Em 1958, um engenheiro da Texas Instruments chamado Jack Kilby lançar um padrão sobre a superfície de um chip de 11 milímetros de comprimento de germânio semicondutor, criando o primeiro circuito integrado de sempre. Porque o circuito continha um único transístor - uma espécie de interruptor em miniatura - o chip poderia manter um "pouco" de dados: um 1 ou um 0, dependendo da configuração do transistor.
Desde então, e com coerência inabalável, os engenheiros conseguiram dobrar o número de transistores que podem caber em chips de computadores a cada dois anos. Eles conseguem reduzir para metade o tamanho dos transístores. Hoje, depois de dezenas de iterações desta regra, os transístores medem apenas alguns átomos de diâmetro, e um chip de computador típico possui 9 milhões deles por milímetro quadrado.
Computadores com mais transístores podem executar mais cálculos por segundo e são, portanto, mais potentes. A duplicação da capacidade de computação a cada dois anos é conhecida como a "lei de Moore", devido a Gordon Moore, engenheiro da Intel que primeiro notou a tendência em 1965.
A lei de Moore torna modelos de laptop do ano passado extintos, e torna os dispositivos de tecnologia no próximo ano incrivelmente pequenos e rápidos em comparação com os de hoje. Mas o se tirarmos o consumismo, para onde vai o crescimento exponencial do poder de computação em última análise? Será que os computadores eventualmente serão mais esperto que os seres humanos? E será que vão parar de se tornarem mais poderosos?
Muitos cientistas acreditam que o crescimento exponencial do poder de computação leva inevitavelmente a um momento futuro, quando os computadores vão atingir o nível humano de inteligência:. Um evento conhecido como "Singularidade". Para alguns cientístas o tempo está próximo.
Ray Kurzweil, escritor e físico auto-descrito "futurista" previu que os computadores estarão a par dos humanos dentro de duas décadas. Ele disse à revista Time no ano passado que os engenheiros conseguirão com sucesso fazer engenharia reversa do cérebro humano em meados da década de 2020, e até o final da década, os computadores serão capazes de inteligência de nível humano.
A conclusão resulta de projetar a lei de Moore para o futuro. Se a duplicação da capacidade de computação a cada dois anos continua a existir, então em 2030 a tecnologia que estaremos a usar será suficientemente pequeno que poderá caber todo o poder de computação que está em um cérebro humano, num volume físico do tamanho de um cérebro, explicou Peter Denning, professor de ciência da computação na Naval Postgraduate School, e especialista em inovação em computação.
O que acontece a seguir é incerto - e tem sido objeto de especulação, desde os primórdios da computação. "Uma vez que o método de pensamento arranque do programa, não levaria muito tempo a superar os nossos débeis poderes", disse Alan Turing em 1951, numa palestra intitulada "máquinas inteligentes: uma teoria herética", apresentado na Universidade de Manchester, no Reino Unido. "Em algum momento, portanto, teríamos de esperar que as máquinas assumissem o controle."
O matemático britânico I.J. Good acredita na hipótese de máquinas "ultra-inteligente", uma vez criadas, poderem projetar máquinas ainda melhores. "A inteligência do homem seria deixada para trás. Assim, a primeira máquina ultra-inteligente é a última invenção que o homem precisa de fazer ", escreveu ele.
Mas nem toda a gente acredita na noção de uma singularidade, ou pensa que nunca vamos alcançá-lo. "Um monte de cientistas do cérebro acreditam agora que a complexidade do cérebro é tão grande que mesmo se pudéssemos construir um computador que imite a estrutura, ainda não se sabe se seria capaz de funcionar como um cérebro", disse Denning. Talvez sem entradas sensoriais do mundo exterior, os computadores nunca possam tornar-se auto-conscientes.
Outros argumentam de que a lei de Moore, em breve vai começar a quebrar, ou já começou. O argumento decorre do fato de que os engenheiros não podem miniaturizar transistores muito mais do que eles já estão, porque já estão empurrando os limites atómicos. Na escala atómica, efeitos quânticos bizarros acontecem. Assim, os transistores podem não manter um único estado representado por um "1" ou "0", mas em vez disso podem imprevisivelmente vacilar entre os dois estados, tornando circuitos e armazenamento de dados pouco confiável. O outro fator limitante, diz Denning, é a emissão de calor dos transistores quando alternam entre os estados, que poderia derreter o chip.
Por estas razões, alguns cientistas dizem que o poder de computação está a aproximar-se do seu auge. "Já vemos uma desaceleração da lei de Moore", acredita o físico teórico Michio Kaku. Por outro lado, Doyne Farmer, professor de matemática na Universidade de Oxford, que estuda a evolução da tecnologia, diz que há pouca evidência para o fim da lei de Moore. "Estou disposto a apostar que não há dados suficientes para tirar uma conclusão de que uma desaceleração [da lei de Moore] foi observada".
Os computadores já podem realizar pedidos individuais de operações de grandeza mais rápida do que os seres humanos, disse Farmer, enquanto isso, o cérebro humano continua a ser muito superior no processamento paralelo, ou realizando várias operações ao mesmo tempo. Para a maior parte do último meio século, os engenheiros fizeram computadores mais rápidos, aumentando o número de transistores nos seus processadores, mas só recentemente começou a "paralelização" dos processadores de computador.
Para contornar o fato de que os processadores individuais não podem ser embalados com transistores extra, os engenheiros começaram a aumentar o poder de computação através da construção de processadores multi-core, ou sistemas de chips que realizam cálculos em paralelo. "Isto controla o problema do calor, porque você pode retardar o relógio ", explicou Denning. Ele diz que a lei de Moore provavelmente vai continuar, porque o número de núcleos em processadores de computador vai continuar a dobrar a cada dois anos.
E porque a paralelização é a chave para a complexidade, em certo sentido processadores multi-core tornam os computadores mais parecidos ao cérebro no funcionamento, acredita Farmer. E depois há a possibilidade futura de computação quântica, um campo relativamente novo que tenta aproveitar a incerteza inerente aos estados quânticos, a fim de realizar cálculos muito mais complexos do que são viáveis com os computadores de hoje.
Enquanto os computadores convencionais armazenam as informações em bits, os computadores quânticos fá-lo-iam em qubits: partículas, tais como átomos ou fotões, cujos estados são "emaranhados" entre si, de modo que uma mudança de uma das partículas afecta os estados de todos os outros. Através de emaranhamento, uma única operação executada num computador quântico teoricamente permite o desempenho instantâneo de um número inconcebivelmente enorme de cálculos, e cada partícula adicional colocada no sistema de partículas entrelaçadas duplica as capacidades de desempenho do computador.
Se a lei de Moore continuar haverá um ponto em que o progresso será forçado a parar? Os Físicos Lawrence Krauss e Glenn Starkman dizem que sim. Em 2005, eles calcularam que a lei de Moore só pode durar tanto tempo quanto os computadores têm para ficar sem matéria e energia do universo para usar como bits. Em última análise, os computadores não serão capazes de expandir ainda mais, não será capaz de cooptar material suficiente para dobrar o seu número de bits a cada dois anos, porque o universo vai estar a acelerar rápido demais.
Assim, se a lei de Moore continua a deter a maior precisão, quando é que os computadores devem parar de crescer? As projeções indicam que o computador vai abranger todo o universo acessível, transformando cada pedaço de matéria e energia numa parte do seu circuito em aproximadamente 600 anos. Isso pode parecer muito em breve. "No entanto, a lei de Moore é uma lei exponencial", disse Starkman, um físico da Universidade Case Western. Só se pode dobrar o número de bits um determinado número de vezes antes de exigir o universo inteiro.
Pessoalmente, Starkman pensa que a lei de Moore vai quebrar muito antes do computador final "comer" o universo. Na verdade, ele acha que vai parar de existir computadores cada vez mais poderosos em cerca de 30 anos. Em última análise, não há como dizer o que vai acontecer. Podemos chegar à singularidade - o ponto em que os computadores se tornam conscientes, assumir e então começar a auto-melhorar. Ou talvez não.
