Inovacijos

Pi diena: išmaniųjų telefonų matematika

2020 kovo 13

Kovo 14–ąją pasaulis mini vadinamąją „Pi dieną“. Pavadinta ji taip dėl akivaizdžių priežasčių. Π – tai matematinė konstanta, išreiškianti apskritimo ilgio ir skersmens santykį. Skaičiais ji paprastai išreiškiama, kaip 3,14, taip sukurdama aliuziją būtent į kovo 14 dieną. Tiesa, tai tik apytikris skaičius. Iš tikrųjų tai nepertraukiama skaičių grandinė, kurios vardinimas netgi yra tapęs viena populiariausių atminties varžybų rungčių. „Pi diena“ dažnai minima ir tiesiog kaip matematikų šventė. Tai puiki proga skirti šiek tiek daugiau dėmesio šiam mokslui, kuris dažną glumina, bet be kurio šiuolaikinis pasaulis tiesiog nefunkcionuotų. „Pi dienos“ proga siūlome šiek tiek pakalbėti apie matematikos įtaką išmaniesiems telefonams: jų atsiradimui ir tobulinimui.

Kodėl telefonai neįmanomi be matematikos

Mobiliosios technologijos be matematikos tiesiog būtų neįmanomos. Šiuolaikiniai telefonai – tai iš esmės kompaktiškos, kišenėje telpančios skaičiavimo mašinos. Tiesą sakant, jūsų išmanusis savo veikimo principais turi daug daugiau bendro su nešiojamuoju kompiuteriu, nei su tradiciniu laidiniu telefonu, kuris dar ne taip seniai stovėdavo kiekvienuose namuose.

Pirmieji matematiniai proveržiai atvedę iki kompiuterių

Kompiuterių užuomazgos siekia labai senus laikus. Tiesą sakant, netgi viduramžius. Pirmoji pavardė, kurią vertėtų atsiminti – tai Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi. Na gerai, šio VIII–IX amžiuose gyvenusio mokslininko vardas gal kiek per sudėtingas, kad lengvai įstrigtų galvoje. Tačiau jūs tikrai esate girdėję jo lotynizuotą vardą – Algorithmi. Taip, šis žmogus yra algoritmų (veiksmų seka, reikalinga tam tikram rezultatui pasiekti) pradininkas. Kitas ypatingai svarbus matematikas – XV amžiuje gyvenęs ir dirbęs Gottfried’as Leibniz’as. Didžiausias jo pasiekimas – ištobulinta binarinė skaičių sistema, kurią galima drąsiai vadinti fundamentu, ant kurio stovi šiuolaikinė kompiuterija. Leibniz’as jau tada buvo įsitikinęs, kad ateityje mašinos naudos būtent ją, ir, pasirodo, buvo visiškai teisus. Daug vėliau, XX amžiaus pradžioje britas Alan’as Turing’as šias idėjas pritaikė sukurdamas „Turing’o mašiną“ – pirmąjį modernų kompiuterį.

Proveržiai, atvedę, nuo kompiuterių iki išmaniųjų

1958–ieji buvo vieni svarbiausių metų visoje kompiuterijos istorijoje. Būtent tada inžinierius Jack Kilby sukūrė pirmąjį pasaulyje integrinį grandyną. Paprastesne kalba tariant, tai sprendimas, leidžiantis mums turėti mikroschemas – tuos mažyčius komponentus, gebančius atlikti pačius sudėtingiausius skaičiavimo veiksmus. Per šešias dešimtis metų mikroschemos dramatiškai evoliucionavo. Pavyzdžiui, dėka pradėtų naudoti puslaidininkių, jos tapo nepalyginamai mažesnėmis, greitesnėmis, galingesnėmis. Tačiau pats jų veikimo principas vis dar atsiremia į Jack Kilby skaičiavimus. Dar vienas matematinis proveržis, be kurio nebeįsivaizduojame savo gyvenimų – tai Wi–Fi. Šio ryšio standartą 1996 m. patentavo australas John’as O’Sullivan’as. Įdomu tai, kad jis su kolegomis iš tikrųjų ieškojo būdo, kaip būtų galima pamatuoti sprogstančių Juodųjų skylių pulsavimą. Tačiau nutiko taip, kad jų užrašytos matematinės formulės davė pagrindą visiškai naujos kartos ryšiui.

Stulbinantys išmaniųjų telefonų matematiniai sugebėjimai

Išmaniųjų telefonų matematinius sugebėjimus labai paprasta nuvertinti arba tiesiog į juos neatkreipti dėmesio. Gal ir nieko keisto, nes šiais prietaisais mes juk bendraujame naudodami grafines (ir vis dažniau garsines) priemones, o ne skaičius ir formules. Tačiau geriau suvokti, kokios galios mašinas mes iš tikrųjų kasdien laikome savo rankose, padės keli labai iškalbingi pavyzdžiai. Kai 1969 m. Apollo 11 keliavo iki Mėnulio, kosminiame aparate sukosi tuo metu tiesiog įspūdingas kompiuteris su 64Kb atmintimi ir 0,043MHz veikimo greičiu. Tačiau šiuolaikinis išmanusis telefonas už jį galingesnis maždaug milijoną kartų. Pavyzdžiui, jau netgi šiek tiek morališkai pasenęs iPhone 6 sugeba veikti 1,4GHZ greičiu bei atlikti 3.36 milijardo veiksmų per sekundę. Šiuos skaičius galima išversti į gerokai suprantamesnę formą. iPhone 6 skaičiavimo galių visiškai pakaktų aptarnauti 120 milijonų Apollo serijos aparatų vienu metu. Žodžiu, kitą sykį scroll’indami Instagrame, trumpai pamąstykite kiek galimybių turite savo delne.

Ką skaičiai sako apie mūsų telefono naudojimo įpročius

Skaičiai gali labai daug papasakoti ne tik apie tai, kaip veikia patys telefonai, bet ir apie tai, kaip mes juos naudojame. Skaičiuojama, kad šiandien visame pasaulyje jau yra apie 3,5 milijardo išmaniųjų telefonų savininkų (ir apie 10 milijardų pačių aparatų), o kitąmet jų jau bus apie 3,8 milijardo. Daug tai ar mažai – spręskite patys. Tačiau net 56 proc. visų pernai įvykusių prisijungimų prie internetinių puslapių jau buvo padaryti iš išmaniųjų telefonų. Kitaip tariant, tai jau neabejotinai populiariausias žmonių naudojamas prietaisas. Industrijose, kurios yra tiesiogiai susijusios su išmaniaisiais telefonais, šiuo metu iš viso dirba jau 14 milijonų žmonių, ir šis skaičius tik auga. Nieko keisto, nes pernai visa žmonija kartu parsisiuntė 204 milijardus aplikacijų. Savo telefoną patikriname vidutiniškai 63 kartus per dieną, o žiūrėdami į jo ekraną praleidžiame apie 2 valandas ir 51 minutę. Iš šio laiko maždaug pusę skiriame didiesiems socialiniams tinklams. Ką sako visi šie skaičiai? Mes kuriame bei naudojame vis daugiau ir įvairesnio mobiliojo turinio. Kitaip tariant, mažai kas taip smarkiai paveikė pasaulį, kaip kad Algorithmi ir Leibniz’o kažkada padaryti atradimai.