Пять возрастов Вселенной

Ясно, что многочисленные частицы, которые ведут себя в соответствии с простыми и четко определенными законами, при условии согласованного действия могут образовать очень сложные структуры. Мы хотим вызвать у читателя интерес к идее о том, что в эпоху черных дыр множество черных дыр может принять на себя ту роль, которую в современном нам мире играют протоны, нейтроны и электроны. Возможно ли, при условии наличия достаточного времени, достаточного пространства и достаточного количества черных дыр, развитие действительно сложных структур? Может ли мир, созданный из взаимодействующих черных дыр, существовать в том же смысле, в каком существует наш мир, образованный протонами, нейтронами и электронами? Ответ нам не известен, но, судя по всему, такая возможность не исключена. В частности, мы можем подробно описать, каким образом из взаимодействующих черных дыр можно построить простые аналоговые и цифровые схемы. А имея на руках схемы, можно говорить и о создании компьютеров. А если возможны компьютеры, то, быть может, не заставят себя долго ждать также жизнь и разум.

Компьютеры на основе черных дыр

Как бы фантастично это ни звучало, некоторая совокупность черных дыр, самогравитирующая система, может действовать подобно своеобразному компьютеру. Пускаясь в такие рассуждения, мы обходим стороной один очевидный вопрос: как такой компьютер можно было бы создать на практике. То есть мы не будем размышлять о том, каким образом черные дыры помещаются на требуемые орбиты или как нужно расположить большие массы, чтобы получить необходимые фоновые силы гравитации, сохраняющие конструкцию нашего гипотетического компьютера. Мы покажем в точности следующее: как только соответствующие совокупности черных дыр оказываются в нужной конфигурации, жизнеспособный компьютер на основе черных дыр вполне способен к функционированию. Составляющие нашего предполагаемого и чисто теоретического компьютера, основанного на черных дырах, безусловно, не являются ни самыми эффективными, ни самыми практичными устройствами. И все же если бы из этих составляющих был собран компьютер, он бы заработал.

На самом базовом уровне цифровые компьютеры состоят из трех фундаментальных логических элементов, которые обычно называют вентилями НЕ, И и ИЛИ. Объединяя большие количества этих простых вентилей, выполняющих основные логические операции, можно создать практически неограниченно сложный компьютер.

Логические элементы совершают действия над числами, или, точнее, их представлениями. Любое число можно записать или представить в двоичной форме — в виде последовательности единиц и нулей:

10101010100001101010….

Число сто, к примеру, можно записать как

1100100

Первой проблемой при создании компьютера на основе черных дыр является необходимость представления двоичных чисел с помощью этих самых черных дыр. Быть может, самый простой способ достичь этой цели — использовать последовательность черных дыр, движущихся в космическом пространстве, в качестве строки знаков. Представьте линию, состоящую из пробелов, разделенных постоянными интервалами. Каждый пробел в этой линии может заполнить или не заполнить черная дыра. Если в каком-то конкретном сегменте присутствует черная дыра, то создаваемое нами число имеет в данной позиции единицу (1). С другой стороны, если этот пробел пуст, значит, в данной позиции наше число имеет нуль (0). Чтобы представить число сто, нам понадобится строка из семи пробелов с черными дырами в третьей, шестой и седьмой позициях (считая от первого знака справа). Для представления больших чисел необходимы более длинные строки черных дыр и пробелов.

Теперь, когда мы разобрались с представлениями чисел, мы можем создать логические вентили, которые совершают над этими числами различные операции. В качестве первого примера построим вентиль ИЛИ, который берет в качестве входных данных два числа и создает единый выходной поток. Два входящих числа представлены в двоичной форме и могут быть расположены так, чтобы первые знаки каждого числа оказались рядом. Если хоть одна из входящих цифровых строк имеет в данном месте 1, то выходящий поток тоже имеет в этой позиции 1. Например, допустим, что входящими потоками являются

101000101110

и

010101010101

После прохождения этих чисел через логический вентиль ИЛИ выходной поток — новое число — имеет вид

111101111111