Rúllukragar og svartigaldur

Þriðja lögmál Clarkes: „Tækni sem nægilega er þróuð er óaðgreinanleg frá göldrum.“

Ég horfði einhvern tímann á frönsku gamanmyndina „Les Visiteurs 2.“ (Mér þótti hún skemmtileg en þar sem ég var líklega um 10-11 ára vísa ég frá dómi um gæði hennar.) Hún fjallar um Godefroy, hinn hugumprúða greifa af Montmirail (Jean Reno), og hrappinn Jacquouille (Christian Clavier) þar sem þeir hendast óvænt frá elleftu öldinni til þeirrar tuttugustu -- væntanlega 1998 miðað við hvenær myndin kom út.

Eða er þetta blómapottur?

Eitt atriði úr myndinni er mér minnisstætt (allavega í grundvallaratriðum), þar sem Jacquouille sá konu tala í sjónvarpinu. Hann ákvað greinilega að taka sér hlé frá því að vera þorpari, því hann greip sjónvarpið í snarhasti og freistaði þess að frelsa konuna úr prísund sinni í kassanum.

Nú, mér þótti, sem 10 ára strák -- jafnvel enn frekar en nú -- ótrúlega skemmtilegt að geta sett mig svona á háan hest og hlegið að fáfræði miðaldamannsins. Það væri nú gaman að komast aftur í tímann og geta sýnt miðaldaskrílnum hvað gera mætti með tækninni. (Eftir að hafa lært meira um réttarkerfi Evrópu á miðöldum er ég ekki lengur viss um hugsanlegt skemmtanagildi þeirrar ferðar.)

En einhvern tímann, um það leyti sem ég öðlaðist vit til, áttaði ég mig á því að ég hafði eiginlega engar forsendur til að telja sjónvarpið ekki galdra. Um svipað leyti fékk ég reyndar að opna sjónvarp og sjá hvað væri inni í því. Ég gat ekki svarað því hvernig svartur plastkassi gat framkallað mynd; ég gat heldur ekki svarað því hvernig vírahrúga og stór salatskál á hvolfi gat framkallað mynd.

Síðan leið einhver áratugur og dag einn árið 2007 kom maður með rúllukragapeysu á svið í Ameríku og tókst að sannfæra drjúgan hluta heimsbyggðarinnar um að það væri virkilega sniðugt að eiga þetta:

Steve Jobs glotti ekki að ástæðulausu: Hann svindlaði minnst
þrjú einkaleyfi út úr kölska til að komast svona langt.
(Kölski reyndist á endanum nokkuð harðari en Steve Wozniak.)

Eftir að hafa farið vandlega yfir þekktar galdrarúnir og álagaþulur komst ég þó að því að þær dugðu ekki til þess að ég gæti átt samtal við mömmu þar sem hún situr á Mallorca með því einu að snerta mynd af henni. (Ef einhver er duglegur að taka slátur er ég þó með töluvert af geitablóði afgangs).

Nú, ég tel mig rökfastan mann svo ég beitti útilokunaraðferð og sá að ég þyrfti trúlega að leita skýringa annars staðar.

Áður en ég held lengra er þó rétt að leiðrétta vissar staðalmyndir: Stærðfræðin hefur aðeins takmarkaðan áhuga á því að vita hvað drengurinn átti mörg epli til eftir að borða 2 af 7. Stærðfræðingur gæti hins vegar auðveldlega sagt þér að það er hægt að komast að því og jafnvel boðist til að lýsa aðferðinni (í grunnatriðum felst hún í frádrætti).

Ég tel mig af meiði stærðfræðinga og mínar skýringar gætu verið í þeim dúr. (Ég viðurkenni að þessi staðalmynd er að hluta spunnin upp til að afsaka eigin leti.)

Að horfa, heyra og snerta

(Nokkur fyrirvaraorð: Þessa þætti er að finna í flestum nýlegum snjallsímum, sama hvaða merki er prentað á plastið. Ég ætla heldur ekki að halda því fram að iPhone hafi verið fyrstur með neina tiltekna tækni sem í honum er að finna -- en fólkinu hjá Apple er að minnsta kosti lagið að vekja athygli. Með öðrum orðum: Plísplísplís ekki blanda mér í deilur um hvort iPhone eða Samsung Galaxy er betri.)

Í símanum er rafhlaða, sem vonandi heldur nokkuð stöðugri rafspennu á kerfinu, skjár, sem er með eitthvað vel yfir milljón litla dimmera, myndavél sem breytir ljósi í rafstraum, hátalarar, sem eins og aðrir hátalarar taka titring í rafmagni og breyta í titring í lofti, og hljóðnemi, sem gerir það sama, nema öfugt.

Jú, svo er víst snertiskynjari í skjánum -- sem sendir mismikinn straum til nokkurra straummæla eftir því hvar fingurnir snerta skjáinn -- og nokkrar litlar græjur sem nefnast hröðunarmælar. (Hröðunarmælar mæla hvernig örlítið lóð hreyfist fram og til baka og segja þannig, meðal annars, til um hvernig síminn snýr.) Þar er líka græja sem gerir einmitt öfugt við það sem hröðunarmælarnir gera -- tekur við rafstraumi og hreyfir þannig lítið lóð. Sem sagt -- titrari (mér skilst að fyrsta „X-rated“ iPhone-appið sem Apple samþykkti -- sem nefnist „MyVibe“ -- nýti sér einmitt þann tiltekna íhlut.)

Svo væri tæplega hægt að kalla þessa tölvu síma nema fyrir sendi og móttakara -- græjur sem annars vegar nota rafstraum til þess að losa ljóseindir -- örbylgjur -- og hins vegar gefa frá sér rafstraum þegar ljóseindir skella á þeim. (Svipaður sendir og móttakari er fyrir WiFi-kerfið, nema þá eru notaðar aðrar bylgjulengdir -- á sviði útvarpsbylgja í stað örbylgja.)

Allir hlutirnir hér að ofan eru svokallaðir orkubreytar (e. transducer). Þeir taka eitt form af orku og breyta í annað. „Orka“ er stundum erfitt hugtak en það má -- án þess að ljúga neitt óskaplega mikið -- segja að þessir orkubreytar breyti allir titringi í annars konar titring. (Helsta undantekningin er rafhlaðan. Hún geymir efnaorku -- eins konar stöðuorku, sem -- líkt og spennt fjöður -- er titringur sem bíður eftir að verða til.)

Með þeim augum er þá rafstraumur titringur í rafeindum; ljós, örbylgjur og útvarpsbylgjur eru titringur í rafsegulsviðinu* og hljóð er -- auðvitað -- titringur í lofti (eða öðrum efnum ef svo vill til). Titringurinn frá titraranum er -- titringur. Í efni. Hvað hélstu?

(*Ég hef þegar samið eina færslu um rafsegulbylgjur og það væri efni í margar enn að tjá bara þann takmarkaða skilning sem ég hef á efninu. Látum okkur nægja að hugsa um rafsegulsvið sem eins konar ósýnilegt „efni“ sem umlykur allt. Ég vona bara að þeir eðlisfræðingar sem kunna að búa til bréfsprengjur séu of uppteknir til að senda mér póst.)

Stundum, eins og í lóðinu í hröðunarmælinum, er reyndar hreyfingin aðeins of löt til að það megi með góðu móti tala um titring. Það hafa þó flestir séð trommara slá kjuða á húð og þannig breyta nokkuð beinni hreyfingu í titring svo tengingin ætti ekki að vera of framandi.

Að sjá, hlusta og finna

Nú gæti þurft að fjarlægja nokkrar skrúfur, smá víradrasl og plasthlífar, ef til vill einhverja takka og hugsanlega einn eða tvo byltingarkennda íhluti sem ég gleymdi alveg að nefna. En ef ég fer ekki fram úr sjálfum mér ætti að standa eftir eitthvað þessu líkt:

Móðurborð er fínt orð yfir „plastspjald með áföstum vírum og
öllu dótinu sem við mundum ekki nenna að fikta í.“

Þetta kallast móðurborð.

Á móðurborðinu eru meðal annars litlar rásir sem breyta stafrænum rafboðum í flaumræn rafboð (e. Digital-to-Analog Converter eða DAC) og aðrir kubbar (Analog-to-Digital Converter -- ADC) sem gera hið gagnstæða.

Þegar manneskja les nótur og leikur lagið á fiðlu tekur hún á sig sama hlutverk með því að breyta því sem er á nótunum (stafrænt -- nótur eru „stafir“ í þeim skilningi) í margslungnar hreyfingar handanna („flaumrænt“) sem svo framkallar tónlist (líka flaumrænt).

Þessir kubbar eru nauðsynlegir til að framkalla meðal annars mynd og hljóð og sömuleiðis til að breyta boðum frá myndavél og hljóðnema í stafræn rafboð. Líkt og það þýðir lítið að leggja miða með textanum „30 km/klst“ á bensíngjöf mundi hátalari tæplega gera margt að gagni með stafræn boð.

Hönnun DAC- og ADC-eininga er lykilþáttur í að gera tölvur jafngagnlegar (og gera þær að jafnmikilli tímasóun) og þær eru í dag. Ýmsar, misflóknar leiðir eru til að búa þær til en ég ætla ekki að fara sérstaklega í það núna (fyrst og fremst því ég hef ekki hugmynd um hvernig þær virka).

Allt sem ég hef nefnt er fáránlega sniðugt, ótrúlega merkilegt og er án efa afrakstur þjáninga, þrotlausrar vinnu og brostinna hjónabanda. Það mætti að ósekju semja heilu bækurnar um efnið (það er reyndar gert í nokkuð stórum stíl).

Ég er búinn að tína til, í grófum dráttum, allar leiðir sem tölvan hefur til þess að tjá sig og skilja. Það er bara einn þáttur eftir: Karlinn í kassanum, púkinn með talnagrindina; tölvan.

Hvers konar vél skilur og gerir sig skiljanlega en skilur þó ekkert og hefur engar meiningar?

Ég byrjaði þessa færslu til þess eins að komast að þessari spurningu en ég sé núna að sú spurning væri prýðilegt efni í næstu færslu. (J.J. Abrams væri sammála mér).

Þar til næst,

Einar Axel