vom, chto nesovmestimo s rabotoj sil i dvizhenij v klassicheskoj
mehanike. V kvantovoj fizike net neobhodimosti v preryvnom izmenenii -- dazhe
nesmotrya na to, chto vse izmerimye velichiny diskretny. |to proishodit
sleduyushchim obrazom.
Dlya nachala davajte predstavim neskol'ko parallel'nyh vselennyh,
slozhennyh podobno kolode kart, prichem vsya koloda predstavlyaet soboj
sovokupnost' vselennyh. (Takaya model', v kotoroj vselennye raspolagayutsya
posledovatel'no, ves'ma preumen'shaet slozhnost' mul'tiversa, no ona vpolne
dostatochna, chtoby proillyustrirovat' to, o chem ya govoryu). Teper' davajte
izmenim etu model', chtoby uchest' tot fakt, chto mul'tivers -- eto ne
diskretnyj nabor vselennyh, a kontinuum, i to, chto ne vse vselennye
razlichny. V dejstvitel'nosti, dlya kazhdoj vselennoj, kotoraya tam
prisutstvuet, takzhe sushchestvuet kontinuum identichnyh vselennyh, soderzhashchij
opredelennuyu kroshechnuyu, no otlichnuyu ot nulya dolyu mul'tiversa. V nashej modeli
etu dolyu mozhno predstavit' cherez tolshchinu karty, prichem kazhdaya karta teper'
predstavlyaet vse vselennye dannogo tipa. Odnako, v otlichie ot tolshchiny karty,
dolya kazhdogo tipa vselennyh izmenyaetsya so vremenem po kvantovo-mehanicheskim
zakonam dvizheniya. Sledovatel'no, dolya vselennyh, obladayushchih dannym
svojstvom, tozhe izmenyaetsya i izmenyaetsya nepreryvno. V sluchae s diskretnoj
peremennoj, kotoraya izmenyaetsya ot 0 do 1, dopustim, chto eta peremennaya
prinimaet znachenie 0 vo vseh vselennyh do nachala izmeneniya, a posle
izmeneniya ona prinimaet znachenie 1 vo vseh vselennyh. Vo vremya izmeneniya
dolya vselennyh, v kotoryh znachenie ravno 0, ravnomerno umen'shaetsya ot 100%
do nulya, a dolya vselennyh, v kotoryh eto znachenie ravno 1, sootvetstvenno
rastet ot nulya do 100%. Na risunke 9.4 pokazana tochka zreniya mul'tiversa na
podobnoe izmenenie.
Ris. 9.4. Perspektiva mul'tiversa na nepriryvnoe izmenenie bita ot 0 do
1
Iz risunka 9.4 mozhet pokazat'sya, chto hotya perehod ot 0 k 1 ob®ektivno
nepreryven s perspektivy mul'tiversa, on ostaetsya sub®ektivno preryvnym s
perspektivy lyuboj otdel'noj vselennoj -- predstavlennoj, skazhem,
gorizontal'noj liniej, dohodyashchej do serediny risunka 9.4. Odnako eto vsego
lish' ogranichenie diagrammy, a ne real'naya harakteristika togo, chto
proishodit na samom dele. Hotya diagramma vyglyadit tak, slovno v kazhdoe
mgnovenie sushchestvuet konkretnaya vselennaya, kotoraya "tol'ko chto izmenilas'"
ot 0 do 1, potomu chto ona tol'ko chto "peresekla granicu", na samom dele eto
ne tak. Tak byt' ne mozhet, potomu chto takaya vselennaya strogo identichna lyuboj
drugoj vselennoj, v kotoroj bit v dannyj moment imeet znachenie 1. Poetomu,
esli by zhiteli odnoj iz nih ispytyvali preryvnoe izmenenie, To zhiteli vseh
drugih ispytyvali by to zhe samoe. Znachit, ni odna iz nih ne mozhet imet'
takoj opyt. Obratite takzhe vnimanie, chto, kak ya ob®yasnyu v glave 11, ideya o
chem-to, chto dvizhetsya cherez diagrammu, podobnuyu risunku 9.4, na kotoroj uzhe
predstavleno vremya, prosto oshibochna. V kazhdoe mgnovenie bit imeet znachenie 1
v opredelennoj dole vselennyh i 0 -- v drugoj. Vse eti vselennye v kazhdyj
moment vremeni uzhe pokazany na risunke 9.4. Oni nikuda ne dvizhutsya!
Eshche odin pokazatel' neyavnogo prisutstviya kvantovoj fiziki v
klassicheskom vychislenii -- eto zavisimost' vseh variantov prakticheskoj
realizacii komp'yuterov tipa mashiny T'yuringa ot takih veshchej kak tverdaya
materiya ili namagnichennye materialy, kotorye ne mogli by sushchestvovat' v
otsutstvie kvantovo-mehanicheskih effektov. Naprimer, lyuboe tverdoe telo
sostoit iz sovokupnosti atomov, sostoyashchih iz elektricheski zaryazhennyh chastic
(elektrony i protony v yadre). No iz-za klassicheskogo haosa ni odna
sovokupnost' zaryazhennyh chastic ne mogla by ostavat'sya ustojchivoj pri
klassicheskih zakonah dvizheniya. Polozhitel'no i otricatel'no zaryazhennye
chasticy prosto vyletali by so svoego mesta, stalkivayas' drug s drugom, i
konstrukciya raspalas' by. Tol'ko sil'naya kvantovaya interferenciya mezhdu
razlichnymi traektoriyami dvizheniya zaryazhennyh chastic v parallel'nyh vselennyh
predotvrashchaet takie katastrofy i delaet vozmozhnym sushchestvovanie tverdoj
materii.
Sozdanie universal'nogo kvantovogo komp'yutera dejstvitel'no vyhodit za
ramki sovremennoj tehnologii. Kak ya uzhe skazal, chtoby obnaruzhit' yavlenie
interferencii, nuzhno vyzvat' sootvetstvuyushchee vzaimodejstvie vseh peremennyh,
kotorye byli otlichnymi vo vselennyh, vstupivshih v interferenciyu. CHem bol'she
vzaimodejstvuyushchih chastic, tem slozhnee sprovocirovat' vzaimodejstvie, kotoroe
prodemonstrirovalo by interferenciyu, to est' rezul'tat vychisleniya. Sredi
mnozhestva tehnicheskih slozhnostej raboty na urovne odnogo atoma ili elektrona
odna iz vazhnejshih sostoit v ograzhdenii sredy ot vozdejstviya razlichnyh
interferiruyushchih subvychislenij. Poskol'ku, kogda gruppa atomov podvergaetsya
yavleniyu interferencii, prichem eti atomy differencirovanno vozdejstvuyut na
drugie atomy etoj sredy, to interferenciyu uzhe nevozmozhno obnaruzhit' s
pomoshch'yu izmerenij tol'ko ishodnoj gruppy, i eta gruppa uzhe ne vypolnyaet
kakoe by to ni bylo poleznoe kvantovoe vychislenie. |to nazyvaetsya
dekogerentnost'yu. Sleduet dobavit', chto etu problemu chasto predstavlyayut v
lozhnom svete: nam govoryat, chto "kvantovaya interferenciya -- ochen'
chuvstvitel'nyj process, i ego sleduet ograzhdat' ot lyubyh vneshnih
vozdejstvij". No eto ne tak. Vneshnie vozdejstviya sposobny vyzvat' malejshie
nesovershenstva, no imenno effekt kvantovogo vychisleniya vneshnego mira
vyzyvaet dekogerentnost'.
Takim obrazom, stavka delaetsya na sozdanie submikroskopicheskih sistem,
v kotoryh peremennye, nesushchie informaciyu, vzaimodejstvuyut drug s drugom, no
okazyvayut na svoyu sredu vozmozhno men'shee vliyanie. Drugoe novoe uproshchenie,
unikal'noe dlya kvantovoj teorii vychisleniya, chastichno kompensiruet slozhnosti,
vyzyvaemye dekogerentnost'yu. Okazyvaetsya, chto v otlichie ot klassicheskogo
vychisleniya, gde neobhodimo razrabatyvat' tochno opredelennye klassicheskie
logicheskie elementy, kak-to I, ili i NE, pri kvantovom vychislenii tochnaya
forma vzaimodejstvij vryad li imeet znachenie. V sushchnosti, lyubuyu sistemu
vzaimodejstvuyushchih bitov atomnogo masshtaba, esli ona ne dekogeriruet, mozhno
prisposobit' dlya vypolneniya poleznyh kvantovyh vychislenij.
Izvestny interferencionnye yavleniya, vklyuchayushchie ogromnye kolichestva
chastic, naprimer, superprovodimost' ili supertekuchest', no kazhetsya, chto ni
odno iz nih nevozmozhno ispol'zovat' dlya vypolneniya hot' skol'-nibud'
interesnyh vychislenij. Vo vremya napisaniya knigi v laboratorii mozhno bylo bez
truda vypolnit' tol'ko odnobitovye kvantovye vychisleniya. Odnako,
eksperimentatory uvereny, chto v techenie neskol'kih posleduyushchih let budut
sozdany dvuh- i bolee bitovye kvantovye logicheskie elementy (kvantovye
ekvivalenty klassicheskih logicheskih elementov). |to osnovnye sostavlyayushchie
kvantovyh komp'yuterov. Nekotorye fiziki, osobenno Rol'f Landauer iz
Issledovatel'skogo Centra IBM, nastroeny pessimistichno otnositel'no
perspektiv budushchih dostizhenij. Oni polagayut, chto dekogerentnost' nikogda ne
budet svedena do togo urovnya, gde mozhno budet vypolnit' bol'she, chem
neskol'ko posledovatel'nyh etapov kvantovogo vychisleniya. Bol'shinstvo
issledovatelej iz etoj oblasti nastroeny gorazdo bolee optimistichno (hotya
vozmozhno, eto svyazano s tem, chto nad kvantovym vychisleniem reshayutsya rabotat'
tol'ko ochen' bol'shie optimisty!). Uzhe byli postroeny nekotorye
specializirovannye kvantovye komp'yutery (smotri nizhe), i lichno ya dumayu, chto
poyavlenie bolee slozhnyh kvantovyh komp'yuterov -- skoree delo neskol'kih let,
chem desyatiletij. CHto kasaetsya universal'nogo kvantovogo komp'yutera, to ya
schitayu, chto ego sozdanie -- eto tozhe tol'ko delo vremeni, hotya mne ne
hotelos' by predskazyvat', skol'ko vremeni na eto ujdet: desyatiletiya ili
veka.
Tot fakt, chto repertuar universal'nogo kvantovogo komp'yutera soderzhit
sredy, peredacha kotoryh yavlyaetsya trudnoobrabatyvaemoj dlya klassicheskogo
vychisleniya, govorit o tom, chto novye klassy chisto matematicheskih vychislenij
tozhe dolzhny stat' legkoobrabatyvaemymi na etom komp'yutere. Kak skazal
Galileo, zakony fiziki vyrazhayutsya na yazyke matematiki, a peredacha sredy
ekvivalentna ocenke opredelennyh matematicheskih funkcij. Dejstvitel'no, v
nastoyashchee vremya obnaruzheno mnozhestvo matematicheskih zadach, kotorye mozhno
bylo by effektivno reshit' s pomoshch'yu kvantovogo vychisleniya, tak kak dlya vseh
izvestnyh klassicheskih metodov oni yavlyayutsya trudnoobrabatyvaemymi. Naibolee
effektnoj iz etih zadach yavlyaetsya zadacha razlozheniya na mnozhiteli bol'shih
chisel. V 1994 godu Piter SHor, rabotayushchij v Bell Laboratories, otkryl metod,
izvestnyj kak algoritm SHora. (Poka eta kniga korrektirovalas', byli otkryty
drugie effektnye kvantovye algoritmy, vklyuchaya algoritm Grovera dlya ochen'
bystrogo poiska dlinnyh spiskov).
Algoritm SHora chrezvychajno prost i dovol'stvuetsya gorazdo bolee skromnym
apparatnym obespecheniem, chem to, kotoroe ponadobilos' by dlya universal'nogo
kvantovogo komp'yutera. A potomu veroyatno, chto kvantovoe ustrojstvo dlya
razlozheniya na mnozhiteli budet postroeno zadolgo do togo, kak ves' diapazon
kvantovyh vychislenij stanet tehnologicheski osushchestvimym. |ta perspektiva
imeet grandioznoe znachenie dlya kriptografii (nauki, kotoraya zanimaetsya
sekretnoj peredachej informacii i ustanovleniem ee podlinnosti). Real'nye
seti svyazi mogut byt' global'nymi i imet' ogromnye, postoyanno izmenyayushchiesya
nabory uchastnikov s nepredskazuemymi shemami svyazi. Nepraktichno trebovat',
chtoby kazhdaya para uchastnikov zaranee fizicheski obmenivalas' sekretnymi
shifroval'nymi klyuchami, kotorye pozvolili by im pozdnee obshchat'sya, ne boyas',
chto ih podslushayut. Kriptografiya s otkrytym klyuchom -- eto lyuboj metod
otpravki sekretnoj informacii, pri kotorom ni otpravitel', ni poluchatel' ne
delyatsya sekretnoj informaciej. Samyj nadezhnyj iz izvestnyh metodov
kriptografii s otkrytym klyuchom osnovan na trudnosti obrabotki zadachi
razlozheniya na mnozhiteli bol'shih chisel. |tot metod izvesten kak kriptosistema
RSA, kotoraya poluchila svoe nazvanie v chest' Ronal'da Rivesta (Rivest), Adi
SHamira (Shamir) i Leonarda Adel'mana (Adelman), kotorye vpervye predlozhili
ee v 1978 godu. |tot metod obuslovlen matematicheskoj proceduroj, posredstvom
kotoroj soobshchenie mozhno zakodirovat', ispol'zuya v kachestve klyucha ogromnoe
(skazhem, 250-znachnoe) chislo. Poluchatel' mozhet svobodno obnarodovat' etot
klyuch, potomu chto lyuboe soobshchenie, zashifrovannoe s ego pomoshch'yu, mozhno
rasshifrovat', tol'ko znaya mnozhiteli etogo chisla. Takim obrazom, ya mogu
vybrat' dva 125-znachnyh prostyh chisla i hranit' ih v sekrete, no peremnozhiv,
soobshchit' vsem ih 250-znachnoe proizvedenie. Kto ugodno mozhet poslat' mne
soobshchenie, ispol'zovav eto chislo kak kod, no tol'ko ya smogu prochitat' eti
soobshcheniya, potomu chto tol'ko mne izvestny sekretnye mnozhiteli.
Kak ya uzhe skazal, ne sushchestvuet prakticheskoj vozmozhnosti razlozheniya na
mnozhiteli 250-znachnogo chisla s ispol'zovaniem klassicheskih sredstv. No
kvantovoe ustrojstvo razlozheniya na mnozhiteli, rabotayushchee po algoritmu SHora,
moglo by eto sdelat', vypolniv vsego neskol'ko tysyach arifmeticheskih
operacij, chto, vozmozhno, bylo by minutnym delom. Takim obrazom, lyuboj
chelovek, imeyushchij dostup k takoj mashine, smog by legko prochitat' lyuboe
perehvachennoe soobshchenie, zashifrovannoe s pomoshch'yu kriptosistemy RSA.
SHifroval'shchikam ne pomoglo by dazhe ispol'zovanie bol'shih chisel v
kachestve klyuchej, potomu chto resursy, neobhodimye dlya raboty algoritma SHora,
ochen' medlenno uvelichivayutsya s uvelicheniem raskladyvaemogo na mnozhiteli
chisla. V kvantovoj teorii vychisleniya razlozhenie na mnozhiteli -- ochen' legko
obrabatyvaemaya zadacha. Schitaetsya, chto pri dannom urovne dekogerentnosti
snova poyavitsya prakticheskoe ogranichenie velichiny chisla, kotoroe mozhno
razlozhit' na mnozhiteli, no neizvesten nizhnij predel tehnologicheski
dostizhimoj stepeni dekogerentnosti. Poetomu, my dolzhny sdelat' vyvod, chto
odnazhdy v budushchem, vo vremya, kotoroe sejchas nevozmozhno predskazat',
kriptosistema RSA s lyuboj dannoj dlinoj klyucha mozhet stat' nesekretnoj. V
opredelennom smysle eto delaet ee nesekretnoj dazhe segodnya. Lyuboj chelovek
ili organizaciya, kotorye sejchas zapisyvayut soobshcheniya, zakodirovannye v
sisteme RSA, i zhdut togo vremeni, kogda smogut kupit' kvantovoe ustrojstvo
razlozheniya na mnozhiteli s dostatochno nizkoj dekogerentnost'yu, smogut
rasshifrovat' eti soobshcheniya. Vozmozhno, eto proizojdet tol'ko cherez veka,
vozmozhno vsego cherez neskol'ko desyatiletij, a mozhet, i eshche ran'she -- kto
znaet? No veroyatnost', chto eto proizojdet eshche ne skoro, -- eto vse, chto
teper' ostalos' ot byvshej absolyutnoj sekretnosti sistemy RSA.
Kogda kvantovoe ustrojstvo razlozheniya na mnozhiteli raskladyvaet na
mnozhiteli 250-znachnoe chislo, kolichestvo interferiruyushchih vselennyh budet
poryadka 10500, t.e. desyat' v stepeni 500. |to oshelomlyayushche ogromnoe chislo --
prichina togo, pochemu algoritm SHora delaet razlozhenie na mnozhiteli
legkoobrabatyvaemym. YA skazal, chto etot algoritm trebuet vypolneniya vsego
neskol'kih tysyach arifmeticheskih operacij. Bezuslovno, ya imel v vidu
neskol'ko tysyach operacij v kazhdoj vselennoj, kotoraya vnosit vklad v otvet.
Vse eti vychisleniya vypolnyayutsya v razlichnyh parallel'nyh vselennyh i delyatsya
svoimi rezul'tatami cherez interferenciyu.
Vozmozhno, vam interesno, kak my smozhem ubedit' svoih dvojnikov iz 10000
vselennyh nachat' rabotat' nad nashej zadachej razlozheniya na mnozhiteli. Razve u
nih net svoih sobstvennyh zadach, chtoby zadejstvovat' komp'yutery? Nam ne
nuzhno ih ubezhdat'. Algoritm SHora iznachal'no dejstvuet tol'ko v nabore
vselennyh, identichnyh drug drugu, i vyzyvaet v nih otlichiya tol'ko v predelah
ustrojstva razlozheniya na mnozhiteli. Poetomu my, tochno opredelivshie chislo,
kotoroe nuzhno razlozhit' na mnozhiteli, i zhdushchie otveta, identichny vo vseh
interferiruyushchih vselennyh. Nesomnenno, sushchestvuet mnogo drugih vselennyh, v
kotoryh my zaprogrammirovali drugoe chislo ili voobshche ne postroili ustrojstvo
razlozheniya na mnozhiteli. No eti vselennye otlichayutsya ot nashej slishkom
bol'shim kolichestvom peremennyh -- ili tochnee, peremennymi, kotorye
programmirovanie algoritma SHora ne privelo k nuzhnomu vzaimodejstviyu, -- i
potomu oni ne interferiruyut s nashej vselennoj.
Dokazatel'stvo, privedennoe v glave 2, primenitel'no k lyubomu yavleniyu
interferencii, razrushaet klassicheskuyu ideyu sushchestvovaniya tol'ko odnoj
vselennoj. Logicheski vozmozhnost' kompleksnyh kvantovyh vychislenij nichego ne
daet v tom sluchae, na kotoryj uzhe nel'zya otvetit'. No eta vozmozhnost'
okazyvaet psihologicheskoe vliyanie. Algoritm SHora rasshiryaet eto
dokazatel'stvo. Dlya teh, kto vse eshche sklonen schitat', chto sushchestvuet tol'ko
odna vselennaya, ya predlagayu sleduyushchuyu zadachu: ob®yasnite princip dejstviya
algoritma SHora. YA ne imeyu v vidu, predskazhite, chto on budet rabotat',
poskol'ku dlya etogo dostatochno reshit' neskol'ko neprotivorechivyh uravnenij.
YA proshu vas dat' ob®yasnenie. Kogda algoritm SHora razlozhil na mnozhiteli
chislo, zadejstvovav primerno 10500 vychislitel'nyh resursov, kotorye mozhno
uvidet', gde eto chislo raskladyvalos' na mnozhiteli?
Vo vsej vidimoj vselennoj sushchestvuet vsego okolo 1080 atomov, chislo
nichtozhno maloe po sravneniyu s 10500. Takim obrazom, esli by vidimaya
vselennaya byla meroj fizicheskoj real'nosti, fizicheskaya real'nost' dazhe
otdalenno ne soderzhala by resursov, dostatochnyh dlya razlozheniya na mnozhiteli
takogo bol'shogo chisla. Kto zhe togda razlozhil ego t mnozhiteli? Kak i gde
vypolnyalos' vychislenie?
YA govoril o tradicionnyh tipah matematicheskih zadach, kotorye kvantovye
komp'yutery smogli by vypolnit' bystree sushchestvuyushchih. No dlya kvantovyh
komp'yuterov otkryt i dopolnitel'nyj klass novyh zadach, kotorye ne sposoben
reshit' ni odin klassicheskij komp'yuter. Po strannomu sovpadeniyu, odnoj iz
pervyh takih zadach obnaruzhili zadachu, takzhe svyazannuyu s kriptografiej s
otkrytym klyuchom. Na etot raz delo ne v razrushenii sushchestvuyushchej sistemy, a v
realizacii novoj absolyutno sekretnoj sistemy kvantovoj kriptografii. V 1989
godu v N'yu-Jorke, v Issledovatel'skom Centre IBM, v ofise teoretika CHarl'za
Bennetta byl postroen pervyj rabochij kvantovyj komp'yuter. |to byl
specializirovannyj kvantovyj komp'yuter, sostoyashchij iz dvuh kvantovyh
kriptograficheskih ustrojstv, sproektirovannyh Bennettom i ZHilem Brassarom iz
Monreal'skogo Universiteta. |tot komp'yuter stal pervoj mashinoj, vypolnivshej
nebanal'nye vychisleniya, kotorye ne smogla by vypolnit' ni odna mashina
T'yuringa.
V kvantovoj kriptosisteme Benneta i Brassara poslaniya kodiruyutsya
sostoyaniyami otdel'nyh fotonov, ispuskaemyh lazerom. Nesmotrya na to, chto dlya
peredachi soobshcheniya neobhodimo mnogo fotonov (odin foton na bit, plyus te
fotony, kotorye tratyatsya na vsevozmozhnye neeffektivnosti), takie mashiny
mozhno postroit', ispol'zuya sushchestvuyushchuyu tehnologiyu, potomu chto dlya
vypolneniya svoih kvantovyh vychislenij im neobhodim odin foton na raz.
Sekretnost' sistemy Osnovana ne na trudnosti obrabotki, kak klassicheskoj,
tak i kvantovoj, a neposredstvenno na svojstvah kvantovoj interferencii:
imenno ona daet etoj sisteme absolyutnuyu sekretnost', kotoruyu nevozmozhno
obespechit' s pomoshch'yu klassicheskih metodov. Nikakoj ob®em budushchih vychislenij
ni na kakom komp'yutere cherez milliony ili trilliony let ne pomozhet tomu, kto
hotel by podslushat' poslaniya, zakodirovannye kvantovym metodom: poskol'ku,
esli kto-libo obshchaetsya cherez sredu, demonstriruyushchuyu interferenciyu, to on
smozhet obnaruzhit' podslushivayushchih ego lyudej. V sootvetstvii s klassicheskoj
fizikoj net nichego, chto mozhet pomeshat' podslushivayushchemu, kotoryj imeet
fizicheskij dostup k srede svyazi, naprimer, k telefonnoj linii, putem
ustanovki passivnogo podslushivayushchego ustrojstva. No kak ya uzhe ob®yasnil, esli
kto-libo osushchestvlyaet kakoe-libo izmerenie kvantovoj sistemy, on izmenyaet ee
posleduyushchie interferencionnye svojstva. Ot etogo effekta zavisit protokol
svyazi. Svyazyvayushchiesya storony effektivno stavyat povtoryayushchiesya eksperimenty po
interferencii, soglasuya ih cherez obshchestvennyj kanal svyazi. Tol'ko kogda
interferenciya projdet proverku na otsutstvie podslushivayushchih, oni perehodyat k
sleduyushchej stadii protokola, sostoyashchej v tom, chtoby ispol'zovat' nekotoruyu
chast' peredannoj informacii v kachestve kriptograficheskogo klyucha. V hudshem
sluchae upornyj podslushivayushchij mozhet pomeshat' svyazi sostoyat'sya (hotya,
bezuslovno, etogo proshche dostich', pererezav telefonnuyu liniyu). No chto
kasaetsya chteniya soobshcheniya, eto mozhet sdelat' tol'ko poluchatel', dlya kotorogo
ono prednaznacheno, eto garantiruyut zakony fiziki.
Poskol'ku kvantovaya kriptografiya zavisit ot manipulirovaniya otdel'nymi
fotonami, ona stradaet ot znachitel'nogo ogranicheniya. Kazhdyj foton,
perenosyashchij odin bit informacii i poluchaemyj posledovatel'no, dolzhen byt'
kakim-to obrazom peredan nevredimym ot otpravitelya poluchatelyu. No lyuboj
metod peredachi soderzhit poteri, i esli oni slishkom bol'shie, poslanie nikogda
ne dostignet svoego adresata. Ustanovka retranslyacionnyh stancij (mera dlya
ustraneniya etoj problemy v sushchestvuyushchih sistemah svyazi) podvergla by risku
sekretnost', potomu chto podslushivayushchij mog by nablyudat' za tem, chto
proishodit vnutri retranslyacionnoj stancii, ne buduchi obnaruzhennym. Luchshie
iz sushchestvuyushchih kvantovo-kriptograficheskih sistem ispol'zuyut
voloknoopticheskie kabeli i imeyut diapazon okolo desyati kilometrov. |togo
bylo by dostatochno, chtoby obespechit', skazhem, ekonomicheskij rajon goroda
absolyutno sekretnoj vnutrennej svyaz'yu. Vozmozhno, ne daleki i rynochnye
sistemy, no chtoby reshit' zadachu kriptografii s otkrytym klyuchom v obshchem
sluchae -- skazhem, dlya global'noj svyazi -- neobhodimo dal'nejshee razvitie
kvantovoj kriptografii.
|ksperimental'nye i teoreticheskie issledovaniya v oblasti kvantovogo
vychisleniya nabirayut temp vo vsem mire. Predlagayut dazhe bolee obeshchayushchie novye
tehnologii realizacii kvantovyh komp'yuterov i postoyanno otkryvayut i
analiziruyut novye tipy kvantovogo vychisleniya s razlichnymi preimushchestvami
pered klassicheskim vychisleniem. YA nahozhu vse eti razrabotki ves'ma
zahvatyvayushchimi i schitayu, chto nekotorye iz nih prinesut tehnologicheskie
plody. No dlya etoj knigi dannyj vopros nesushchestvenen. S fundamental'noj
tochki zreniya ne imeet znacheniya, naskol'ko poleznym okazyvaetsya kvantovoe
vychislenie, kak ne imeet znacheniya i to, postroim li my pervyj universal'nyj
kvantovyj komp'yuter na sleduyushchej nedele, cherez veka ili ne postroim ego
nikogda. V lyubom sluchae, kvantovaya teoriya vychisleniya dolzhna byt'
neot®emlemoj chast'yu mirovozzreniya lyubogo cheloveka, ishchushchego fundamental'nogo
ponimaniya real'nosti. To, chto kvantovye komp'yutery govoryat nam o svyazi
zakonov fiziki, universal'nosti i, na pervyj vzglyad, nesvyazannyh napravlenij
ob®yasneniya v strukture real'nosti, my mozhem obnaruzhit' -- i uzhe
obnaruzhivaem, -- izuchaya ih teoreticheski.
TERMINOLOGIYA
Kvantovoe vychislenie -- vychislenie, kotoroe trebuet
kvantovo-mehanicheskih processov, osobenno interferencii. Drugimi slovami,
vychislenie, kotoroe osushchestvlyayut v sotrudnichestve s parallel'nymi
vselennymi.
|ksponencial'noe vychislenie -- vychislenie, trebovaniya k resursam
kotorogo (naprimer, neobhodimomu vremeni) uvelichivayutsya primerno s
postoyannym mnozhitelem pri uvelichenii vvodimogo chisla na kazhdyj posleduyushchij
razryad.
Legko/trudnoobrabatyvaemyj (Pravilo bystryh priblizhennyh raschetov) --
vychislitel'naya zadacha schitaetsya legkoobrabatyvaemoj, esli resursy,
neobhodimye dlya ee vypolneniya, ne uvelichivayutsya eksponencial'no s rostom
kolichestva razryadov vvodimogo chisla.
Haos -- neustojchivost' dvizheniya bol'shinstva klassicheskih sistem.
Nebol'shaya raznica mezhdu dvumya nachal'nymi sostoyaniyami porozhdaet
eksponencial'no rastushchie otkloneniya dvuh rezul'tiruyushchih traektorij. Odnako
real'nost' podchinyaetsya ne klassicheskoj, a kvantovoj fizike.
Nepredskazuemost', vyzvannaya haosom, v obshchem sluchae perekryvaetsya kvantovoj
neopredelennost'yu, vyzvannoj tem, chto identichnye vselennye stanovyatsya
razlichnymi.
Universal'nyj kvantovyj komp'yuter -- komp'yuter, sposobnyj vypolnit'
lyuboe vychislenie, kotoroe sposoben vypolnit' lyuboj drugoj kvantovyj
komp'yuter, i peredat' lyubuyu konechnuyu fizicheski vozmozhnuyu sredu v virtual'noj
real'nosti.
Kvantovaya kriptografiya -- lyubaya forma kriptografii, kotoruyu mozhno
realizovat' na kvantovyh komp'yuterah, no nevozmozhno na klassicheskih.
Specializirovannyj kvantovyj komp'yuter -- kvantovyj komp'yuter,
naprimer, kvantovoe kriptograficheskoe ustrojstvo ili kvantovoe ustrojstvo
razlozheniya na mnozhiteli, kotoryj ne yavlyaetsya universal'nym kvantovym
komp'yuterom.
Dekogerentnost' -- kogda razlichnye otrasli kvantovogo vychisleniya v
razlichnyh vselennyh po-raznomu vozdejstvuyut na okruzhayushchuyu sredu,
interferenciya umen'shaetsya, a vychislenie mozhet ne poluchit'sya. Dekogerentnost'
-- eto glavnoe prepyatstvie prakticheskoj realizacii bolee moshchnyh kvantovyh
komp'yuterov.
REZYUME
Zakony fiziki dopuskayut sushchestvovanie komp'yuterov, sposobnyh peredat'
lyubuyu fizicheski vozmozhnuyu sredu, ne ispol'zuya nepraktichno bol'shih resursov.
Takim obrazom, universal'noe vychislenie ne prosto vozmozhno, kak etogo
treboval princip T'yuringa, ono takzhe yavlyaetsya legkoobrabatyvaemym. Kvantovye
yavleniya mogut vklyuchat' ogromnoe mnozhestvo parallel'nyh vselennyh, a potomu,
mogut ne poddat'sya effektivnomu modelirovaniyu v predelah odnoj vselennoj.
Tem ne menee, eta zhiznestojkaya forma universal'nosti po-prezhnemu ostaetsya v
sile, potomu chto kvantovye komp'yutery mogut effektivno peredat' lyubuyu
fizicheski vozmozhnuyu kvantovuyu sredu, dazhe pri vzaimodejstvii ogromnogo
mnozhestva vselennyh. Kvantovye komp'yutery takzhe mogut effektivno reshat'
opredelennye matematicheskie zadachi, naprimer, razlozhenie na mnozhiteli,
kotorye s klassicheskih pozicij yavlyayutsya trudnoobrabatyvaemymi, a takzhe
osushchestvlyat' klassicheski nevozmozhnye raznovidnosti kriptografii. Kvantovoe
vychislenie -- eto kachestvenno novyj sposob ispol'zovaniya prirody.
Sleduyushchaya glava, veroyatno, privedet v yarost' mnogih matematikov. S etim
nichego ne podelaesh'. Matematika -- eto ne to, chem oni ee schitayut.
(CHitateli, ne znakomye s tradicionnymi dopushcheniyami otnositel'no
opredelennosti matematicheskogo znaniya, mogut poschitat' glavnyj vyvod etoj
glavy takovym, chto nashe znanie matematicheskoj istiny zavisit ot nashego
znaniya fizicheskogo mira, i ne bolee nadezhno, chem eto znanie yavlyaetsya
ochevidnym. Vozmozhno, eti chitateli predpochtut tol'ko prosmotret' etu glavu i
srazu zhe perejti k obsuzhdeniyu vremeni v glave 11).
Glava 10. Priroda matematiki
"Struktura real'nosti", kotoruyu ya opisyval do sih por, byla strukturoj
fizicheskoj real'nosti. Tem ne menee, ya svobodno ssylalsya na takie kategorii,
kotoryh net nigde v fizicheskom mire, -- abstrakcii, takie kak chisla i
beskonechnye mnozhestva komp'yuternyh programm. Da i sami zakony fiziki nel'zya
otnesti k fizicheskim kategoriyam v tom smysle, v kakom k nim otnosyatsya kamni
i planety, Kak ya uzhe skazal, "Kniga Prirody" Galileo -- vsego lish' metafora.
I krome togo, sushchestvuet vymysel virtual'noj real'nosti, nesushchestvuyushchie
sredy, zakony kotoryh otlichayutsya ot real'nyh fizicheskih zakonov. Za
predelami etih sred nahoditsya to, chto ya nazval sredami "Kantgoutu", kotorye
nevozmozhno peredat' dazhe v virtual'noj real'nosti. YA skazal, chto sushchestvuet
beskonechno mnogo takih sred dlya kazhdoj sredy, kotoruyu mozhno peredat'. No chto
znachit skazat', chto takie sredy "sushchestvuyut"? Esli oni ne sushchestvuyut ni v
real'nosti, ni dazhe v virtual'noj real'nosti, to gde oni sushchestvuyut?
A sushchestvuyut li abstraktnye nefizicheskie kategorii voobshche? YAvlyayutsya li
oni chast'yu struktury real'nosti? V dannoj situacii menya ne zanimayut problemy
prostogo ispol'zovaniya slov. Ochevidno, chto chisla, fizicheskie zakony i t. d.
dejstvitel'no "sushchestvuyut" v nekotorom smysle i ne sushchestvuyut v drugom.
Nezavisimo ot etogo voznikaet sleduyushchij vopros: kak my dolzhny ponimat' takie
kategorii? Kakie iz nih yavlyayutsya vsego lish' udobnoj formoj slov, kotorye, v
konechnom schete, ssylayutsya na obychnuyu fizicheskuyu real'nost'? Kakie iz nih
vsego lish' prehodyashchie osobennosti nashej kul'tury? Kakie iz nih proizvol'ny,
kak pravila banal'noj igry, kotorye nuzhno tol'ko posmotret' v prilozhenii? A
kakie, esli takie voobshche est', mozhno ob®yasnit' tol'ko, esli pripisat' im
nezavisimoe sushchestvovanie? Vse, chto otnositsya k poslednemu vidu, dolzhno byt'
chast'yu struktury real'nosti, kak ona opredelyaetsya v etoj knige, potomu chto
eto neobhodimo ponyat', chtoby ponyat' vse, chto ponyato.
|to govorit o tom, chto nam snova sleduet vospol'zovat'sya kriteriem
doktora Dzhonsona. Esli my hotim znat', dejstvitel'no li sushchestvuet dannaya
abstrakciya, my dolzhny sprosit', "daet li ona otvetnuyu reakciyu" slozhnym,
avtonomnym obrazom. Naprimer, matematiki harakterizuyut "natural'nye chisla"
1, 2, 3,... -- prezhde vsego -- tochnym opredeleniem:
1 -- eto natural'noe chislo.
Za kazhdym natural'nym chislom sleduet tol'ko odno chislo, kotoroe takzhe
yavlyaetsya natural'nym.
1 ne sleduet ni za kakim natural'nym chislom.
Podobnye opredeleniya -- eto popytki abstraktnogo vyrazheniya intuitivnogo
fizicheskogo ponyatiya posledovatel'nyh znachenij diskretnoj velichiny. (Tochnee,
kak ya ob®yasnil v predydushchej glave, v dejstvitel'nosti eto ponyatie yavlyaetsya
kvantovo-mehanicheskim). Arifmeticheskie dejstviya, naprimer, umnozhenie i
slozhenie, a takzhe posleduyushchie ponyatiya, podobnye ponyatiyu prostogo chisla, v
etom sluchae opredelyayut, ssylayas' na "natural'nye chisla". No sozdav
abstraktnye "natural'nye chisla" cherez eto opredelenie i ponyav ih cherez etu
intuiciyu, my obnaruzhivaem, chto ostalos' gorazdo bol'she togo, chto my vse eshche
ne ponimaem o nih. Opredelenie prostogo chisla raz i navsegda ustanavlivaet,
kakie chisla yavlyayutsya prostymi, a kakie ne yavlyayutsya. No ponimanie togo, kakie
chisla yavlyayutsya prostymi, -- naprimer, prodolzhaetsya li posledovatel'nost'
prostyh chisel beskonechno, kak oni sgruppirovany, naskol'ko i pochemu oni
"sluchajny", -- vlechet za soboj novoe ponimanie i izobilie novyh ob®yasnenij.
V dejstvitel'nosti okazyvaetsya, chto sama teoriya chisel -- eto celyj mir (etot
termin ispol'zuyut chasto). Dlya bolee polnogo ponimaniya chisel my dolzhny
opredelit' mnozhestvo novyh klassov abstraktnyh kategorij i postulirovat'
mnogo novyh struktur i svyazej mezhdu etimi strukturami. My obnaruzhivaem, chto
nekotorye podobnye struktury svyazany s intuiciej drugogo roda, kotoroj my
uzhe obladaem, no kotoraya vopreki etomu ne imeet nichego obshchego s chislami --
naprimer, simmetriya, vrashchenie, kontinuum, mnozhestva, beskonechnost' i mnogoe
drugoe. Takim obrazom, abstraktnye matematicheskie kategorii, s kotorymi, kak
nam kazhetsya, my znakomy, tem ne menee, mogut udivit' ili razocharovat' nas.
Oni mogut neozhidanno vozniknut' v novyh naryadah ili maskah. Oni mogut byt'
neob®yasnimy, a vposledstvii podojti pod novoe ob®yasnenie. Takim obrazom, oni
yavlyayutsya slozhnymi i avtonomnymi, i, sledovatel'no, po kriteriyu doktora
Dzhonsona, my dolzhny sdelat' vyvod ob ih real'nosti. Poskol'ku my ne mozhem
ponyat' ih ni kak chast' sebya, ni kak chast' chego-libo eshche, chto my uzhe
ponimaem, no mozhem ponyat' ih kak nezavisimye kategorii, sleduet sdelat'
vyvod, chto oni yavlyayutsya real'nymi, nezavisimymi kategoriyami.
Tem ne menee, abstraktnye kategorii neosyazaemy. Oni ne dayut otvetnoj
fizicheskoj reakcii tak, kak eto delaet kamen', poetomu eksperiment i
nablyudenie ne mogut igrat' v matematike takuyu zhe rol', kakuyu oni igrayut v
nauke. V matematike takuyu rol' igraet dokazatel'stvo. Kamen' doktora
Dzhonsona okazal otvetnoe vozdejstvie tem, chto v ego noge poyavilas' otdacha.
Prostye chisla okazyvayut otvetnoe vozdejstvie, kogda my dokazyvaem chto-to
neozhidannoe otnositel'no nih, osobenno, esli my mozhem pojti dal'she i
ob®yasnit' eto. S tradicionnoj tochki zreniya klyuchevoe razlichie mezhdu
dokazatel'stvom i eksperimentom sostoit v tom, chto dokazatel'stvo ne
ssylaetsya na fizicheskij mir. My mozhem osushchestvit' dokazatel'stvo v svoem
sobstvennom razume ili vnutri generatora virtual'noj real'nosti, kotoryj
peredaet sredu s nepravil'noj fizikoj. Edinstvennoe uslovie zaklyuchaetsya v
tom, chto my sleduem pravilam matematicheskogo vyvoda, a potomu dolzhny
poluchit' tot zhe samyj otvet, chto i kto-libo eshche. II vnov' shiroko
rasprostraneno mnenie, chto, ne schitaya vozmozhnosti poyavleniya grubyh oshibok,
kogda my dokazali chto-libo, my absolyutno opredelenno znaem, chto eto istina.
Matematiki ves'ma gordyatsya etoj absolyutnoj opredelennost'yu, a uchenye
sklonny nemnogo etomu zavidovat'. Delo v tom; chto v nauke nevozmozhno byt'
opredelennym otnositel'no kakogo-libo vyskazyvaniya. Nevazhno, naskol'ko
horosho ch'i-libo teorii ob®yasnyayut sushchestvuyushchie nablyudeniya, v lyuboj moment
kto-to mozhet predostavit' novoe, neob®yasnimoe nablyudenie, kotoroe postavit
pod somnenie vsyu sushchestvuyushchuyu ob®yasnitel'nuyu strukturu. Huzhe togo, kto-to
mozhet dostich' luchshego ponimaniya, kotoroe ob®yasnyaet ne tol'ko vse
sushchestvuyushchie nablyudeniya, no i to, pochemu predydushchie ob®yasneniya kazalis'
podhodyashchimi, no, nesmotrya na eto, byli ves'ma oshibochnymi. Galileo, naprimer,
obnaruzhil novoe ob®yasnenie vekovogo nablyudeniya, chto zemlya pod nashimi nogami
nahoditsya v sostoyanii pokoya, ob®yasnenie, kotoroe vleklo za soboj ideyu o tom,
chto v dejstvitel'nosti zemlya dvizhetsya. Virtual'naya real'nost' -- kotoraya
mozhet sdelat' tak, chto odna sreda budet kazat'sya drugoj -- podcherkivaet tot
fakt, chto kogda nablyudenie vystupaet kak vysshij sud'ya teorij, nikogda ne
mozhet vozniknut' hot' kakaya-to opredelennost', chto sushchestvuyushchee ob®yasnenie,
kakim by ochevidnym ono ni bylo, hotya by otdalenno yavlyaetsya istinoj. No kogda
v kachestve sud'i vystupaet dokazatel'stvo, opredelennost' schitaetsya
vozmozhnoj.
Govoryat, chto pravila logiki vpervye sformulirovali, nadeyas', chto oni
obespechat ob®ektivnyj i obosnovannyj metod razresheniya vseh sporov. |tu
nadezhdu nevozmozhno opravdat'. Izuchenie samoj logiki otkrylo, chto oblast'
dejstviya logicheskoj dedukcii kak sredstva raskrytiya istiny zhestko
ogranichena. Pri nalichii sushchestvuyushchih dopushchenij o mire mozhno sdelat' vyvody
deduktivno; no eti vyvody nichut' ne bolee obosnovanny, chem dopushcheniya.
Edinstvennye vyskazyvaniya, kotorye mozhet dokazat' logika, ne pribegaya k
dopushcheniyam, -- eto tavtologii -- takie utverzhdeniya, kak "vse planety -- eto
planety", kotorye nichego ne utverzhdayut. V chastnosti, vse real'nye nauchnye
voprosy nahodyatsya za predelami toj oblasti, gde mozhno uladit' spory s
pomoshch'yu odnoj logiki. Odnako schitaetsya, chto matematika nahoditsya v predelah
etoj oblasti. Takim obrazom, matematiki ishchut absolyutnuyu, no abstraktnuyu
istinu, v to vremya kak uchenye uteshayut sebya mysl'yu, chto oni mogut obresti
real'noe i poleznoe znanie fizicheskogo mira. No oni dolzhny prinyat', chto eto
znanie ne imeet garantij. Ono vechno eksperimental'no i vechno podverzheno
oshibkam. Ideya o tom, chto nauku harakterizuet "indukciya", metod
dokazatel'stva, kotoryj schitaetsya analogom dedukcii, no chut' bolee
podverzhennym oshibkam, -- eto popytka izvlech' vse vozmozhnoe iz etogo
postizhimogo vtorosortnogo statusa nauchnogo znaniya. Vmesto deduktivno
dokazannyh opredelennostej, vozmozhno, my udovol'stvuemsya induktivno
dokazannymi "pochti-opredelennostyami".
Kak ya uzhe skazal, ne sushchestvuet takogo metoda dokazatel'stva kak
"indukciya". Ideya dokazatel'stva kakim-to obrazom dostignutoj
"pochti-opredelennosti" v nauke -- mif. Kakim obrazom ya mog by
"pochti-opredelenno" dokazat', chto zavtra ne opublikuyut udivitel'nuyu novuyu
fizicheskuyu teoriyu, oprovergayushchuyu moi samye neosporimye dopushcheniya
otnositel'no real'nosti? Ili to, chto ya ne nahozhus' vnutri generatora
virtual'noj real'nosti? No ya govoryu vse eto ne dlya togo, chtoby pokazat', chto
nauchnoe znanie dejstvitel'no "vtorosortno". Ibo ideya o tom, chto matematika
daet opredelennosti - eto tozhe mif.
S drevnih vremen ideya o privilegirovannom statuse matematicheskogo
znaniya chasto associirovalas' s ideej o tom, chto nekotorye abstraktnye
kategorii, po krajnej mere, ne prosto yavlyayutsya chast'yu struktury real'nosti,
no dazhe bolee real'ny, chem fizicheskij mir. Pifagor schital, chto regulyarnosti
v prirode est' vyrazhenie matematicheskih otnoshenij mezhdu natural'nymi
chislami. "Vse veshchi est' chisla" -- takov byl ego deviz. On ne imel eto v vidu
bukval'no, odnako Platon poshel eshche dal'she i otrical real'nost' fizicheskogo
mira voobshche. On schital, chto nashi mnimye oshchushcheniya etogo mira nichego ne stoyat
i vvodyat v zabluzhdenie, i dokazyval, chto fizicheskie ob®ekty i yavleniya,
kotorye my ponimaem, -- vsego lish' "teni" nesovershennyh kopij ih istinnyh
sushchnostej ("Form" ili "Idej"), sushchestvuyushchih v otdel'noj oblasti, kotoraya i
est' istinnaya real'nost'. V etoj oblasti, krome vsego prochego, sushchestvuyut
Formy chistyh chisel, takih, kak 1, 2, 3, ... , i Formy matematicheskih
dejstvij, takih, kak slozhenie i umnozhenie. My mozhem vosprinyat' nekotorye
teni etih Form, kogda kladem na stol odno yabloko, potom eshche odno i vidim,
chto na stole dva yabloka. Odnako yabloki vyrazhayut "nalichie odnogo" i "nalichie
dvuh" (i, v dannom sluchae, "nalichie yablok") nesovershenno. Oni ne yavlyayutsya
sovershenno identichnymi, a potomu, v dejstvitel'nosti na stole nikogda net
dvuh primerov chego-libo. Na eto mozhno vozrazit', chto chislo dva mozhno takzhe
predstavit', polozhiv na stol dva razlichnyh ob®ekta. No i takoe predstavlenie
nesovershenno, potomu chto v etom sluchae my dolzhny dopustit', chto na stole
takzhe est' kletki, otpavshie ot yablok, pyl' i vozduh. V otlichie ot Pifagora.
Platon zanimalsya ne tol'ko natural'nymi chislami. Ego real'nost' soderzhala
Formy vseh ponyatij. Naprimer, ona soderzhala Formu sovershennogo kruga.
"Krugi", kotorye my vidim, nikogda ne yavlyayutsya dejstvitel'no krugami. Oni ne
sovershenno kruglye, ne sovershenno ploskie; u nih est' konechnaya tolshchina i
t.d. Vse oni nesovershenny.
Zatem Platon ukazal zadachu. Prinimaya vo vnimanie vse eto Zemnoe
nesovershenstvo (i on mog by dobavit', nash nesovershennyj sensornyj dostup
dazhe k Zemnym krugam), kak voobshche my mozhem znat' to, chto my znaem o
real'nyh, sovershennyh krugah? Ochevidno, chto my obladaem znaniem o nih, no
kakim obrazom? Gde Evklid priobrel znanie geometrii, kotoroe vyrazil v svoih
znamenityh aksiomah, kogda u nego ne bylo ni istinnyh krugov, ni tochek, ni
pryamyh? Otkuda ishodit eta opredelennost' matematicheskogo dokazatel'stva,
esli nikto ne sposoben oshchutit' te abstraktnye kategorii, na kotorye ono
ssylaetsya? Otvet Platona zaklyuchalsya v tom, chto my poluchaem vse eto znanie ne
iz etogo mira tenej i illyuzij. My poluchaem ego neposredstvenno iz samogo
mira Form. My obladaem sovershennym vrozhdennym znaniem togo mira, kotoroe,
kak on schital, zabyvaetsya pri rozhdenii, a zatem skryvaetsya pod sloyami
oshibok, vyzvannyh tem, chto my doveryaem svoim chuvstvam. No real'nost' mozhno
vspomnit', userdno primenyaya "razum", vposledstvii dayushchij absolyutnuyu
opredelennost', kotoruyu nikogda ne mozhet dat' oshchushchenie.
Interesno, kto-nibud' kogda-nibud' veril v etu ves'ma somnitel'nuyu
fantaziyu (vklyuchaya samogo Platona, kotoryj vse-taki byl ochen' kompetentnym
filosofom, schitavshim, chto publike stoit govorit' blagorodnuyu lozh')? Tem ne
menee, postavlennaya im zadacha -- kak my mozhem obladat' znaniem, ne govorya uzh
ob opredelennosti, abstraktnyh kategorij -- dostatochno real'na, a nekotorye
elementy predlozhennogo im resheniya s teh por stali chast'yu obshcheprinyatoj teorii
poznaniya. V chastnosti, fakticheski vse matematiki do segodnyashnego dnya bez
kritiki prinimayut osnovnuyu ideyu togo, chto matematicheskoe i nauchnoe znanie
proistekayut iz razlichnyh istochnikov i chto "osobyj" istochnik matematicheskogo
znaniya daet emu absolyutnuyu opredelennost'. Sejchas etot istochnik matematiki
nazyvayut matematicheskoj intuiciej, odnako on igraet tu zhe samuyu rol', chto i
"vospominaniya" Platona ob oblasti Form.
Matematiki mnogo i muchitel'no sporili o tom, otkrytiya kakih v tochnosti
vidov sovershenno nadezhnogo znaniya mozhno ozhidat' ot nashej matematicheskoj
intuicii. Drugimi slovami, oni soglasny, chto matematicheskaya intuiciya --
istochnik absolyutnoj opredelennosti, no ne mogut prijti k soglasheniyu
otnositel'no togo, chto ona im govorit! Ochevidno, chto eto povod dlya
beskonechnyh, nerazreshimyh sporov.
Bol'shaya chast' takih sporov neizbezhno kasalas' obosnovannosti ili
neobosnovannosti razlichnyh metodov dokazatel'stva. Odno iz raznoglasij bylo
svyazano s tak nazyvaemymi "mnimymi" chislami. Novye Teoremy ob obychnyh,
"veshchestvennyh" chislah dokazyvali, obrashchayas' na promezhutochnyh etapah
dokazatel'stva k svojstvam mnimyh chisel. Naprimer, takim obrazom byli
dokazany pervye teoremy o raspredelenii prostyh chisel. Odnako nekotorye
matematiki vozrazhali protiv mnimyh chisel na tom osnovanii, chto oni ne
real'ny. (Sovremennaya terminologiya vse eshche otrazhaet eto staroe raznoglasie
dazhe sejchas, kogda my schitaem, chto mnimye chisla tak zhe real'ny, kak i
"veshchestvennye"). YA polagayu, chto uchitelya v shkole govorili etim matematikam,
chto nel'zya izvlekat' kvadratnyj koren' iz minus odnogo, i, poetomu oni ne
ponimali, pochemu kto-libo drugoj mozhet eto sdelat'. Net somneniya v tom, chto
oni nazyvali etot zlostnyj poryv "matematicheskoj intuiciej". Odnako drugie
matematiki obladali drugoj intuiciej. Oni ponimali, chto takoe mnimye chisla,
i kak oni soglasuyutsya s veshchestvennymi. Pochemu, dumali oni, cheloveku ne
sleduet opredelyat' novye abstraktnye kategorii, imeyushchie svojstva, kotorye on
predpochitaet? Bezuslovno edinstvennym zakonnym osnovaniem zapretit' eto byla
by logicheskaya nes