компьютеров.

Совсем недавно в продолжающейся совместной работе с Леонардом Сасскиндом, который был своего рода крестным отцом всей этой связи вычислительной сложности и квантовой гравитации, мы привели доказательства того, что теория квантовых вычислений также проявляется в AdS/CFT соответствии. В частности, если вы возьмете что-то геометрическое, что происходит в определенных пространствах — скажем, червоточину, соединяющую две области, которая просто растягивается, становясь все длиннее и длиннее навсегда, — в квантовой теории поля есть «двойное описание», включающее квантовое состояние на множестве (bunch) кубитов, которое становится все более и более сложным с течением времени. Здесь мы измеряем «сложность», используя то, что называется сложностью квантовой схемы: то есть минимальное количество элементарных операций, которые квантовому компьютеру понадобятся для подготовки рассматриваемого состояния, начиная (скажем) с состояния всех 0. Мы с Сасскиндом доказали, что если предполагать, что некоторые проблемы (называемые проблемами PSPACE-complete) так же трудны для квантовых компьютеров, как считают компьютерные ученые, то из этого следует, что сложность схемы состояния действительно растет и растет, таким образом, что соответствует объему червоточины.

Итак, говорит ли это нам о том, что сложность квантовых схем играет какую-то фундаментальную роль в законах физики, аналогичную более знакомым величинам, таким как длина и объем, энергия и энтропия? Я не решаюсь так говорить, поскольку «наблюдаемая корреляция» между сложностью и объемом может быть объяснена каким-то третьим фактором. Но, по крайней мере, сложность квантовых схем зарекомендовала себя как полезный инструмент.

Подводя итог, я предсказываю, что идеи квантовой информации и вычислений будут полезны — и, возможно, даже необходимы — для дальнейшего прогресса в концептуальных загадках квантовой гравитации. Но даже если это так, одно я знаю точно: этих идей будет недостаточно! Даже если квантовые вычисления обеспечивают лучший язык, когда-либо изобретенный для разговора о квантовой механике, все равно, как и любой другой язык, он хорош лишь настолько, насколько хороши те вещи, которые вы хотите на нем сказать, и он восприимчив к проблеме «мусор на входе/мусор на выходе». Кроме того, в отличие от (скажем) Стивена Вольфрама или Эда Фредкина, я не ожидаю никакого прогресса от отказа от всего, что было изучено в теоретической физике за последнее столетие, и «начатия заново» с классических битов и клеточных автоматов. На открытие фундаментальных законов природы уже было затрачено столько интеллекта, что, если дальнейший определенный прогресс вообще возможен, я ожидаю, что он «потребует всего, что у нас есть»: то есть всё, что уже известно о Стандартной модели и общей теории относительности, уроки из теории струн и AdS/CFT и других предложений квантовой гравитации, идеи из новых частей математики (да, возможно, включая теоретическую информатику и квантовые вычисления) ... и само собой разумеется, некоторые новые подсказки от эксперимента тоже не повредят.

11. Сможет ли наука когда-нибудь объяснить, почему существует нечто, а не ничто?

По определению, я бы сказал, что «научное объяснение» означает причинный рычаг: то есть какой-то аспект реальности, который вы можете переключить, чтобы включить или выключить то, что вы пытаетесь объяснить. Например, наклон Земли является хорошим объяснением сезонов, потому что если вы не будете наклонять Землю, у вас больше не будет сезонов. Но какой рычаг можно было бы повернуть, чтобы ничего не было? Что бы это ни было, сам рычаг, вероятно, будет «чем-то»! Даже если бы щелчок рычага заставил все (включая сам рычаг) исчезнуть, рычаг все равно существовал бы, и его предыдущее существование осталось бы необъяснимым.

Так что остается только логическое или математическое объяснение. Я слышал, как люди поэтически рассуждают о возможности открытия уравнений физики, настолько убедительных, что они «заставляют» существовать вселенную, которую они могут описать, или что-то в этом роде. Но это всегда казалось мне просто категориальной ошибкой! Самое прекрасное уравнение счастливо и довольно, потому что ни одно из его решений не имеет никакой физической реальности или какой-либо реальности, которую кто-либо сознательно переживает. (Конечно, если бы ничего не существовало, то нас не было бы здесь, чтобы говорить об этом — но это наблюдение, хотя и правильное, на самом деле не заслуживает того, чтобы быть достойным названия «объяснение»!)

Поэтому я бы сказал «нет»: из-за самой природы объяснений не может быть объяснения (научного или иного), почему существует нечто, а не ничто.

12. Могут ли исследования квантовых вычислений помочь решить проблему сознания и тела?

Значит, недостаточно взломать большую часть мировой криптографии, симулировать Вселенную на атомном масштабе и, возможно, даже дать принципиальное понимание квантовой гравитации? Вы также хотите, чтобы мы решили проблему «сознание— тело»??

Я должен признаться в крайнем скептицизме по поводу того, может ли вообще существовать «решение» проблемы «сознание— тело». Причина в том, что независимо от того, какую научную теорию Алиса предложила для сознания, Боб всегда может прийти и сказать: «Ага, но вы просто дали мне другой причинный механизм; вы не объяснили, что действительно зажигает искру Сознания!»

С другой стороны, я могу сказать вам, что Дэвид Дойч, который вместе с Ричардом Фейнманом был одним из изобретателей квантовых вычислений, заинтересовался этим предметом по причинам, которые были глубоко связаны с проблемой сознания и тела. Дойч был и остается твердым сторонником Многомировой интерпретации квантовой механики. Многомировая интерпретация, как вы знаете, утверждает, что квантовые состояния никогда не «коллапсируют» при «измерении» — что вместо этого мы должны просто последовательно применять уравнения квантовой механики ко всей Вселенной, и в этом случае сама Вселенная должна находиться в состоянии квантовой суперпозиции, содержащей триллионы параллельных копий нас, живущих немного разными жизнями. И Дойч задал вопрос, который, я уверен, резонирует с вашим: как можно экспериментально проверить Многомировую картину?

Тут Дойчу пришла в голову следующая мысль: предположим, вы могли бы провести квантово-механический интерференционный эксперимент на себе. То есть вместо того, чтобы посылать фотон или фуллерен или что-то еще через щель А с некоторой амплитудой и через щель В с некоторой другой амплитудой, предположим, что вы могли бы сделать то же самое со своим собственным мозгом. И предположим, что вы могли бы тогда заставить две параллельные «ветви» вашего опыта вернуться назад вместе и интерферировать. В этом случае, похоже, вы больше не можете описать свой опыт, используя традиционную копенгагенскую интерпретацию, согласно которой последняя инстанция (волна амплитуд вероятностно коллапсирует к определенному результату) находится где-то между системой, которую вы измеряете, и вашим собственным сознанием. Ибо куда в таком случае девать «коллапс»? Вы не можете иметь знаменитого разделения Бора и Гейзенберга между «наблюдателем» и «квантовой системой», если наблюдатель — это квантовая система!

Итак, ваш мозг — это такой большой, горячий, влажный объект, с таким количеством неконтролируемых степеней свободы, связанных с внешней средой, что даже сверхразвитая цивилизация далекого будущего никогда не сможет провести эксперимент, который я только что описал. Но, ладно, что, если бы мы могли построить компьютер с искусственным интеллектом, заставить всех согласиться с тем, что компьютер был «сознательным», а затем поместить его в суперпозицию думающим две разные мысли и измерить интерференционную картину? В этот момент каждый должен был бы признать, что сознательные сущности могут существовать в суперпозиционных состояниях, как всегда говорила Многомировая Интерпретация!

Как вы можете видеть, Дойч не пытался «решить» проблему «сознание— тело», но, возможно, он указывал на новый ее аспект. Сотни лет люди спрашивали: совместим ли ваш разум, душа с тем, что кто-то другой знает ваш полный «код»: например, точное состояние каждой субатомной частицы в вашем мозге? Квантовая механика позволяет нам задать связанный с этим вопрос: совместимо ли наличие у вас сознания с тем, что кто-то другой может манипулировать вами в суперпозиции, видя интерференцию между двумя версиями вас, которые думают разные мысли?

Теперь, поразмыслив над последним вопросом некоторое время, мы можем сделать шаг назад и задать несколько «более простых» вариантов. Например, может ли существовать если не разум, то, по крайней мере, компьютер, который выполнял бы суперпозицию нескольких различных вычислений, так что мы могли бы затем узнать что-то интересное, исследуя интерференцию между ветвями? Можно ли на самом деле построить такой компьютер? Итак, это своего рода мультяшная версия того, как Дойч придумал квантовые вычисления.

Чтобы исключить любую возможность недопонимания: мой прогноз заключается в том, что да, полезные квантовые компьютеры в конечном итоге будут построены, и их существование, вероятно, окажет некоторое влияние на то, как квантовая механика воспринимается в нашей культуре, и, как следствие, на то, как люди говорят о том, коллапсирует ли сознание вектор состояния и тому подобные вещи. Но в целом проблема разума и тела останется такой же спорной и, казалось бы, неразрешимой, как и в мире, где были только классические, а не квантовые компьютеры, или как в нашем предыдущем мире, где вообще не было программируемых компьютеров.

13. Почему важна проблема P-NP? Решаема ли она?

Равенство классов P и NP является претендентом на самую важную нерешенную проблему в математике. Для тех, кто не в курсе, P означает Полиномиальное время. Это класс всех проблем типа «да-или-нет», которые цифровой компьютер может решить «эффективно» — то есть с помощью количества шагов, которые растут, самое большее, как число битов, необходимых для определения проблемы, возведенных в некоторую фиксированную степень. Вот некоторые примеры: я даю вам карту и спрашиваю, находится ли все города не более чем в 200 милях друг от друга. Или я даю вам положительное целое число и спрашиваю, простое ли оно. NP означает недетерминированное полиномиальное время. Это класс проблем «да-или-нет», для которых, если ответ «да», есть короткое доказательство, которое компьютер может эффективно проверить. Пример задачи NP: я даю вам положительное целое число и спрашиваю, имеет ли оно по крайней мере пять делителей. Никто не знает быстрого алгоритма для последней задачи: действительно, предполагаемая сложность такого рода задач (во всяком случае, для классических компьютеров!) является основой для большинства современных криптографий. Тем не менее, если ответ «да», вы можете доказать это кому-то, просто показав им делители.

Очевидно, что P содержится в NP, так как если вы можете решить проблему самостоятельно, вы также можете быть уверены, что она разрешима. Вопрос в том, содержится ли NP в P: другими словами, если компьютеры могут быстро проверить ответ на что-то, могут ли они также быстро найти ответ? Большинство людей предполагают, что ответ нет — то есть P?NP — потому что кажется очевидным, что есть некоторые головоломки, такие как (скажем) гигантское Судоку, где легко проверить, решил ли их кто-то другой, но самостоятельное их решение потребовало бы изучения астрономического числа возможностей. Я люблю шутить, что если бы мы были физиками, мы бы просто объявили P?NP «законом природы» и дали бы себе Нобелевские премии за наше «открытие»! Тем не менее, по прошествии более чем полувека никто не доказал математически P?NP: никто не исключил, что все эти NP-задачи могут иметь сверхбыстрый алгоритм, который избегает поиска методом грубой силы (brute-force) и сразу переходит к ответу.

Почему проблема важна? Математический институт Клэя выбрал ее в качестве одной из семи величайших математических задач нашего времени (наряду с гипотезой Римана и пятью другими), каждая из которых приносит приз в миллион долларов — но это, честно говоря, наименьшая из наград. Во-первых, Р vs NP — единственная из семи проблем Клэя, которая имеет очевидные практические последствия. Например, взлом почти любого криптографического кода может быть сформулирован как проблема NP. Таким образом, если P=NP — и если, более того, алгоритм, который доказал это, был «практичным» (то есть, не время n^1000 или что-то глупое в этом роде), — то все криптографические коды, рассчитанные на противника, имеющего ограниченную вычислительную мощность, будут взломаны. В отличие от (скажем) алгоритма факторинга Шора, это не будет применяться только к специальным формам криптографии, которые так популярны сегодня, и это также не потребует от взломщиков кода создания нового типа компьютера. Это означало бы, что мы сильно недооценили возможности наших существующих компьютеров.

Помимо криптографии, огромная часть «самых сложных» вещей, которые мы пытаемся сделать с компьютерами — например, разработка лекарства, которое связывается с рецептором правильным образом, проектирование крыла самолета, которое минимизирует сопротивление, поиск оптимальной настройки параметров в нейронной сети, планирование производственной линии завода, чтобы минимизировать время простоя, и т.д. Если бы P=NP (а алгоритм был практичным и все такое), у нас был бы универсальный способ решения всех таких проблем быстро и оптимально, который не требовал бы какого-либо специального понимания отдельных проблемных областей.

Но даже эти применения лично меня интересуют не так сильно, как то, каким образом P vs NP спрашивает о природе самог`о математического творчества. Это мотивация, предложенная Куртом Геделем в 1956 году, когда он поставил проблему P vs NP возможно, впервые — в известном в наши дни письме к Джону фон Нейману. Как отмечал Гедель в своем письме, если математические доказательства написаны достаточно гладко (как в «Principia Mathematica» Рассела и Уайтхеда), то легко написать быструю компьютерную программу, которая проверяет, строка за строкой, является ли данное доказательство действительным. Это означает, что существует также программа, которая проверяет, имеет ли данное утверждение доказательство длиной не более n символов: такой программе просто нужно попробовать каждую возможную комбинацию символов, одну за другой (как в «Вавилонской библиотеке» Борхеса), и посмотреть, является ли какая-либо из них действительным доказательством. Что не очевидно, так это то, существует ли программа для поиска доказательства длины n, если оно существует, с использованием количества шагов, которое растет только как n или n^2, а не как 2^n. По сути, это вопрос P vs NP.

Так что если вы нашли быструю компьютерную программу для поиска коротких доказательств, то да, это решило бы одну из проблем с призом в семь миллионов долларов. Но это решило бы и остальные шесть! Ведь это означало бы, что если бы гипотеза Римана, гипотеза Ходжа и остальные вообще имели доказательства разумной длины, то вы могли бы просто запрограммировать свой компьютер на то, чтобы найти эти доказательства за вас. По словам Геделя, если P=NP на практике, то «умственные усилия математика могут быть полностью заменены машинами (кроме постулирования аксиом).»

Действительно, легко увлечься и слишком поэтично говорить о метафизической грандиозности проблемы P vs NP — в чем меня иногда обвиняют! Итак, позвольте мне прояснить: P vs NP не спрашивает, может ли человеческий разум решить проблемы, которые не могут решить цифровые компьютеры, что является гораздо более знакомым вопросом, связанным с искусственным интеллектом. Даже если (как думает большинство из нас) P?NP, это все равно не предотвратит Сингулярность или восстание роботов, поскольку роботам не нужно будет решать все NP-задачи за полиномиальное время: им просто нужно быть умнее нас! И наоборот, если P=NP, это будет означать, что любой творческий продукт, который ваш компьютер может эффективно распознавать, он также может эффективно создавать. Но если вы захотите создать ИИ Бетховена или ИИ Шекспира, вам все равно придется написать компьютерную программу, которая могла бы распознавать отличную музыку или литературу, когда им демонстрируют ее.

Итак, вот в чем важность P vs NP. Разрешима ли она? Короткий ответ: прямо сейчас нет никаких веских причин думать, что это не так! Но она почти наверняка не будет решено в ближайшее время. Неразрешимость P vs NP, по-видимому, означала бы, что истина, какой бы она ни была, недоказуема с помощью обычных аксиом теории множеств. Гёдель учил нас, что это действительно возможно для практически любой нерешенной математической задачи, за некоторыми исключениями (например, вопрос о том, имеют ли белые форсированный выигрыш в шахматах, которая сводится к огромному, но конечному вычислению). Но ладно, была такая же вероятность, что Великая теорема Ферма окажется неразрешимой до того, как Эндрю Уайлс пришел и решил ее в 1993 году, а также с гипотезой Пуанкаре и почти всем остальным в этой области деятельности! Правда заключается в том, что с момента своего открытия в 1931 году «геделевский гремлин» поднимал голову лишь очень редко, и то обычно для вопросов, связанных с теорией трансфинитных множеств, которой P vs NP не является.

Так что я бы сказал, что это похоже на все остальное в науке: конечно, вы не можете знать наверняка, что ваша проблема разрешима, пока вы ее не решите. Но до тех пор, пока вы продолжаете открывать интересные вещи в процессе решения (как это было в данном случае), было бы глупо сдаваться.

Есть еще два момента. Во-первых, почти никто в теоретической информатике — не считая чудаков, чьи послания заполняют мой почтовый ящик каждую неделю! — не тратит свое время, пытаясь напрямую доказать, что P?NP. Почему нет? По той же причине, почему вы не отправились бы в пилотируемую миссию в другую галактику, если бы еще даже не ступили на Марс. Есть гораздо более «легкие» гипотезы, чем P?NP — например, сосредоточение внимания на строго ограниченных типах алгоритмов, — которые мы уже не знаем, как доказать, так что это очевидные места для начала. Математики и информатики добились прогресса в этих более простых гипотезах, хотя прогресс занял десятилетия и натолкнулся на серьезные препятствия, некоторые из которых были героически преодолены только для того, чтобы натолкнуться на новые барьеры, и так далее. С одной стороны, именно этот прогресс вселяет в меня оптимизм в отношении возможности дальнейших прорывов; с другой стороны, это дает представление о том, как далеко еще предстоит продвинуться.

Это подводит меня ко второму пункту: даже если предположить, что P?NP, я не думаю, что есть какая-то великая тайна в том, почему доказательство осталось неуловимым. Я имею в виду, что Великая теорема Ферма заняла 350 лет от утверждения до доказательства, в то время как доказательство невозможности квадратуры круга заняла два тысячелетия. А у нас всего было сколько, полвека? И разве сама P?NP не говорит нам, что даже легко распознаваемые решения могут быть астрономически трудными для поиска?

А если серьезно, то в 1970-х годах было осознано, что методы, заимствованные из математической логики — те, которыми Гедель и Тьюринг с таким большим успехом пользовались в 1930-х годах, — сами по себе не могут помочь решить P vs NP. Затем, в 1980-х годах, были достигнуты впечатляющие успехи с использованием методов комбинаторики, чтобы доказать ограничения на определенные типы алгоритмов. Некоторые эксперты считали, что доказательство P?NP не за горами. Но в 1990-х Александр Разборов и Стивен Рудич обнаружили нечто потрясающее: комбинаторные методы 1980-х, если их немного продвинуть, начнут «кусать себя за хвост» и докажут, что NP-задачи легче, в то же время они доказывают, что они сложнее! Поскольку иметь доказательство, которое также доказывает противоположное тому, что оно намеревалось доказать, бесполезно, для выхода из тупика снова потребовались новые идеи.

К середине 2000-х годов мы получили результаты, которые обошли как логический барьер, выявленный в 1970-х годах, так и комбинаторный барьер, выявленный в 1990-х. Но затем в 2007 году, мы с Ави Вигдерсоном продемонстрировали, что существует третий барьер, которому подвержены даже эти новые результаты. А затем, в 2011 году, Райан Уильямс совершил следующий прорыв: по сути, он отделил класс задач, который значительно меньше P, от другого класса, который значительно больше NP. Это было важно не столько из-за самого результата — который все еще выглядит жалко слабым по сравнению с P?NP — а скорее потому, что его доказательство преодолело все известные барьеры на пути дальнейшего прогресса.

В настоящее время есть люди, пытающиеся атаковать вопросы, подобные P vs NP, используя самую тяжелую артиллерию, доступную в алгебраической геометрии, теории представлений и других разделов математики, и мы еще не знаем, к чему это приведет, но между тем каждые несколько лет случаются сюрпризы, и ранее невозможные проблемы, которые внезапно решаются, и неожиданные связи с другими частями математики, и с практической криптографией, и с разработкой алгоритмов, и, конечно, квантовые вычисления заставляют нас пересмотреть весь предмет под другим углом, и в целом этого было более чем достаточно, чтобы область процветала.

Подводя итог, я не думаю, что P vs NP представляет собой хороший пример для вашего тезиса «Конец науки»! Во-первых, здесь нет опасности «иронической науки»: для всех более широких вопросов, которые она затрагивает, P vs NP по-прежнему остается «просто математической проблемой», что означает, что мы точно понимаем, о чем спрашивают, и что будут или не будут представлять собой решения. А математика кумулятивна (накопительна). В некоторых проблемах между одним прозрением и другим бывает разрыв в двести лет; в других случаях идеи приходят каждый час, но в любом случае океан математического понимания продолжает монотонно подниматься, и мы видели, как он достигает вершин, подобных Великой теореме Ферма, которая когда-то была синонимом безнадежности. Я не вижу абсолютно никаких причин, по которым один и тот же океан не сможет когда-нибудь поглотить P vs NP, если наша цивилизация продержится достаточно долго. На самом деле, просуществует ли наша цивилизация достаточно долго — это моя самая большая моя неопределенность.

14. Вы верите в Сингулярность?

Я думаю, что, если цивилизация продержится достаточно долго, тогда точно: в конце концов нам, возможно, придется беспокоиться о создании ИИ, для которого мы будем выглядеть так же, как для нас садовые слизни, и о том, как увеличить вероятность того, что такой ИИ будет «дружелюбен» к человеческим ценностям (а не, скажем, превратит всю наблюдаемую Вселенную в скрепки, потому что это то, чего он был ошибочно запрограммирован хотеть). Кроме того, когда-нибудь мы сможем перенести наше сознание в компьютерное облако и жить миллиарды лет в симулированном раю. Я не знаю никаких законов математики или физики, которые бы запрещали эти вещи, что просто еще один способ сказать, что, насколько я знаю, они возможны!

Я даже поддерживаю некоторых людей, которые проводят свою жизнь, думая об этих возможностях. Я дружу со многими людьми, которые проводят свою жизнь таким образом; мне нравится разговаривать с ними, когда они заезжают в мой город (или когда я проезжаю через область залива Сан-Франциско, где они собираются). И, возможно, работа по «безопасности ИИ» которую они делают, будет иметь неожиданные побочные приложения для современного мира — случались и более странные вещи.

Еще одна вещь: если вы хотите, чтобы я бросился на защиту сообщества Cингулярности, способ сделать это — сказать мне, что они — странный нердовский культ, который поклоняется парню, бросившему школу и его фанфику о Гарри Поттере, и тогда как же кто-то может воспринимать их идеи всерьез? Дело не только в недействительности аргумента ad hominem, который заставит мои глаза налиться красным— скорее, это то, что этот конкретный вид ad hominem («эти нерды нарушают наши социальные нормы, поэтому нам не нужно рассматривать, верно ли то, что они говорят») имел такой ужасный послужной список на протяжении веков.

Послушайте, я неоднократно спорил с Элиэзером Юдковским; мы с ним чаще расходились во мнениях, чем соглашались (конечно, отчасти это связано с тем, что нам не нужно тратить время на все те области, в которых мы с ним согласны). Но Элиэзер, очевидно, тот, кого Вам стоит читать, если вас волнуют большие вопросы! И не имеет значения не только то, окончил ли он среднюю школу, но и то, что он мог носить костюм Человека-Паука, разрисовывая свои аргументы акварелью.

Тем не менее, я лично считаю, что если наша жалкая цивилизация проживет достаточно долго, чтобы недружественный ИИ стал главной проблемой, есть и много других экзистенциальных опасностей, с которыми нам, вероятно, придется разбираться в первую очередь. Ну, я не знаю, глобальное потепление, нехватка пресной воды, вооруженные ядерным оружием теократы, постоянное отступление от проекта Просвещения? В этом случае работа непосредственно над безопасностью ИИ может быть похожа на работу непосредственно над P vs NP: почему бы не начать с «более простых» задач, которые, вероятно, в любом случае являются предпосылками к их решению?

Говоря об этом, когда я смотрю на впечатляющие успехи, достигнутые сегодня в области искусственного интеллекта, я вижу всевозможные этические проблемы, которые необходимо будет решить в ближайшее время — например, как глубокая нейронная сеть может обосновать вам, почему она отклонила вашу заявку на кредит? Должны ли самоуправляемые автомобили разбираться с авариями, используя утилитарную или деонтологическую этику? Но это все вопросы, в которых мы можем пробовать что-то, повторять и учиться на своих ошибках — возможно, единственный способ, которым люди когда-либо овладевали чем-либо. И это придает этим вопросам совершенно иной характер, чем Сингулярность, в которой (это часто подчеркивается) мы имеем только один шанс сделать все правильно.

Проблема, я бы сказал, в том, что как вид мы понятия не имеем, как делать правильные вещи, когда у нас есть только один шанс сделать всё правильно. Конечно, если бы нам нужно было что-то исправить (скажем) через десять лет, у нас не было бы другого выбора, кроме как попытаться в любом случае. Но самое главное, что предполагаемые моими друзьями-сингулярианцами сроки разработки ИИ человеческого уровня всегда казались мне... слишком сжатыми. Это не значит, что у меня есть альтернативная временная шкала или даже распределение вероятностей по временным шкалам, о которых я бы говорил с большей уверенностью. Просто сейчас неопределенность кажется мне настолько большой, что я не вижу, каким образом мы могли бы выгодно использовать наши оценки для руководства нашими действиями. Так, например, какие бы исследования я ни проводил по дружественному ИИ, откуда я могу знать, что это на самом деле не увеличивает вероятность катаклизма ИИ — например, слишком рано раскрывая секреты ИИ или давая миру ложное чувство безопасности? (Это аналогично старому вопросу: даже если вы в принципе согласны с Паскалем насчет его пари, откуда вы знаете, что не молитесь ложному богу и тем самым не обрушиваете на себя адский огонь?) Это не просто универсальный скептицизм: скорее, он специфичен для проблем, где у меня нет ни строгой математики, ни эмпирических данных, чтобы показать мне, что я делаю неправильно и как улучшить это в следующий раз.

Во всяком случае, именно по этим причинам Cингулярность, вероятно, не входит в первую десятку вещей, которые не дают мне спать по ночам, хотя я полностью согласен с тем, что она возможна.

15. Верите ли Вы в свободу воли?

По определению, если бы вы знали полное состояние Вселенной, вы могли бы использовать его для расчета всего, что я буду делать в будущем. (Или, по крайней мере, вычислить точные вероятности для всего, что я мог бы сделать, что кажется мне одинаково ограничивающим!) В этом смысле все, что мы делаем сегодня, было предопределено — или, по крайней мере, вероятностно предопределено — состоянием Вселенной в момент Большого взрыва, и это обязательно верно независимо от каких-либо актуальных фактов о том, в каком мире мы живем.

С другой стороны, именно потому, что этот вид детерминизма имеет место в любой мыслимой вселенной, я считаю, что это не детерминизм, который имеет «клыки» или который может определенно угрожать любому понятию свободы воли, о котором стоит говорить. Грубо говоря, мне все равно, знает ли Бог мой будущий выбор, если только знание Бога не может каким-то образом проявиться в физическом мире и использоваться чтобы предсказать мой выбор!

Для меня все интересные вопросы о свободе воли касаются того, можете ли вы, как существо во Вселенной, знать состояние Вселенной достаточно подробно, чтобы предсказать, что я буду делать: например, можете ли вы получить всю информацию о моем мозге, не убивая меня в процессе. Ибо, опять же, мой выбор явно определяется чем-то физическим. Но из этого следует, что «детерминизм» не может быть релевантным вопросом, потому что он слишком тривиален: реальные вопросы касаются способности кого-то другого знать, что вы собираетесь делать, прежде чем вы это сделаете.

Таким образом, предположим, что в отдаленном будущем можно загрузить себя в облако Google, сделать неограниченное количество копий состояния вашего мозга, перемотать их вперед или назад и использовать копии, чтобы точно предсказать, что вы сделаете в данный момент в ответ на какой стимул (или даже просто вероятность того, что вы сделаете одно или другое). Я не говорю о том, чтобы с помощью фМРТ-сканирования угадать, какую кнопку вы нажмете через несколько секунд, в двух третях случаев: я говорю о почти идеальном, научно-фантастическом уровне точности.

В таком случае мне трудно понять, что еще наука могла бы сказать в пользу того, что «свободы воли не существует»! И да, я знаю, что есть люди, которые страстно отстаивают позицию, что, даже если компьютер в соседней комнате прекрасно предсказал все, что они будут делать, прежде чем они это сделают, «у них все равно будет свобода воли», потому что какое отношение имеет компьютер в другой комнате к чему-либо? Но мне это кажется просто неспособностью довести мысленный эксперимент до логического завершения. Проблема в том, что по чисто поведенческим стандартам (скажем, по стандартам теста Тьюринга) компьютер имеет такое же право называться «вами», как и версия из плоти и крови! Что бы ни было самым глубоким, самым интимным из того, что вы когда-либо скажете — признание в любви к вашему супругу, или что угодно, — компьютер (по предположению) сказал бы это точно так же, так что ваш супруг даже не мог бы понять, с кем он разговаривает.

Короче говоря, мне кажется, что машина предсказания разрушила бы тщательно разработанное многими людьми решение о двух состояниях, где ваш выбор «предсказуем в теории, но не на практике», так что это «так же, как если бы у вас была свобода воли», даже если у вас ее нет, и мы все можем вернуться домой счастливыми. В мире с машинами предсказания ваш выбор был бы предсказуем на практике, и казалось бы, что у вас нет свободы воли. Все, что вы делаете, может быть полностью прослежено до причинно-следственных связей, внешних по отношению к вам, плюс чистая случайность — не в каком-то философском воображении, а на самом деле и на рутинной основе. Поэтому вместо мучительных слов, почему бы просто не признать, что в этом мире свобода воли была бы разоблачена как иллюзия?

И наоборот: если бы каким-то образом было доказано, что принципиально невозможно сканировать состояние моего мозга, дублировать его, как компьютерное программное обеспечение, и т. д., то я не знаю, что еще наука могла бы сказать в пользу того, что «свобода воли реальна»!

Несколько лет назад я написал длинное эссе на эту тему под названием «Призрак в квантовой машине Тьюринга». Там я занял позицию, что мы просто еще не знаем, в какой степени вы можете сканировать, копировать и предсказывать что-то вроде человеческого мозга, не разрушая его состояние: это открытый эмпирический вопрос. С одной стороны, теорема квантовой механики о запрете клонирования гласит, что вы не можете сделать точную копию неизвестной физической системы — и даже микроскопическая деталь, которую вы пропустили, в принципе может хаотично усилиться и полностью изменить чье-то поведение. С другой стороны, мои друзья по Сингулярности ожидают, что вся информация в мозге, имеющая отношение к познанию, будет храниться в макроскопических степенях свободы — таких, как сила и паттерны связей синапсов — так что мы могли бы легко представить себе нанотехнологию далекого будущего, сканирующую и копирующую с любой необходимой точностью. Поэтому я надеюсь, что прогресс в науке и технике научит нас большему — точно так же, как прогресс в физике, биологии, математике и других областях сдвинул основания других философских дебатов, которые когда-то казались эфемерными.

(Как я однажды замечательно выразился: после теоремы Геделя все различные лагеря математических философов все еще сидели за столом, но, по крайней мере, всем им нужно было перетасовать свои карты! Мы можем надеяться, что научный прогресс вызовет аналогичную перетасовку карт среди различных лагерей свободной воли.)

Короче говоря, я бы сказал, что вы можете определить «свободную волю» скучными, тавтологическими способами, где мы либо явно имеем ее, либо явно не имеем, без необходимости вставать с кресел и изучать мир! Но есть также интересный, плодотворный способ определить «свободную волю» — как принципиальную непредсказуемость некоторых наших решений внешними агентами, выходящую за рамки чисто вероятностного — где сегодня неизвестно, есть ли у нас это или нет, но, возможно, наука будущего могла бы нам это сказать. И это, кажется, стоит оценить.

16. Какова Ваша Утопия?

Поскольку я так много общаюсь с Сингулярианцами, часть меня рефлективно отвечает: «Утопия» может означать только бесконечное число разумных существ, живущих в симулированных раях по своему собственному выбору, накапливая бесконечное количество ценности (utility). Если такое существо хочет вызова и приключений, то вызов и приключения — это то, что оно получает; если безостановочный секс, то безостановочный секс; если доказательство P?NP, то доказательство P?NP. (Или существо может выбрать все три: в конце концов, это утопия!)

Однако в более короткие сроки, возможно, лучшее, что я могу сделать, — это поговорить о том, что я люблю и что ненавижу. Я люблю, когда человечество получает новые знания — в математике, истории или еще в чем-нибудь. Я люблю, когда важные решения попадают в руки людей, которые постоянно переоценивают себя и беспокоятся, что их собственное «племя» может ошибаться, которые интересуются наукой и имеют чувство иронии и абсурда. Я люблю, когда изгои общества, такие как Алан Тьюринг или Майкл Бэрри (который предсказал кризис низкокачественных ипотечных кредитов), заставляют всех остальных обращать на них внимание, будучи неудобно правыми. И всякий раз, когда я читаю еще одну статью о проблемах с «узколобыми нердами» — о том, что мы в основном нарциссические дети, лишенные эмпатии и социальных навыков, и т. д. — я думаю про себя: «тогда пусть все остальные будут такими же узколобыми и самовлюбленными, как большинство известных мне нердов; у меня нет больше никаких пожеланий к человеческой расе.»

С другой стороны, я ненавижу необратимые потери чего бы то ни было — будь то гибель людей, сожжение Александрийской библиотеки, геноциды, затопление прибрежных городов, когда земля нагревается, или вымирание видов. Я ненавижу, когда у власти находятся люди, которые просто следуют своей интуиции, или своей вере, или своему племени, или своему диалектическому материализму, и которые даже не чувствуют смущения из-за отсутствия механизма исправления ошибок в своих методах познания мира. Я терпеть не могу, когда из детей, увлеченных какой-то темой, выбивают эту страсть в школе, а потом, когда они все равно преуспевают в следовании этой страсти, их называют заносчивыми, привилегированными элитариями. Я ненавижу макро-версию того же феномена школьного двора, который повторяется во всех культурах и в истории: тот, где какое-то меньшинство оплевывается и презирается, ему все равно удается преуспеть в чем-то, что ценит мир, а затем оно презирается еще больше из-за его успеха.

Итак, пока не наступит Сингулярность, я полагаю, что мое видение утопии — это просто больше того, что я люблю, и меньше того, что я ненавижу!

Дополнение: После того как я опубликовал интервью, Ааронсон прислал мне по электронной почте следующее разъяснение относительно «конца науки»:

Кстати, Вы говорите, что я не согласен с вами насчет конца науки, но это правда лишь отчасти. Я действительно думаю, что Вы более правы, чем большинство ученых готовы признать, о том, как много науки, представленной сегодня как «революционная», состоит из подтверждений, незначительных изменений или применений теорий начала 20-го века или ранее, которые оставались стабильными с тех пор.

Сказав это, я также думаю:

• Математика (и ее двоюродная сестра информатика) бесконечны и примерно так же здоровы, как можно было бы ожидать, учитывая их бесконечность.

• Только в областях, о которых я кое-что знаю, NP-полнота, криптография с открытым ключом, алгоритм Шора, темная энергия, энтропия черных дыр Хокинга-Бекенштейна и голографические дуальности — это шесть примеров фундаментальных открытий с 1970-х по 1990-е годы, которые, кажется, способны выглядеть достойно на фоне почти всего, что было открыто ранее (если не совсем уж таких вещей, как относительность или эволюция).

• Если цивилизация просуществует достаточно долго, то нет абсолютно никаких причин, почему не может быть дальнейших открытий в мире природы, таких же фундаментальных, как теория относительности или эволюция. Одним из возможных примеров может быть экспериментально подтвержденная теория дискретной структуры, лежащей в основе пространства и времени, наличие которой энтропия черной дыры дает нам некоторые основания подозревать. Другим примером может служить открытие внеземной жизни и/или теория, которая успешно объяснила бы, насколько распространена жизнь в нашей Вселенной. Но, конечно, я понятия не имею, проживем ли мы достаточно долго, чтобы что-то из этого произошло, точно так же, как я не знаю, проживем ли мы достаточно долго, чтобы доказать P?NP.

Здесь я отбрасываю чисто личные/эмоциональные аспекты, надеясь, что Вы ошибаетесь, и направляю свою собственную энергию на те области науки, где Ваш тезис кажется мне более неправильным, чем где-либо еще!

Источник: m.vk.com

Комментарии: