Kako računala donose odluke: binarna istina koju vam nitko ne govori

Kako računala donose odluke: binarna istina koju vam nitko ne govori

Prekidač za svjetlo u vašem hodniku

Ispričat ću vam priču o prekidaču za svjetlo u vašem hodniku. Vjerojatno ste ga okrenuli tisuće puta, a da niste ni razmislili o tome. Gore, svjetlo se upali. Dolje, svjetlo se ugasi. Jednostavno, zar ne?

Taj skromni prekidač, onaj kojeg jedva primjećujete, krije tajnu toga kako radi svako računalo na svijetu. Ne otprilike. Ne metaforički. Zapravo, doslovno, potpuno.

Vidite, taj prekidač može biti samo u dva položaja: uključen ili isključen. Nikad napola. Nikad "otprilike uključen". Ili struja teče i žarulja zasvijetli, ili ne teče i vaš hodnik ostaje mračan. Dvije mogućnosti. To je sve.

I iz tih milijardi jednostavnih prekidača koji su ili da ili ne, ili uključeni ili isključeni, dobivamo sve:

Sve to proizlazi iz prekidača koji se uključuju i isključuju jako, jako brzo.

Zvuči previše jednostavno da bi bilo istinito? Ostanite sa mnom. Pokazat ću vam kako nešto tako osnovno kao prekidač za svjetlo stvara ono što izgleda kao magija.

Problem s restoranom

Zamislite da zovete svoj omiljeni restoran kako biste rezervirali stol za večeru. Osoba koja se javi počinje vam postavljati pitanja:

Sada zamislite drugačiji poziv:

Primjećujete li što se upravo dogodilo? Osoblje restorana odlučilo je gdje će vas smjestiti, ili hoće li vas uopće moći smjestiti, postavljajući jednostavna pitanja na koja se odgovara s da ili ne. Svaki je odgovor bio binaran: da ili ne. I na temelju tih odgovora donijeli su ono što se čini kao složena odluka.

Upravo tako, i mislim doslovno tako, vaše računalo donosi svaku pojedinu odluku. Postavlja milijune pitanja s odgovorima da ili ne, nevjerojatno brzo, i koristi odgovore da odluči što učiniti.

Složene odluke, donesene iz hrpa i hrpa jednostavnih pitanja s odgovorima da ili ne, na koje se odgovara brže nego što trepnete.

Zašto Samo Dva? Prekidač s Tri Položaja Koji Je Sve Upropastio

Možda se pitate: zašto samo da i ne? Zašto ne bismo imali tri opcije? Ili deset? Ne bi li to učinilo računala pametnijima?

Evo priče koja objašnjava zašto to ne funkcionira.

Četrdesetih i pedesetih godina prošlog stoljeća, dok su ljudi tek počeli graditi računala, neki su inženjeri pomislili: "Hej, zašto bismo se ograničili na uključeno i isključeno? Napravimo prekidače s tri položaja: isključeno, srednje i uključeno!"

Činilo se pametno. Više opcija, više snage, zar ne?

To je kao da nekoga pitate „Jesi li kod kuće?" umjesto „Na ljestvici od 1 do 10, koliko si kod kuće?" Prvo pitanje ima jasan odgovor. Drugo je samo zbunjujuće.

Zato računala koriste dva položaja, uključeno i isključeno, jer je to jedini način da se postigne pouzdanost. A ta dva položaja zovemo „1" i „0" ili „da" i „ne" ili „točno" i „netočno." Različite riječi, ista ideja: binarno. Dva izbora.

Tajni obrasci: kako da i ne grade sve

Dakle, imamo milijarde sklopki koje mogu biti uključene ili isključene. Kako od toga stignemo do, recimo, prepoznavanja vašeg glasa kada pitate telefon kakvo će sutra biti vrijeme?

Tajna je u kombiniranju sklopki u obrasce koji odgovaraju na određene vrste pitanja. Pokazat ću vam nekoliko, koristeći stvari koje već poznajete.

Bankovni sef: potrebna oba ključa

Znate ono u filmovima kada bankovni sef zahtijeva dvije osobe s dva različita ključa i oboje moraju okrenuti svoje ključeve u potpuno istom trenutku da bi se sef otvorio?

To je jedan obrazac koji računala stalno koriste. Provjeravaju: je li uvjet A točan I je li uvjet B točan? Samo ako su OBA potvrdna, računalo kaže da.

Kuća s dvoja vrata: dovoljna su jedna

Zamislite sada da vaša kuća ima ulazna i stražnja vrata. Možete ući ako su ulazna vrata otključana ILI ako su stražnja vrata otključana ILI ako su oboja otključana. Treba vam samo barem jedan put unutra.

To je još jedan obrazac. Računalo provjerava: je li uvjet A istinit ILI je li uvjet B istinit? Ako je barem jedan potvrdan, računalo kaže da.

Dan suprotnosti: okrenite sve naglavačke

Sjećate li se igre dana suprotnosti iz djetinjstva? Sve znači suprotno od onoga što inače znači.

Svjetla na stubištu: zamjena

Ovo mi je najdraže jer se kladim da ste to koristili, a da niste shvatili što nas uči o računalima.

Znate ona stubišta s prekidačima za svjetlo i na dnu i na vrhu? Možete pritisnuti bilo koji prekidač da upalite ili ugasite svjetlo. Popnete se gore u mraku, pritisnete gornji prekidač, svjetlo se upali. Siđete dolje, pritisnete donji prekidač, svjetlo se ugasi.

A postoji i druga strana ovoga: provjera jesu li dvije stvari ISTE. Kao usklađivanje lozinki ili provjera izgleda li vaše lice danas kao vaše lice jučer. Isto? Da. Različito? Ne.

Ti jednostavni obrasci, ti jednostavni načini kombiniranja odgovora da ili ne, građevni su blokovi svega što vaše računalo radi. Svega.

Vaš aparat za kavu ujutro (i zašto je pametniji nego što mislite)

Razgovarajmo o nečemu što vjerojatno koristite svako jutro: aparatu za kavu. Onom jednostavnom s mjeračem vremena.

Napunite ga vodom i mljevenom kavom prije spavanja. Namjestite mjerač vremena na 7 ujutro. Odete spavati. I kao čarolijom, probudite se uz svježu kavu.

Kako aparat zna kada početi kuhati?

Postavlja si pitanja s odgovorima da ili ne, neprestano, cijelu noć:

Tisuće puta u sekundi, isto pitanje. I čim se odgovor promijeni iz ne u da, aparat reagira.

Vaše računalo radi istu stvar, ali s milijunima pitanja koja se odvijaju istovremeno:

Milijuni pitanja s odgovorima da ili ne, postavljenih milijarde puta u sekundi, i računalo reagira čim se bilo koji odgovor promijeni.

Zato se vaš telefon čini tako brzim. On zapravo nije pametan. Samo postavlja pitanja jako, jako, jako brzo.

Razlika između skupog i jeftinog (koju vam nitko ne govori)

Evo nečega što bi vas moglo iznenaditi: nisu svi načini postavljanja pitanja s odgovorima da ili ne jednako skupi.

Zamislite da pokušavate shvatiti imate li dovoljno novca da nešto kupite. Mogli biste:

Oba ti daju odgovor. Ali opcija A oduzima puno više vremena i truda, zar ne?

Računala su pred istim izborom. Za neke zadatke mogu primijeniti pristup brzog pogleda: brzo, jednostavno, troši vrlo malo baterije. Za druge zadatke koriste spor, precizan pristup prebrojavanja svake lipe: točan, ali troši puno baterije i traje dulje.

Neke tvrtke (poput Dwevea i još nekih) grade sustave koji koriste brzi način kad god to ima smisla. Rezultat? Baterija vašeg telefona traje danima umjesto satima. Vaše aplikacije reagiraju trenutačno umjesto da zapinju. A vaši osobni podaci mogu ostati na vašem telefonu umjesto da se šalju na poslužitelje neke tvrtke.

Isti rezultati, puno veća učinkovitost. Sve zato što koriste jednostavna pitanja s odgovorom da ili ne umjesto kompliciranih izračuna.

Kad vas telefon prepozna po licu (svakodnevno čudo)

Razgovarajmo o nečemu što djeluje poput magije: otključavanje telefona jednim pogledom.

Kad to prvi put postavite, telefon snimi nekoliko fotografija vašeg lica. Ali evo što ne radi: ne pohranjuje te fotografije. Umjesto toga, gleda vaše lice poput prijatelja koji vas pokušava zapamtiti.

Zatim sva ta zapažanja pretvara u obrazac. Otisak prsta, ali za vaše lice.

Kasnije, kada želite otključati telefon, kamera vas ponovno pogleda. Mjeri iste stvari. I onda igra igru podudaranja o kojoj smo ranije pričali:

Tisuće takvih provjera, nevjerojatno brzo. I ako je dovoljno odgovora da, telefon kaže: "To je ista osoba!" i otključa se.

Nedovoljno podudaranja? "To je netko drugi", i ostaje zaključan.

I zato što su sve to pitanja da ili ne (je li ova značajka ista kao ona pohranjena?), sve se može dogoditi odmah na vašem telefonu. Brzo. Privatno. Bez interneta. Obrazac vašeg lica nikada ne napušta vaš uređaj.

To je moć jednostavnih pitanja da ili ne, izvedenih jako, jako brzo.

Što to znači za vaš svakodnevni život (praktični dio)

Dakle, računala koriste pitanja s odgovorima da ili ne kako bi donosila odluke. Super. Ali zašto bi vas to bilo briga?

Zato što utječe na stvari s kojima se susrećete svaki dan.

To nisu buduće pogodnosti. To se događa već sada. Razvija se bolji softver koji poštuje način na koji pitanja s odgovorima da ili ne zapravo funkcioniraju.

100 milijardi odluka kojih niste bili svjesni

Želite čuti nešto nevjerojatno? Dok ste čitali ovaj članak, vaše je računalo donijelo oko 100 milijardi odluka.

Nije pretjerivanje. Vaš uređaj provjerava stvari milijarde puta u sekundi. Dodiruje li se zaslon? Stižu li novi podaci? Treba li se ovo slovo prikazati u ovoj boji? Pomiče li korisnik sadržaj? Trebamo li učitati još teksta? Je li vrijeme za provjeru novih poruka e-pošte? Je li baterija u redu?

Sve se to događa tako brzo da to ne primijetite. Sve su to pitanja s odgovorom da ili ne, milijarde njih, koja zajedno stvaraju ono što vidite.

To su samo milijarde sićušnih prekidača koji postavljaju pitanja s odgovorom da ili ne, slijedeći pravila koja smo mi ljudi osmislili. Jednostavna pitanja, na koja se odgovara nevjerojatno brzo, stvaraju iluziju nečega pametnog.

Što je, kad razmislite, dojmljivije nego da je doista pametno. Jer mi smo to izgradili. Obični ljudi, koristeći ideje i inženjering, stvorili su strojeve koji donose milijarde savršenih odluka u sekundi koristeći se ničim kompliciranijim od prekidača za svjetlo.

Zašto je sve počelo s prekidačem za svjetlo

Sjećate li se kad sam vam na početku pričao o prekidaču za svjetlo u vašem hodniku? Sada znate zašto sam počeo upravo tamo.

Taj prekidač može biti samo u dva položaja. Uključen ili isključen. A upravo to ograničenje, ta jednostavnost, razlog je zašto pouzdano radi svaki put kad ga pritisnete.

Vaše fotografije. Vaše poruke. Vaše karte. Vaše bankarstvo. Vaši video pozivi s obitelji. Sve to, na najdubljoj razini, samo su prekidači koji se uključuju i isključuju, postavljajući pitanja s odgovorom da ili ne, milijarde puta u sekundi.

Nije magija. To je nešto bolje od magije. To je ljudska domišljatost koja od nečega tako jednostavnog kao što je prekidač za svjetlo gradi suvremeni svijet.

Što trebate zapamtiti

Ako vam se čini da je to puno, evo što je važno:

1. 1 Računala za sve koriste pitanja s odgovorom da ili ne. Svaka odluka, koliko god se činila složenom, izgrađena je od milijuna jednostavnih odgovora da ili ne. Poput one rezervacije u restoranu, ali milijune puta brže.
2. 2 Jednostavno je pouzdano. Dva stanja (uključeno/isključeno, da/ne) svaki put rade savršeno. Tri ili više stanja bila bi nepouzdana i uzrokovala bi pogreške. Zato svako računalo ikad izgrađeno koristi binarni sustav.
3. 3 Uzorci se kombiniraju kako bi stvorili složenost. Onih pet uzoraka o kojima smo pričali (sef u banci, dvoja vrata, obrnuti dan, stubište, igra uparivanja) kombiniraju se na milijarde načina kako bi stvorili sve što vaše računalo radi.
4. 4 Nisu svi pristupi jednako skupi. Neki načini računanja troše puno više baterije i vremena od drugih. Najučinkovitiji način često je najjednostavniji: brze provjere da ili ne umjesto kompliciranih izračuna.
5. 5 To utječe na vaš svakodnevni život. Trajanje baterije, privatnost, brzina, utjecaj na okoliš, cijena. Na sve to izravno utječe to koriste li vaše aplikacije učinkovito računanje da ili ne ili rasipne komplicirane izračune.
6. 6 Jednostavno računanje da ili ne omogućuje privatnost. Kad su stvari dovoljno učinkovite da rade na vašem telefonu, vaši podaci nikada ne moraju napustiti vaš uređaj. Bez oblaka. Bez slanja vaših fotografija ili glasa na poslužitelje tvrtki.
7. 7 Budućnost se vraća osnovama. Nakon godina svega rađenog na kompliciran način, pametni inženjeri shvaćaju: za mnoge zadatke jednostavna pitanja da ili ne rade bolje, brže i učinkovitije.

Zaključak

Vaše računalo, bilo da je riječ o telefonu, prijenosniku ili bilo kojem drugom uređaju, svake sekunde donosi milijarde odluka. I svaka se od tih odluka svodi na da ili ne, uključeno ili isključeno, 1 ili 0.

To nije ništa složenije od prekidača za svjetlo u hodniku. Samo je riječ o milijardama takvih prekidača koji rade zajedno, nevjerojatno brzo.

To nije tehnologija budućnosti. To se događa sada. Vaš sljedeći telefon ili sljedeće ažuriranje aplikacije možda već koristi te učinkovite pristupe tipa da ili ne.

A sve se svodi na nešto jednostavno poput prekidača za svjetlo. Uključeno ili isključeno. Da ili ne. Najjednostavniji mogući izbor, ponovljen milijardama puta u sekundi, stvara sve što smatrate digitalnim svijetom.

Zato sljedeći put kad uključite prekidač za svjetlo u hodniku, sjetite se: koristite potpuno istu ideju koja vaš pametni telefon čini pametnim. Jednostavno, pouzdano i, na neki način, potpuno genijalno.