Мегатех. Технологии и общество 2050 года в прогнозах ученых и писателей - Франклин Дэниел - Страница 7

Авторы научной фантастики уже рассматривали возможности использования таких технологий. Если омолаживающие методики дадут возможность жить сотни лет, будут ли они доступны всем или только самым богатым? Следует ли позволять людям изменять свое тело, добавляя к нему крылья, жабры или плавники? Имеет ли смысл вместо терраформирования других планет (изменения их климатических условий, чтобы сделать их пригодными для жизни людей) модифицировать человека, чтобы он мог жить в самых разных условиях? Идея, что трансгуманизм может разделить человечество на несколько видов, давно уже является общим местом научной фантастики. Некоторые люди, возможно, согласятся пересадить свой мозг в тело робота, тогда как другие предпочтут изменить себя, приняв негуманоидную форму.

В ближайшее время следует ожидать дебатов по поводу доступа к генетической терапии. Они будут перекликаться с историческими доводами о расширении доступа к вакцинам и лечению ВИЧ/СПИДа. Аргументы о генетической модификации самого себя и о том, в какой степени люди имеют право самостоятельно решать вопросы, связанные с их собственным телом, могут рассматриваться в качестве продолжения текущих споров о реализации права на смерть как услуги, оказываемой врачом. В течение прошлого столетия права человека были расширены во многих областях и в следующем веке эта тема, скорее всего, станет предметом для серьезных баталий.

Ускоряющееся будущее?

Это всего лишь четыре области, в которых современные тенденции, исторические примеры и фантастика предполагают наличие большого потенциала для прогресса в ближайшие несколько десятилетий и связанных с этим потрясений. В совокупности тут можно провести широкую аналогию с научно-технической революцией середины XVII века, периодом, когда новые инструменты и технологии (в частности, микроскоп и телескоп) были соединены с новыми научными и математическими методами. Натурфилософы (термин «ученый» появился только в XIX веке) понимали степень своей неосведомленности в ряде областей – от физики до биологии, – и результатом этого стал плодотворный период открытий и изобретений.

Нынешнее состояние науки и техники во многом напоминает тот период. Например, очевидно, что современное понимание принципов генетики или искусственного интеллекта находится на зачаточном уровне, и для их полноценного изучения требуются десятилетия упорной работы. Современные методы обработки информации, такие как большие данные и системы машинного обучения, подобно прогрессу в математической теории XVII века, помогают ученым в самых разных областях.

Огромный потенциал для взаимного обогащения существует и у ранее не связанных областей. Скажем, генетика превратила биологию и медицину в информационные науки. Растет объем двустороннего обмена данными между неврологией и наукой о строении мозга с одной стороны, и информатикой и наукой о построении искусственных нейронных сетей – с другой.

В чем-то скорость прогресса является просто беспрецедентной, а в иных аспектах она уже кажется привычной. Возникают новые области исследований и новые инструменты, с помощью которых они будут изучаться. В воображаемом будущем XXI века два писателя-фантаста – Ким Стенли Робинсон и Чарльз Стросс – даже дали этой развивающейся научно-технической революции название «аччелерандо».

Конечно, предсказать, каким именно окажется будущее, невозможно. Но если знать, на что обращать внимание, можно сделать вполне обоснованные предположения.

2. Физические основы будущей технологии

Фундаментальная физика одновременно сдерживает и развивает технологии. В принципе, это очевидная истина: большая часть технологий воплощена в жизнь в виде машин и структур, которые, будучи физическими объектами, подчиняются законам физики. Однако на протяжении большей части истории почти все области техники были довольно слабо связаны с фундаментальной наукой. Рассмотрим, например, некоторые наиболее яркие моменты использования технологий римлянами – их великолепные дороги, акведуки и Колизей. Согласно книге «De Architectura», написанной в I веке до н. э., технология, на которую опираются эти технические чудеса, основана на опыте, накапливавшемся в течение очень долгих лет. Последний и породил ряд эмпирических правил. Например, найдены подробные инструкции по выбору и подготовке строительных материалов, в некотором роде предвосхищающих современные композиты. При этом не нашлось ничего такого, что можно было бы признать систематизированной наукой – материаловедением. Точно так же центральный элемент римского строительства – арка – представлен в виде шаблона, а не как математически выверенное решение проблемы распределения нагрузки и напряжений. Причем этот шаблон, основанный на сегментах круга, не оптимален.

Сегодня связь между фундаментальной физикой и технологией гораздо более тесная. Примечательно, что современные микроэлектроника и телекоммуникация поддерживают обработку и передачу информации со скоростью, всего несколько десятилетий назад казавшейся совершенно фантастической. Эти технологии, предоставляющие массу интереснейших возможностей, были бы невозможны без глубокого, надежного понимания квантовой теории материи и света (включая радио-, микро- и остальные волны электромагнитного спектра). Без нее невозможны никакие новаторские разработки.

В этом кратком обзоре я намерен исследовать нынешнее состояние фундаментальной физики в той мере, в которой оно актуально для развития технологий, могущих возникнуть в течение последующих 50 лет. Я также рассмотрю будущие направления их развития и открывающиеся возможности.

От тайны к умению

Позвольте мне начать с главного утверждения, которое я буду потом и объяснять, и отстаивать.

Сегодня у нас уже есть точные и полные уравнения, способные лечь в основу ядерной физики, материаловедения, химии и любых важных направлений инженерного дела.

Таким образом, решив соответствующие уравнения, во всех этих областях мы могли бы заменить эксперименты расчетами. Это – качественно новая ситуация в истории человечества, возникшая в XX веке в первую очередь благодаря впечатляющим достижениям в области квантовой механики.

Чтобы получить более ясное представление об этом, следует вернуться в прошлое.

В начале XX века фундаментальная физика еще не могла учесть множество основополагающих и чрезвычайно важных свойств природы. Химики эмпирически пришли к периодической таблице элементов. Они также создали детализированную картину геометрии молекул – в частности, кольцевую структуру бензола и других органических веществ – и успешно использовали ее для разработки новых молекул и реакций. Но известные тогда законы физики не объясняли существование стабильных атомов, не говоря уж об их свойствах или формировании химических связей. Аналогичным образом с законами фундаментальной физики не связывались и основные свойства материалов, такие как электропроводность, прочность и цвет. Ничего не было известно о Солнце как об источнике энергии, а скорость охлаждения светила, рассчитанная лордом Кельвином, была слишком высокой, чтобы соответствовать эволюционной теории Чарлза Дарвина. Открытым оставался вопрос, могли ли основные явления жизни (метаболизм и размножение) и мысли (познание) возникнуть вследствие обычного поведения физической материи, или для этого потребовались дополнительные «жизненно важные» ингредиенты.

За несколько десятилетий все эти проблемы были убедительно решены, для чего понадобилась не прямая атака, а продуманное применение стратегии Исаака Ньютона, носящей название «анализ и синтез» – метода, на который сегодня часто навешивают полупрезрительный ярлык «редукционизм». Согласно этой стратегии, сначала мы добиваемся глубокого понимания свойств и взаимодействия основных элементов (анализ), а затем используем это понимание для математического вычисления свойств более сложных конструкций (синтез).