Чистая логика: независимость от субстрата

Здесь и выходит на сцену синергетика. В нашей книге мы постоянно обращаемся к понятию «параметр порядка». Как показывают синергетические исследования, те же параметры порядка лежат и в основе логических процессов. Таким параметром порядка, характеризующим макроскопическое состояние системы, может быть — как в приведенных выше примерах — плотность электронов в различных элементах конструкции. Благодаря соединению подобных элементов в единую схему достигается уровень, на котором параметры порядка вступают во взаимодействие друг с другом, что приводит к возникновению новых параметров порядка. С синергетиче-ской точки зрения наиболее интересным здесь представляется то, что такие взаимодействия параметров порядка могут осуществляться множеством способов (зачастую самыми разными способами внутри одной системы), причем даже в тех случаях, когда упомянутое соединение элементов как таковое изначально в системе отсутствовало. Переключения в компьютерных элементах могут сегодня производиться с помощью лазера, что обещает в будущем быстродействие в пределах триллионных долей секунды, в то время как до недавних пор даже десятитысячные доли секунды представлялись едва вообразимыми. Кроме того, переключения могут осуществляться и посредством химических реакций, и это обстоятельство особенно важно, если учесть, что постоянно продолжается поиск новых, более миниатюрных, нежели существующие, элементов для компьютерных схем; такой способ переключения позволяет говорить о размерах, непосредственно сопоставимых с размерами молекул и даже атомов. Живая природа располагает подобными образцами наимельчайших из всех мыслимых элементов: речь идет о клеточных мембранах — в частности, о мембранах нервных клеток.

Эти мембраны состоят из удлиненных молекул, имеющих некое подобие головы и хвоста и сориентированных таким образом, что один конец молекулы всегда направлен к одному из окружающих ее амнионов, а другой — от него. При этом общая нелюбовь молекул мембраны к воде вынуждает их выстраиваться на манер солдат в строю (рис. 17.17). Такие мембраны можно изготовить и искусственно, причем толщина их будет равна длине молекулы.

^{Рис. 17.17. Примеры мембран. Вверху: мембрана из одного молекулярного слоя; внизу: двухслойная мембрана}

Под воздействием некоторых других молекул проницаемость мембраны может изменяться, благодаря чему сквозь нее могут проникать определенным образом электрически заряженные атомы либо молекулы (рис. 17.18). То есть, перед нами снова своего рода коммутирующие элементы, которые в состоянии выполнять логические функции.

^{Рис. 17.18. Схематическое изображение биомембраны с внедренными в нее молекулами}

Очевидно, уже не за горами то время, когда человек научится наконец создавать компьютерные элементы или даже целые компьютеры атомарного размера. Процессы упорядочивания на микроскопическом уровне протекают в полном согласии с закономерностями, обнаруженными синергетикой, ведь речь здесь идет почти исключительно об эффектах, обусловленных взаимодействием множества отдельных элементов. Перед нами открываются захватывающие перспективы: оказывается, логические процессы — и в конечном счете, мыслительные процессы вообще — могут протекать на самых разнообразных субстратах. Это может быть вода, это могут быть электроны, это могут быть химические реакции, лазер или биомолекулы. Мы заглянули внутрь компьютера и рассмотрели некоторые элементы его конструкции в действии. Однако не следует впадать в заблуждение, полагая, что все мыслительные процессы должны строиться из такого рода логических элементов. Не исключено, что существуют и другие возможности, о которых мы пока даже не подозреваем, — например процессы мышления, вовсе не разложимые на отдельные логические операции.

В определенном смысле сказанное относится и к компьютерам нового поколения, которым посвящен следующий раздел.