Ako počítače rozhodujú: binárna pravda, o ktorej vám nikto nepovie

Ako počítače rozhodujú: binárna pravda, o ktorej vám nikto nepovie

Vypínač svetla vo vašej chodbe

Porozprávam vám príbeh o vypínači svetla vo vašej chodbe. Pravdepodobne ste ho prepínali tisíckrát bez toho, aby ste o tom dvakrát premýšľali. Hore, svetlo sa zapne. Dole, svetlo sa vypne. Jednoduché, však?

Ten skromný vypínač, ktorý si takmer nevšimnete, ukrýva tajomstvo toho, ako funguje každý počítač na svete. Nie tak nejako. Nie metaforicky. Naozaj, doslova, úplne.

Vidíte, ten vypínač môže byť len v dvoch polohách: zapnutý alebo vypnutý. Nikdy napoly. Nikdy „tak trochu zapnutý". Buď tečie elektrina a žiarovka svieti, alebo netečie a vaša chodba zostane tmavá. Dve možnosti. To je všetko.

A z týchto miliárd jednoduchých áno-alebo-nie, zapnuté-alebo-vypnuté vypínačov získavame všetko:

Všetko to pochádza z vypínačov, ktoré sa zapínajú a vypínajú naozaj, naozaj rýchlo.

Znie to príliš jednoducho, aby to bola pravda? Zostaňte so mnou. Ukážem vám, ako niečo také základné ako vypínač vytvára to, čo vyzerá ako mágia.

Problém s reštauráciou

Predstavte si, že voláte do svojej obľúbenej reštaurácie, aby ste si rezervovali večeru. Osoba, ktorá zdvihne telefón, vám začne klásť otázky:

Teraz si predstavte iný hovor:

Všimli ste si, čo sa práve stalo? Personál reštaurácie sa rozhodol, kam vás posadí, alebo či vás vôbec môže posadiť, tak, že vám kládol jednoduché otázky s odpoveďou áno alebo nie. Každá odpoveď bola binárna: áno alebo nie. A na základe týchto odpovedí urobili rozhodnutie, ktoré sa zdá byť zložité.

Presne takto, a myslím to doslova presne takto, robí váš počítač každé jedno rozhodnutie. Kladie milióny otázok s odpoveďou áno alebo nie, neuveriteľne rýchlo, a na základe odpovedí sa rozhodne, čo urobí.

Zložité rozhodnutia, postavené na kopách a kopách jednoduchých otázok s odpoveďou áno alebo nie, zodpovedaných rýchlejšie, než stihnete žmurknúť.

Prečo Len Dve? Trojpolohový Vypínač, Ktorý Všetko Pokazil

Možno sa pýtate: prečo len áno a nie? Prečo nemať tri možnosti? Alebo desať? Neurobilo by to počítače múdrejšími?

Tu je príbeh, ktorý vysvetľuje, prečo to nefunguje.

V 40. a 50. rokoch 20. storočia, keď ľudia práve začali stavať počítače, si niektorí inžinieri povedali: „Hej, prečo sa obmedzovať na zapnuté a vypnuté? Poďme urobiť vypínače s tromi polohami: vypnuté, stredné a zapnuté!"

Zdalo sa to šikovné. Viac možností, viac výkonu, však?

Je to ako opýtať sa niekoho: „Si doma?" oproti otázke: „Na stupnici od 1 do 10, ako veľmi si doma?" Prvá otázka má jasnú odpoveď. Druhá je len mätúca.

Preto počítače používajú dve polohy, zapnuté a vypnuté, pretože to je jediný spôsob, ako dosiahnuť spoľahlivosť. A tieto dve polohy nazývame „1" a „0" alebo „áno" a „nie" alebo „pravda" a „nepravda." Rôzne slová, rovnaká myšlienka: binárne. Dve možnosti.

Tajné vzory: Ako áno a nie tvoria všetko

Dobre, takže máme miliardy prepínačov, ktoré môžu byť zapnuté alebo vypnuté. Ako sa odtiaľ dostaneme k tomu, povedzme, že rozpoznáte svoj hlas, keď sa telefóna pýtate na zajtrajšie počasie?

Tajomstvo spočíva v spájaní prepínačov do vzorov, ktoré odpovedajú na konkrétne druhy otázok. Ukážem vám niekoľko z nich na veciach, ktoré už poznáte.

Bankový trezor: Vyžadujú sa oba kľúče

Viete, ako vo filmoch bankový trezor potrebuje dvoch ľudí s dvoma rôznymi kľúčmi a obaja musia otočiť svojimi kľúčmi presne v rovnakom okamihu, aby sa trezor otvoril?

To je jeden vzor, ktorý počítače používajú neustále. Kontrolujú: platí podmienka A A zároveň platí podmienka B? Iba ak sú OBE odpovede áno, počítač povie áno.

Dom s dvoma dverami: Stačí jedny

Teraz si predstavte, že váš dom má predné dvere a zadné dvere. Dnu sa dostanete, ak sú predné dvere odomknuté ALEBO ak sú zadné dvere odomknuté ALEBO ak sú odomknuté oboje. Potrebujete len aspoň jednu cestu dnu.

To je ďalší vzor. Počítač sa pýta: platí podmienka A ALEBO platí podmienka B? Ak je aspoň jedna odpoveď áno, počítač odpovie áno.

Deň naruby: Otoč to

Pamätáš si na hru deň naruby z detstva? Všetko znamená opak toho, čo zvyčajne.

Svetlá na schodisku: Prehadzovačka

Toto je môj najobľúbenejší príklad, pretože stavím sa, že si ho už použil, aj keď si neuvedomil, čo nás učí o počítačoch.

Poznáš schodiská s vypínačmi svetla dole aj hore? Ktorýmkoľvek vypínačom môžeš svetlo zapnúť alebo vypnúť. Vyjdeš hore po tme, prepneš horný vypínač a svetlo sa rozsvieti. Zídeš dole, prepneš spodný vypínač a svetlo zhasne.

A to má aj druhú stránku: kontrola, či sú dve veci ROVNAKÉ. Napríklad porovnávanie hesiel alebo kontrola, či dnešná tvár vyzerá ako včerajšia. Rovnaké? Áno. Iné? Nie.

Tieto jednoduché vzory, tieto jednoduché spôsoby kombinovania odpovedí áno alebo nie, sú stavebnými kameňmi všetkého, čo váš počítač robí. Všetkého.

Vaša ranná kávovarná (a prečo je múdrejšia, než si myslíte)

Poďme sa porozprávať o niečom, čo pravdepodobne používate každé ráno: kávovar. Ten jednoduchý druh s časovačom.

Večer ho naplníte vodou a kávovou usadeninou. Nastavíte časovač na 7:00. Idete spať. A ako mávnutím čarovného prútika sa zobudíte na čerstvú kávu.

Ako kávovar vie, kedy má začať variť?

Celú noc si neustále kladie otázky s odpoveďou áno alebo nie:

Tisíckrát za sekundu tá istá otázka. A v okamihu, keď sa odpoveď zmení z nie na áno, kávovar zareaguje.

Váš počítač robí to isté, ale s miliónmi otázok súčasne:

Milóny otázok s odpoveďou áno alebo nie, kladené miliardy krát za sekundu, a počítač zareaguje v okamihu, keď sa zmení ktorákoľvek odpoveď.

Preto sa váš telefón zdá taký pohotový. V skutočnosti nie je múdry. Len kladie otázky naozaj, naozaj, naozaj rýchlo.

Rozdiel medzi drahým a lacným (ktorý vám nikto nepovie)

Tu je niečo, čo vás možno prekvapí: nie všetky spôsoby kladenia otázok s odpoveďou áno alebo nie stoja rovnako.

Predstavte si, že sa snažíte zistiť, či máte dosť peňazí na kúpu niečoho. Mohli by ste:

Oba spôsoby vám dajú odpoveď. Ale možnosť A zaberie oveľa viac času a úsilia, však?

Počítače stoja pred rovnakou voľbou. Pri niektorých úlohách môžu zvoliť rýchly pohľad: rýchle, jednoduché, takmer žiadna spotreba batérie. Pri iných úlohách postupujú pomaly, presne, počítajú každý cent: presné, ale spotrebuje to veľa batérie a trvá to dlhšie.

Niektoré spoločnosti (napríklad Dweve a pár ďalších) budujú systémy, ktoré používajú rýchly spôsob vždy, keď to dáva zmysel. Výsledok? Batéria vášho telefónu vydrží dni namiesto hodín. Vaše aplikácie reagujú okamžite namiesto oneskorenia. A vaše osobné údaje môžu zostať vo vašom telefóne namiesto toho, aby sa posielali na servery nejakej spoločnosti.

Rovnaké výsledky, oveľa vyššia efektivita. Všetko preto, že používajú jednoduché otázky áno alebo nie namiesto zložitých výpočtov.

Keď váš telefón rozpozná vašu tvár (každodenný zázrak)

Poďme sa porozprávať o niečom, čo sa zdá ako mágia: odomknutie telefónu pohľadom naň.

Keď to prvýkrát nastavíte, váš telefón urobí pár fotiek vašej tváre. Ale tu je to, čo nerobí: tie fotky neukladá. Namiesto toho sa na vašu tvár pozerá ako priateľ, ktorý sa vás snaží zapamätať.

Potom všetky tieto pozorovania premení na vzor. Odtlačok prsta, ale pre vašu tvár.

Neskôr, keď chcete odomknúť telefón, kamera sa na vás znova pozrie. Zmeria tie isté veci. A potom spustí hru na porovnávanie, o ktorej sme hovorili predtým:

Tisíce takýchto kontrol, neuveriteľne rýchlo. A ak je dosť odpovedí áno, telefón povie: „To je tá istá osoba!" a odomkne sa.

Nie je dosť zhôd? „To je niekto iný," a zostane zamknutý.

A pretože sú to všetko otázky áno-alebo-nie (je táto vlastnosť rovnaká ako uložená?), môže sa to stať priamo vo vašom telefóne. Rýchlo. Súkromne. Bez internetu. Vzor vašej tváre nikdy neopustí vaše zariadenie.

To je sila jednoduchých otázok áno-alebo-nie, vykonaných naozaj, naozaj rýchlo.

Čo to znamená pre váš každodenný život (praktická časť)

Dobre, takže počítače používajú na rozhodovanie otázky typu áno alebo nie. Skvelé. Ale prečo by vás to malo zaujímať?

Pretože to ovplyvňuje veci, s ktorými prichádzate do kontaktu každý jeden deň.

Toto nie sú výhody budúcnosti. Toto sa deje už teraz. Vyvíja sa lepší softvér, ktorý rešpektuje, ako otázky typu áno alebo nie skutočne fungujú.

100 miliárd rozhodnutí, ktoré ste si nevšimli

Chcete počuť niečo neuveriteľné? Kým ste čítali tento článok, váš počítač urobil približne 100 miliárd rozhodnutí.

To nie je preháňanie. Vaše zariadenie kontroluje veci miliardkrát za sekundu. Dotýka sa niekto obrazovky? Prichádzajú nové údaje? Má sa toto písmeno zobraziť v tejto farbe? Posúva používateľ stránku? Máme načítať viac textu? Je čas skontrolovať nové e-maily? Je batéria v poriadku?

Všetko sa to deje tak rýchlo, že si to nevšimnete. Všetko sú to otázky s odpoveďou áno alebo nie, miliardy z nich, ktoré spolupracujú a vytvárajú to, čo vidíte.

Sú to len miliardy maličkých prepínačov, ktoré si kladú otázky s odpoveďou áno alebo nie a riadia sa pravidlami, ktoré sme navrhli my, ľudia. Jednoduché otázky, na ktoré odpovedajú neuveriteľne rýchlo, a vytvárajú ilúziu niečoho inteligentného.

Čo je, keď sa nad tým zamyslíte, pôsobivejšie, než keby to naozaj inteligentné bolo. Pretože sme to postavili my. Obyčajní ľudia pomocou nápadov a inžinierstva vytvorili stroje, ktoré každú sekundu urobia miliardy dokonalých rozhodnutí, pričom nepoužívajú nič zložitejšie ako vypínače svetla.

Prečo sa to všetko začalo vypínačom svetla

Pamätáte si, ako som vám na začiatku hovoril o vypínači svetla na chodbe? Teraz už viete, prečo som tam začal.

Tento vypínač môže byť len v dvoch polohách. Zapnutý alebo vypnutý. A práve to obmedzenie, tá jednoduchosť, je dôvod, prečo funguje spoľahlivo zakaždým, keď ho prepnete.

Vaše fotky. Vaše správy. Vaše mapy. Vaše bankovníctvo. Vaše videohovory s rodinou. Všetko to je na najhlbšej úrovni len prepínanie vypínačov, otázky s odpoveďou áno alebo nie, miliardkrát za sekundu.

Nie je to mágia. Je to niečo lepšie ako mágia. Je to ľudská vynaliezavosť, ktorá vezme niečo také jednoduché, ako je vypínač svetla, a postaví z toho moderný svet.

Čo si treba zapamätať

Ak sa to zdá byť veľa, tu je to, na čom záleží:

1. 1 Počítače používajú na všetko otázky s odpoveďou áno alebo nie. Každé rozhodnutie, nech sa zdá akokoľvek zložité, je postavené z miliónov jednoduchých odpovedí áno alebo nie. Ako tá rezervácia v reštaurácii, ale miliónkrát rýchlejšie.
2. 2 Jednoduché je spoľahlivé. Dve polohy (zapnuté/vypnuté, áno/nie) fungujú zakaždým perfektne. Tri alebo viac polôh by bolo nespoľahlivých a spôsobovalo by chyby. Preto každý počítač, aký kedy vznikol, používa binárny systém.
3. 3 Kombinovaním vzorov vzniká zložitosť. Tých päť vzorov, o ktorých sme hovorili (bankový trezor, dvoje dvere, opačný deň, schodisko, pamäťová hra), sa kombinuje miliardami spôsobov a vytvára všetko, čo váš počítač robí.
4. 4 Nie všetky prístupy stoja rovnako. Niektoré spôsoby výpočtov spotrebúvajú oveľa viac batérie a času ako iné. Najefektívnejší spôsob je často najjednoduchší: rýchle kontroly áno alebo nie namiesto komplikovaných výpočtov.
5. 5 Toto ovplyvňuje váš každodenný život. Výdrž batérie, súkromie, rýchlosť, vplyv na životné prostredie, náklady. To všetko priamo ovplyvňuje to, či vaše aplikácie používajú efektívne výpočty áno alebo nie, alebo plytvavé komplikované výpočty.
6. 6 Jednoduché výpočty áno alebo nie umožňujú súkromie. Keď sú veci dostatočne efektívne na to, aby bežali vo vašom telefóne, vaše dáta nikdy nemusia opustiť vaše zariadenie. Žiadny cloud. Žiadne posielanie vašich fotiek alebo hlasu na firemné servery.
7. 7 Budúcnosť sa vracia k základom. Po rokoch, keď sa všetko robilo komplikovaným spôsobom, šikovní inžinieri si uvedomujú: pri mnohých úlohách fungujú jednoduché otázky áno alebo nie lepšie, rýchlejšie a efektívnejšie.

Zrátané a podčiarknuté

Váš počítač, či už je to telefón, notebook alebo akékoľvek iné zariadenie, urobí každú sekundu miliardy rozhodnutí. A každé jedno z nich sa scvrkáva na áno alebo nie, zapnuté alebo vypnuté, 1 alebo 0.

Nie je to nič zložitejšie ako vypínač svetla na chodbe. Je to len miliardy takýchto vypínačov, ktoré spolupracujú neuveriteľne rýchlo.

Toto nie je technológia budúcnosti. Deje sa to práve teraz. Váš ďalší telefón alebo ďalšia aktualizácia aplikácie už možno využíva tieto efektívne prístupy áno alebo nie.

A všetko sa to spája s niečím takým jednoduchým, ako je vypínač svetla. Zapnuté alebo vypnuté. Áno alebo nie. Najjednoduchšia možná voľba, opakovaná miliardy krát za sekundu, vytvára všetko, čo si predstavujete pod pojmom digitálny svet.

Takže keď nabudúce otočíte vypínačom svetla na chodbe, spomeňte si: používate presne ten istý nápad, vďaka ktorému je váš smartfón smartfónom. Jednoduchý, spoľahlivý a napokon aj absolútne geniálny.