Фізика майбутнього

СЕРЕДИНА СТОРІЧЧЯ (ВІД 2030 ДО 2070 РОКУ)

КІНЕЦЬ ЗАКОНУ МУРА

Ми мусимо запитати себе: Як довго може тривати ця комп’ютерна революція? Якщо закон Мура діятиме ще п’ятдесят років, то можна припустити, що комп’ютери швидко перевершать обчислювальну потужність людського мозку. До середини сторіччя з’явиться нова динаміка. Як сказав одного разу Джордж Гаррісон, “усе минає”. Навіть закон Мура мусить відійти в минуле, а з ним і приголомшливе збільшення комп’ютерної потужності, що підштовхувало економічне зростання впродовж минулих півсторіччя.

Сьогодні ми приймаємо за належне, навіть вважаємо своїм природним правом те, що наші комп’ютери стають дедалі потужніші й складніші. Саме тому ми щороку купуємо нові комп’ютерні вироби, знаючи, що вони майже вдвічі потужніші за торішні моделі. Але якщо закон Мура “загнеться” - і кожне покоління комп’ютерів матиме приблизно таку саму потужність і швидкість, як і попереднє покоління, - то навіщо ми будемо купувати нові комп’ютери?

Оскільки чіпи містяться в багатьох різноманітних продуктах, це може мати катастрофічні наслідки для всієї економіки. Цілі галузі тупцюватимуть на місці, мільйони людей втратять роботу, і в економіці може настати хаос.

Коли кілька років тому ми, фізики, говорили про неминучий кінець закону Мура, представники комп’ютерної галузі нас зазвичай не сприймали всерйоз, думаючи, що ми лише дурно б’ємо на сполох.

Кінець закону Мура пророкували вже стільки разів, казали вони, що вони просто в це не вірять.

Але тепер усе змінилося.

Два роки тому я виступав на одній серйозній конференції, яку проводила компанія Microsoft у своєму головному офісі в Сієтлі, штат Вашингтон. Три тисячі провідних інженерів Microsoft сиділи в залі й чекали, що я казатиму про майбутнє комп’ютерів і телекому- нікацій. Вдивляючись у цю величезну аудиторію, я бачив обличчя молодих завзятих інженерів, що створюватимуть програми, які працюватимуть на наших комп’ютерах. Я висловився про закон Мура чітко і ясно - сказав, що комп’ютерна галузь мусить приготуватися до його краху. Десять років тому я міг почути у відповідь сміх або й кпини. Однак цього разу я тільки бачив, як люди кивали головами.

Отже, кінець закону Мура - це справа міжнародної ваги, на карту поставлено трильйони доларів. Але те, як саме він закінчиться і що прийде йому на зміну, залежить від законів фізики. Відповіді на ці наукові питання рано чи пізно потрясуть економічну будову капіталізму.

Аби зрозуміти цю ситуацію, важливо усвідомити, що дивовижний успіх комп’ютерної революції ґрунтується на кількох принципах фізики. По-перше, комп’ютери мають приголомшливу швидкість, бо електричні сигнали рухаються приблизно зі швидкістю світла, що є максимально можливою швидкістю у Всесвіті. За одну секунду промінь світла може облетіти довкола Землі сім разів або ж досягти Місяця. Крім того, електрони легко переміщаються і легко відриваються від атома (їх можна відірвати, якщо просто розчісувати волосся, ходити по килиму чи прати білизну - саме тому існує статична електрика). Достатньо слабкий зв’язок електронів з атомом у поєднанні з їхньою величезною швидкістю руху дає нам змогу посилати електричні сигнали з приголомшливою швидкістю, і це спричинило електричну революцію минулого сторіччя.

По-друге, на лазерному промені можна вмістити практично необмежений обсяг інформації. Хвилі світла - оскільки вони коливаються набагато швидше за звукові хвилі - можуть переносити значно більше інформації, ніж звук. (Наприклад, уявіть, що буде, якщо розтягнути довгу мотузку і почати швидко трясти один її кінець. Чим швидше вібруватиме один кінець мотузки,