Эд Фредкин — пилот, программист, инженер, разработчик аппаратного обеспечения и предприниматель, чья работа в академических кругах и за их пределами повлияла на основные разработки в информатике и в основах теоретической физики. Далее на i-los-angeles.
Покинул университет на втором курсе
Эд Фредкин родился в Лос-Анджелесе в 1934 году в семье иммигрантов. Его детство было нелегким. Мать умерла от рака, когда ему было одиннадцать лет, и отец не поддерживал парня и был безразличен к его достижениям. Несмотря на это, Фредкин был уверенным в себе ребёнком. Получив самый высокий балл в Калифорнии за экзамен в девятом классе, у него было сильное желание стать физиком. Очевидным выбором был Калифорнийский технологический институт, куда пошли некоторые его сверстники из самой маленькой в то время средней школы в Лос-Анджелесе. Калифорнийский технологический институт был единственным колледжем, куда Фредкин подал документы, и ему удалось закончить среднюю школу на семестр раньше, чтобы учиться в колледже, работая полный рабочий день клерком и неполный рабочий день в кинотеатре.
Его первый год обучения прошел без приключений, но в конце первого триместра второго курса Фредкин устроился на строительство, чтобы иметь возможность поддерживать себя финансово и постепенно начал пропускать занятия. Он сдал выпускной экзамен по физике и получил лучший балл на втором курсе. Однако он получил неудовлетворительные результаты по другим предметам из-за плохой посещаемости, отсутствия домашнего задания и лабораторных отчетов. А подробнее об особенностях получения высшего образования в Лос-Анджелесе можно узнать здесь.
В тот момент он решил покинуть Калифорнийский технологический институт, по крайней мере на время, чтобы присоединиться к военно-воздушным силам как курсант авиации. Корейская война кончалась, но людей все еще мобилизовали.
Начало научной карьеры
Чистый нрав привел его вместе с 35 другими авиаторами в лаборатории Линкольна на базе военно-воздушных сил в Бедфорде, штат Массачусетс, где разрабатывалась “SAGE” (интегрированная компьютеризированная система противовоздушной обороны). Группа “Eglin” должна была быть привлечена к тестированию “SAGE’, но по прибытии летчикам сказали, что программное обеспечение еще не готово и что пройдет еще год, прежде чем “SAGE” можно будет протестовать. По словам военно-воздушных сил, этот год должен был потратиться на то, чтобы ознакомить их с новой компьютерной технологией, и именно здесь Эд Фредкин начал свою карьеру разработчика оборудования и программиста мирового уровня.
В начале проекта “SAGE” в мире было всего около пятисот программистов. Сам компьютер был недавним изобретением, а языки программирования, такие как “Fortran”, еще не появились. Через неделю все его коллеги покинули эти занятия, специально разработанные для новопринятых сотрудников “SAGE”. Не прошло много времени, прежде чем Фредкин зарекомендовал себя как самый быстрый и эффективный программист в “Lincoln Labs”. Он заслужил эту репутацию, работая с новейшим, мощным компьютером в мире “IBM XD-1”. В интервью с Ричардом Райтом он описал этот период как тот, когда его пристрастие к физике и открытие компьютерной машины привели его к цифровой физике, являющейся идеей о том, что природа в основе своей вычислительна.
В 1958 году Фредкин оставил военно-воздушные силы и был принят на работу в консалтинговую фирму “Bolt, Beranek and Newman (BBN)”, известную своей работой с искусственным интеллектом и компьютерными сетями. В то время Фредкин был единственным человеком в компании, обладавшей компьютерными знаниями и опытом.
В 34 года стал миллионером
Фредкин покинул “BBN” в 1962 году и основал частную компанию IT-компанию “International Information Incorporated”. Шесть лет спустя его компания стала публичной, и Фредкин, которому тогда было тридцать четыре года, внезапно стал миллионером. Сочетание его способностей и случайности в нужном месте в нужное время привели его к тому, чтобы стать профессором Массачусетского технологического института и директором важнейшей компьютерной лаборатории этого института.
На средства компании ученый приобрел Карибский остров в составе Британских Виргинских островов, куда прилетел на своем гидросамолете “Cessna 206”. На острове не хватало питьевой воды, поэтому профессор Фредкин разработал технологию обратного осмоса для опреснения морской воды, которую он превратил в другой бизнес.
В конце концов, он продал недвижимость британскому миллиардеру Ричарду Брэнсону за 25 миллионов долларов.
Фредкин принимал участие в программе Пентагона
Чтобы продолжить свое образование в области информатики, военно-воздушные силы отправили ученого в лабораторию Линкольна – источник технологических инноваций, финансируемый Пентагоном.
Это было начало длительного пребывания в лаборатории, где в 1960-х годах он помогал разрабатывать ранние версии компьютеров с множественным доступом в рамках программы. В ней также изучали автоматизированное познание, раннее исследование искусственного интеллекта. Профессор Фредкин был избран руководителем проекта в 1971 году, и вскоре стал штатным преподавателем.
Теория о бесконечности природы
Фредкин перевел в физику позицию в философии математики, известную как финитизм, согласно которой физический мир рассматривается как “большая, но конечная система, ограниченная в количестве информации в любом объеме пространства и времени”. С этой точки зрения пространство и время лишь конечно протяжны и делимы, все физические величины дискретны, а все физические процессы лишь конечно сложны.
По словам Марвина Минского, Фредкин думал о такой гипотезе еще в 1961 году. Во время своей первой встречи с Фейнманом они обсуждали возможность миниатюризации автоматов, интересующего Фейнмана вопрос в течение довольно длительного времени. По словам Фредкина, именно здесь он впервые высказал идею о том, что физические законы следует рассматривать как вычисление. Следовательно, физический мир должен быть совсем конечным и дискретным.
Несмотря на то, что первоначальное понятие вычисления было обобщенно моделями, которые могут обрабатывать действительные числа и функции непрерывного времени, остается вопрос, можно ли использовать такие математические тонкости к реальному физическому миру.
Идеальная модель вычислений
Возможно, наиболее очевидный вклад Фредкина в физику информации – это идея оборотных вычислений. С 1961 года, когда Рольф Ландауэр опубликовал свою статью о неизбежном рассеивании энергии, сопровождающей необратимые логические операции, господствующим мнением среди физиков было то, что вычисления обязательно необратимы. Фредкин отыскал метод вычисления без утилизации информации. Мотивацией этого открытия было убеждение, что, хотя термодинамика может обрисовывать макроскопические физические системы, она не является базовой теорией, и поэтому на микроскопическом масштабе вычисления не обязаны быть необратимыми.
Чтобы продемонстрировать свою идею, Фредкин изобрел идеальную модель вычислений, ставшую источником вдохновения для многих поколений информационных ученых. Ее называют компьютером с бильярдным шаром. Модель состоит из бильярдных шаров, которые рикошетят в лабиринте “зеркал”, отскакивают от зеркал под углом 45 градусов, периодически ударяются о другие подвижные шары под углом 90 градусов и время от времени выходят через дверные проемы. Такая машина могла бы квалифицироваться как универсальный компьютер. Он мог делать все, что делают обычные компьютеры. Но в отличие от других компьютеров он был бы идеально обратимым, чтобы восстановить его историю, все, что нужно сделать, это остановить его и запустить обратно.
Фредкин не опубликовал свою работу сразу, и ему понадобилось несколько лет, чтобы правильно сформулировать свои знания. Теперь, если искать библиографию из оборотных вычислений, кроме Фредкина появляются другие имена: Чарли Беннетт, Томассо Тоффоли и Норман Марголус. Последние двое работали с Фредкиным в Массачусетском технологическом институте в конце 1970-х годов и начале 1980-х годов и под его руководством разработали оборотные вычисления. Первый фактически опубликовал статью о возможности оборотных вычислений еще в 1973 году и сделал это независимо от Фредкина, но даже признает, что бильярдный компьютер Фредкина является в некоторых аспектах более элегантным решением проблемы, чем его собственный.