Скачать fb2
Физика будущего

Физика будущего

Аннотация

    Кому как не ученым-физикам рассуждать о том, что будет представлять собой мир в 2100 году? Как одним усилием воли будут управляться компьютеры, как силой мысли человек сможет двигать предметы, как мы будем подключаться к мировому информационному полю? Возможно ли это? Оказывается, возможно и не такое. Искусственные органы; парящие в воздухе автомобили; невероятная продолжительность жизни и молодости — все эти чудеса не фантастика, а научно обоснованные прогнозы серьезных ученых, интервью с которыми обобщил в своей книге Мичио Каку.
    Издание подготовлено при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия».


Мичио Каку Физика будущего

    Посвящается моей любимой жене Сицзуэ, а также моим дочерям Мишель и Элисон

Введение
Предсказание на 100 лет

    Империи будущего будут империями разума.
Уинстон Черчилль
    Когда я был маленьким, два события помогли сформировать меня таким, какой я сегодня, и заронили в душу две страсти, определившие всю мою жизнь.
    Первое событие произошло, когда мне было восемь лет. Я очень хорошо помню, как гудела учительская, обсуждая последнюю новость: умер великий ученый. В тот вечер газеты напечатали фотографию его кабинета с незаконченной рукописью на столе. Заголовок гласил, что величайший ученый нашей эпохи не смог завершить свой величайший шедевр. Я снова и снова задавал себе вопрос: что может быть настолько сложным, чтобы такой великий ученый не смог закончить свой труд? Что вообще может быть настолько сложным и настолько важным? Постепенно этот вопрос стал для меня более интересным, чем любой детектив, более захватывающим, чем любые приключения. Я должен был узнать, что содержится в той неоконченной рукописи.
    Позже я выяснил, что ученого звали Альберт Эйнштейн, а неоконченная рукопись должна была стать его величайшим достижением. Это была попытка создать «теорию всего», вывести общее уравнение, состоящее, может быть, всего из нескольких букв, которое приоткрыло бы для человечества тайны Вселенной и позволило бы его автору «понять замысел Бога».
    Другим определяющим событием моего детства стали, как ни странно, телепередачи, особенно сериал «Флэш Гордон» с Бастером Краббом в главной роли. Каждую субботу утром я буквально прилипал к телевизору и волшебным образом переносился в загадочный мир инопланетных пришельцев, звездных кораблей, сражений с применением лучевого оружия, подводных городов и, конечно, чудовищ. Да, я заглотил наживку и попал на крючок. Прекрасно помню свои первые встречи с миром будущего и до сих пор испытываю детский восторг при мысли о нем.
    Однако, посмотрев все серии фильма, я потихоньку начал понимать, что, хотя все лавры в нем доставались Флэшу, на самом деле главным действующим лицом сюжета был ученый — доктор Зарков. Без него действие застопорилось бы в самом начале. Именно он изобрел ракетный корабль, щит невидимости, источник энергии для небесного города и множество других необходимых вещей. Я понял, что без ученого будущее невозможно. И пусть молодые и красивые герои вызывают восторги зрителей, но все чудесные изобретения будущего — результат деятельности невоспетых и зачастую анонимных ученых.
    Позже, в старших классах школы, я решил последовать примеру великих ученых прошлого и подвергнуть теоретические знания практической проверке. Я хотел быть частью той великой революции, которая, как я был убежден, в самом ближайшем будущем изменит мир. Я решил построить установку для столкновения атомов и попросил у мамы разрешения соорудить в гараже ускоритель частиц на 2, 3 миллиона электронвольт. Она немного удивилась, но разрешила. После этого я обратился к фирмам Westinghouse и Varian Associates, добыл 400 фунтов трансформаторной стали и 22 мили медного провода и собрал в мамином гараже вполне приличный ускоритель-бетатрон.
    Еще раньше я соорудил камеру Вильсона с мощным магнитным полем и некоторое время фотографировал треки античастиц. Но этого мне было мало. Я поставил себе новую цель: получить пучок античастиц. Магнитные катушки ускорителя обеспечивали мне мощное магнитное поле напряженностью в 10 000 гаусс (примерно в 20 000 раз мощнее магнитного поля Земли; в принципе такого поля достаточно, чтобы вырвать из руки молоток). Машина пожирала шесть киловатт, забирая всю электроэнергию в доме; предохранители то и дело летели. (Должно быть, моя бедная мама не раз пожалела, что ее сын не уродился футболистом.)
    Итак, моей жизнью управляли две страсти: во-первых, желание понять все физические законы Вселенной и свести их в единую непротиворечивую теорию, во-вторых, желание увидеть будущее. Со временем я понял, что на самом деле эти две страсти дополняют одна другую. Ключ к пониманию будущего — фундаментальные законы природы; новые изобретения, машины и методы лечения, созданные на их основе, определят будущее нашей цивилизации на многие десятилетия.
    Я узнал, что во все времена человек пытался предсказывать будущее, и многие попытки такого рода были полезными и глубокими, но, увы, писали о будущем все больше историки, социологи, писатели-фантасты и «футуристы». Можно сказать, что сторонние наблюдатели пытались предсказывать мир науки, ничего достоверно о науке не зная. Ученые — те, кто, собственно, и создает будущее в своих лабораториях, — слишком заняты открытиями и прорывами, чтобы писать популярные книги о будущем.
    Вот чем эта книга отличается от других. Я надеюсь, что она поможет читателю увидеть чудесные открытия, ожидающие нас в будущем, глазами непосредственного участника и представит самый подлинный и авторитетный взгляд на мир 2100 г.
    Конечно, невозможно предсказать будущее с абсолютной точностью. Мне кажется, максимум, что можно сделать, — это заглянуть в мысли ученых, которые сегодня работают на переднем крае науки и старательно изобретают будущее. Именно они создают устройства, приспособления и лекарства, которые в будущем полностью изменят человеческую цивилизацию. Моя книга — рассказ об этих людях. У меня была редкая возможность наблюдать эту великую революцию из первых рядов; я брал интервью более чем у 300 лучших в мире ученых, мыслителей и мечтателей для телевидения и радио Америки.
    Я водил съемочные группы в лаборатории; мы снимали прототипы тех замечательных устройств, которые изменят наше будущее. Мне выпала редкая честь выступать ведущим многих научных передач на телеканалах ВВС, Discovery и Science, рассказывать об изобретениях и открытиях современных прорицателей, которые осмеливаются не только заглядывать в будущее, но и творить его собственными руками. Я имел возможность заниматься собственными исследованиями теорией струн и одновременно знакомиться с самыми передовыми исследованиями, которые в XXI в. перевернут мир. Я, как мне кажется, занимался в науке самыми желанными вещами. Моя детская мечта осуществилась.
    Но эта книга отличается от прежних моих книг. В таких книгах, как «Дальше Эйнштейна» (Beyond Einstein), «Гиперпространство» и «Параллельные миры», я рассказывал о свежих ветрах революционных перемен, дующих в моей области теоретической физике — и открывающих новые пути к пониманию Вселенной. В «Физике невозможного» я говорил о том, что текущие открытия в физике со временем воплотят, вероятно, в жизнь даже самые смелые научно-фантастические идеи.
    Из всех книг эта больше всего похожа на «Предчувствия» (Visions), где темой моего рассказа было развитие физики в ближайшие несколько десятилетий. Я рад, что многие предсказания, сделанные в той книге, сегодня реализуются точно по расписанию, что в значительной мере определялось мудростью и разумным предвидением множества ученых, с которыми я говорил в процессе подготовки этой работы.
    Но эта книга дает гораздо более широкую панораму будущего; в ней говорится о технологиях, которые, возможно, принесут плоды лишь через сто лет, но которые в свой срок определят судьбу человечества. От того, как мы справимся с вызовами и возможностями начавшегося века, будет зависеть, на мой взгляд, окончательная траектория дальнейшего движения человеческой расы.

Предсказания на ближайший век

    Предсказать события ближайших нескольких лет тем более заглянуть на целый век вперед — очень непросто, но именно такие задачи заставляют нас мечтать о технологиях, способных изменить судьбы мира.
    В 1863 г. великий фантаст Жюль Верн написал свое, может быть, самое амбициозное произведение — пророческий роман под названием «Париж в XX веке», где в полном блеске проявился его необычайный дар предвидения. По крайней мере грядущий век он предсказал с удивительной точностью. К несчастью, рукопись затерялась в тумане времени; правнук писателя случайно наткнулся на нее в сейфе, где она пролежала почти 130 лет. Поняв, какое сокровище обнаружил, наследник Жюля Верна издал роман в 1994 г., и он сразу же стал бестселлером.
    Тогда, в 1863 г., короли и императоры еще правили древними империями, а нищие крестьяне в поте лица своего трудились на полях. В Соединенных Штатах полыхала разрушительная Гражданская война, едва не разорвавшая страну на части, а паровой двигатель только начинал свое победное шествие по миру. Но Верн предсказал, что в Париже в 1960 г. будут стеклянные небоскребы, кондиционеры, телевидение, лифты, скоростные поезда, бензиновые автомобили, факс-машины и даже что-то напоминающее Интернет. С невероятной точностью Верн описал и жизнь в современном Париже.
    Надо сказать, что это не случайная удача, ведь всего через несколько лет он сделал еще одно впечатляющее предсказание. В романе «С Земли на Луну» (1865) Жюль Верн привел немало точных подробностей тех необыкновенных путешествий, которые больше ста лет спустя, в 1969 г., привели американских астронавтов на Луну. Он предсказал размеры космической капсулы (с точностью до нескольких процентов), расположение стартовой площадки (во Флориде, на широте мыса Канаверал), число астронавтов, продолжительность путешествия, невесомость, которую испытают астронавты, и финальное приземление в океан. (Единственной серьезной ошибкой было то, что для доставки астронавтов на Луну автор романа воспользовался порохом, а не ракетным топливом. Но до изобретения жидкостных ракет оставалось еще семьдесят лет.)
    Каким образом умудрился Жюль Верн предсказать будущее на сто лет вперед с такой поразительной точностью? Его биографы отмечают, что Верн, не будучи ученым, внимательно следил за развитием науки, постоянно встречался с учеными и выяснял, как каждый из них представляет себе будущее развитие своей области. Он собирал информацию обо всех серьезных научных открытиях своего времени и накопил обширный архив. Жюль Верн лучше, чем кто-либо другой, понимал, что именно науке в самом ближайшем будущем суждено потрясти основы цивилизации и ввести ее в новый век, полный удивительных событий и чудес. А главное, писатель понял, что наука способна преобразовать общество; именно в этом ключ к его глубочайшим прозрениям.
    Еще одним великим пророком техники был Леонардо да Винчи, художник, мыслитель и мечтатель. Он оставил нам красивые и точные чертежи машин, которые должны были когда-нибудь подняться в небо: наброски парашютов, вертолетов, дельтапланов и даже самолетов. Замечательно, что многие из его изобретений действительно полетели бы, хотя придуманы в конце XV в. (Его летающим машинам не хватало одного-единственного ингредиента: мотора мощностью по крайней мере в одну лошадиную силу, которому предстояло появиться на свет лишь через 400 лет.)
    Не менее поразителен тот факт, что Леонардо оставил нам набросок механического суммирующего устройства, обогнавшего время примерно на 150 лет. В затерявшейся рукописи, вновь открытой в 1967 г., был обнаружен проект суммирующей машины с цифровыми колесиками на тринадцать разрядов. При повороте ручки колесики внутри должны были прокручиваться и производить арифметические вычисления. (Машина, построенная по этому чертежу в 1968 г., на самом деле заработала.)
    Кроме того, в 1950-х гг. была обнаружена еще одна рукопись Леонардо с наброском робота-воина в итало-германских доспехах, способного садиться, двигать руками, шеей и челюстью. Робот по этому проекту также был построен и оказался вполне функциональным.
    Как и Жюль Верн, Леонардо общался с передовыми мыслителями своего времени и умел увидеть в этих беседах будущее; он входил в небольшой круг людей, находившихся на передовой современной ему науки. Кроме того, Леонардо постоянно экспериментировал, строил модели, чертил, а это очень важная черта любого, кто хочет превратить мысли в дела.
    Рассматривая прогнозы Жюля Верна и Леонардо да Винчи и удивляясь их пророческому дару, мы невольно задаемся вопросом: можно ли сегодня предсказать мир 2100 г.? В полном соответствии с традициями Верна и да Винчи в этой книге мы подробно рассмотрим работы ведущих ученых, уже сегодня создающих прототипы технологий будущего. Эта книга — не фантастический роман, не продукт разыгравшегося воображения голливудского сценариста, она основана на результатах серьезных научных исследований, проводимых в настоящее время в крупнейших лабораториях мира.
    Прототипы всех описанных в книге приборов и механизмов уже существуют. Автор «Нейроманта» Уильям Гибсон, пустивший в обращение слово «киберпространство», однажды сказал: «Будущее уже здесь. Оно просто распределено неравномерно».
    Предсказывать, каким будет мир в 2100 г., трудно еще и потому, что мы с вами живем в эпоху глобального научного переворота, и темпы познания мира непрерывно возрастают. За последние несколько десятилетий человечество обрело больше научных знаний, чем за всю предыдущую историю. Логично предположить, что к 2100 г. объем научных знаний успеет удвоиться еще не один раз.
    Возможно, лучший способ осознать сложность и необъятность взятой на себя задачи — вспомнить, каким был мир в 1900 г., как жили наши бабушки и дедушки.
    Журналист Марк Салливан (Mark Sullivan) предлагает нам представить человека, читающего в 1900 г. обычную газету:
    «В газете за 1 января 1900 года наш американец не нашел, к примеру, слова „радио“, ибо до его появления оставалось еще двадцать лет; или „кино“, ибо его расцвет тоже был еще впереди; или слова „шофер“, ибо автомобиль только что появился и назывался пока „безлошадным экипажем“… Не было такого слова, как „авиатор“… Фермеры еще ничего не слышали о тракторах, а банкиры — о Федеральной резервной системе. Торговцы не слыхали ни о сетевых универсамах, ни о принципе самообслуживания; моряки не имели представления о дизельных двигателях… На сельских дорогах все еще попадались тяжелые повозки, запряженные парой волов… Упряжные лошади и мулы встречались повсеместно… Кузница под развесистым каштаном представляла собой вполне обычное зрелище».
    Чтобы понять, насколько сложно делать прогнозы на 100 лет вперед, нам достаточно представить, каково было людям в 1900 г. предсказывать мир 2000 г. В 1893 г. в рамках Всемирной «колумбовской» выставки в Чикаго 74 знаменитости получили задание предсказать, какой будет жизнь через 100 лет. Общей проблемой для всех участников стала недооценка скорости, с которой развивается и будет развиваться наука. К примеру, многие респонденты верно предсказали, что будет действовать воздушное трансатлантическое сообщение, но сошлись на том, что средством сообщения будут управляемые воздушные шары. Сенатор Джон Инголлс (John J. Ingalls) сказал: «Приказание подать к подъезду дирижабль будет так же обычно, как сегодня приказание подать экипаж или башмаки». Кроме того, участники проекта дружно игнорировали автомобиль, а начальник почтового ведомства США генерал Джон Ванамейкер (John Wanamaker) даже сказал, что и через сто лет почта США будет развозиться в почтовых каретах и на вьючных лошадях.
    Такая недооценка науки и инновационных технологий распространялась даже на патентное ведомство. В 1899 г. Чарльз Дуэлл (Charles Н. Duell), комиссар Патентного бюро США, сказал: «Все, что можно изобрести, уже изобретено».
    Иногда эксперты оказывались буквально слепы в собственной области и не видели, что происходит у них под носом.
    В 1927 г., в эпоху немого кино, Гарри Уорнер (Harry М. Warner), один из основателей киностудии Warner Brothers, как-то заметил: «Ну кто, черт возьми, захочет слушать актеров?»
    А Томас Уотсон (Thomas Watson), президент IBM, сказал в 1943 г.: «Я думаю, в мире есть рынок сбыта для компьютеров. Штук, скажем, для пяти».
    Недооценка мощи научных открытий затронула и почтенную газету New York Times. В 1903 г. Times заявила, что летающие машины — пустая трата времени, ровно за неделю до того, как братья Райт успешно подняли в воздух свой аэроплан в городке Китти-Хок в Северной Каролине. В 1920 г. Times раскритиковала ученого-ракетчика Роберта Годдарда (Robert Goddard) и объявила его работу чепухой, потому что ракеты не могут двигаться в вакууме. Правда, к чести газеты следует отметить, что через 49 лет, когда астронавты «Аполлона-11» ступили на Луну, Times напечатала опровержение: «Теперь определенно установлено, что ракета может функционировать в вакууме. Times сожалеет о своей ошибке».
    Из приведенных примеров видно, как опасно ставить на будущее.
    Вообще, прогнозы на будущее, за редким исключением, всегда недооценивали скорость технического прогресса.
    Мы вновь и вновь убеждаемся, что историю делают не пессимисты, а оптимисты. Как однажды заметил президент США Дуайт Эйзенхауэр, «пессимизм не выиграл ни одной войны».
    Несложно убедиться, что даже писатели-фантасты зачастую недооценивают скорость развития науки. Посмотрев повтор старого сериала «Звездный путь», снятого в 1960-х гг., можно заметить, что значительная часть показанных в нем «технологий XXIII века» уже рядом с нами. Тогда зрители с изумлением взирали на мобильные телефоны, портативные компьютеры, говорящие автоматы и пишущие машинки, способные печатать под диктовку. Тем не менее сегодня все эти устройства существуют в действительности. А совсем скоро появятся первые универсальные переводчики, способные переводить синхронно, и «трикордеры» — устройства, способные диагностировать болезни на расстоянии. (В общем, большинство научных открытий XXIII в., за исключением транспортеров и варп-двигателей, позволяющих летать со сверхсветовой скоростью, уже сделано.)
    Учитывая вопиющие ошибки наших предшественников, которые упорно недооценивали будущее, задумаемся: как нам подвести более прочную научную базу под наши собственные прогнозы?

Разобраться в законах природы

    Сегодня можно с уверенностью сказать, что темные века науки, когда молния или чума представлялись делом богов, закончились. У нас громадное преимущество перед Жюлем Верном и Леонардо да Винчи: мы гораздо лучше понимаем законы природы.
    Предсказания, разумеется, никогда не станут абсолютно безупречными, но единственный способ сделать их как можно более достоверными — это разобраться в четырех фундаментальных силах природы, которые управляют Вселенной. Открытие и описание каждой из них в свое время изменило историю человечества.
    Первой из сил, получивших научное объяснение, стала сила тяготения. Законы механики, открытые Исааком Ньютоном, объясняют движение объектов через силы и взаимодействия и показывают, что для этого не нужны ни мистические духи, ни метафизика. Законы Ньютона проложили путь промышленной революции и паровой тяге, в частности железным дорогам.
    Второй силой, механизм действия которой удалось понять человеку, стала электромагнитная сила, которая освещает наши города и питает энергией всевозможные устройства. Томас Эдисон, Майкл Фарадей, Джеймс Кларк Максвелл и другие ученые и изобретатели разобрались в электричестве и магнетизме и поставили их на службу человечеству. Результатом стала электронная революция, которая принесла нам массу научных чудес. В этом можно убедиться всякий раз при аварийном отключении электричества, когда общество внезапно оказывается отброшенным на 100 лет назад.
    Третьей и четвертой в процессе познания фундаментальных сил стали две ядерные силы: слабое и сильное взаимодействия. После того как Эйнштейн написал свою знаменитую формулу Е=mc2 и в 1930-х гг. ученым впервые удалось расщепить атом, они начали понимать, какие силы заставляют пылать небеса. Была открыта тайна горения звезд. Результатом стала не только громадная мощь ядерного оружия, но и надежда на то, что когда-нибудь человек сможет обуздать эти невероятные силы здесь, на Земле.
    Сегодня мы довольно хорошо разбираемся во всех четырех перечисленных видах взаимодействия. Первый из них — гравитационное взаимодействие — в настоящее время описывается в рамках общей теории относительности Эйнштейна. Остальные три силы описываются в рамках квантовой теории — теории, которая приоткрывает перед нами тайны мира элементарных частиц.
    Квантовая теория, в свою очередь, подарила нам транзистор, лазер и цифровую революцию — движущую силу современного общества. Кроме того, с ее помощью ученые сумели раскрыть тайны молекулы ДНК. Стремительная поступь биотехнологической революции — непосредственный результат развития компьютерных технологий, ведь при секвенировании ДНК не обойтись без сложнейших автоматов, роботов и компьютеров.
    Вследствие всего этого мы лучше, чем когда-либо, различаем путь, которым пойдут в новом веке наука и технология. Разумеется, на этом пути человечество ждут и совершенно неожиданные открытия, и захватывающие дух научные новинки, но фундамент современной физики, химии и биологии уже заложен и в обозримом будущем здесь не ожидается никаких серьезных изменений. Поэтому мы можем утверждать, что предсказания, содержащиеся в этой книге, — не продукт пустых спекуляций, а разумная оценка сроков, за которые пилотные технологии сегодняшнего дня смогут достичь зрелости и принести плоды.
    В заключение назовем несколько соображений, дающих нам право считать, что мы сейчас в состоянии различить контуры мира, каким он будет в 2100 г.
    1. Эта книга основана на беседах с более чем тремя сотнями лучших ученых, работающих на переднем крае науки.
    2. Ни одна научная разработка из упомянутых в книге не противоречит известным законам физики.
    3. Четыре фундаментальных взаимодействия и базовые законы природы в основном известны; никаких серьезных изменений здесь не ожидается.
    4. Прототипы всех технологических новинок, упомянутых в книге, уже существуют.
    5. Автор книги — человек науки, не понаслышке знакомый с технологиями переднего края научных исследований.
    Бесчисленные эпохи человек был всего лишь пассивным наблюдателем величественного танца природы. Он мог только смотреть в изумлении и ужасе на кометы, молнии, извержения вулканов и страшные эпидемии. Он был уверен, что все это находится за пределами его понимания. Для древнего человека силы природы были вечной загадкой, их следовало бояться и почитать. Чтобы хоть как-то объяснить происходящее вокруг, человек создавал мифических богов и заселял ими землю и небо. Он надеялся, что, если усердно молиться этим богам, они проявят милосердие и даруют исполнение самых заветных желаний.
    Сегодня человек становится хореографом природного танца. Иногда ему удается вносить в законы природы свои поправки. Я уверен, что к 2100 г. мы завершим этот процесс и окончательно подчиним себе силы природы.

2100 г.: встать вровень с богами

    Если бы современный человек мог навестить своих древних предков и продемонстрировать им все богатство современной науки и техники, на него посмотрели бы как на волшебника. Чудеса науки окружают нас со всех сторон: самолеты взмывают в небеса, ракеты исследуют Луну и планеты Солнечной системы, магнитно-резонансные томографы помогают врачам заглядывать внутрь человеческого тела, сотовые телефоны связывают нас с абонентом, находящимся в любой точке планеты. Если бы можно было показать древнему человеку ноутбук, способный мгновенно передавать движущиеся картинки и сообщения на другой континент, он наверняка назвал бы это колдовством.
    Но это всего лишь начало. Наука не стоит на месте. Оглянувшись вокруг, мы увидим взрывное экспоненциальное развитие науки и техники. Если подсчитать количество публикуемых научных статей, несложно убедиться, что даже объем научных знаний каждые десять лет примерно удваивается. Инновациии открытия полностью меняют экономическую, политическую и социальную жизнь, разрушают и ставят с ног на голову все прежние, прочно укоренившиеся взгляды и предрассудки.
    А теперь смелее! Вообразите себе мир 2100 г.!
    К 2100 г. нам суждено уподобиться богам, на которых мы когда-то взирали с благоговением и ужасом. Но орудиями нашими будут не волшебные палочки и колдовские зелья, а наука о компьютерах, нанотехнологии, искусственный интеллект, биотехнология и, самое главное, квантовая теория — фундамент всего остального.
    К 2100 г. мы, подобно мифическим богам, сможем мысленно отдавать приказы и манипулировать предметами. Компьютеры, молча и незаметно считывая наши мысли, научатся исполнять наши желания. Мы научимся силой мысли двигать объекты — обретем телекинетические способности, которые прежде приписывали лишь богам. Биотехнология поможет нам сотворить для себя идеальное тело и увеличить продолжительность жизни. Кроме того, мы научимся создавать новые формы жизни, такие, каких прежде на Земле просто не существовало. Нанотехнология позволит нам брать предмет и превращать его во что-то иное, а также создавать вещи почти из ничего. Ездить мы будем не на огненных колесницах, а в обтекаемых транспортных средствах, способных двигаться практически без топлива и легко подниматься в воздух. Новые силовые установки позволят нам обуздать неограниченную энергию звезд. Кроме того, мы будем стоять на пороге отправки первых межзвездных экспедиций для изучения ближайших светил.
    Сегодня эти возможности представляются невообразимыми, фантастическими, но семена этих технологий высеваются сегодня, сейчас, в тот самый момент, когда вы читаете эту книгу. А перечисленные возможности даст человеку современная наука, а не зелья и заклинания.
    Сам я квантовый физик. Каждый день я имею дело с уравнениями, описывающими поведение элементарных частиц, из которых состоит Вселенная. Мир, в котором я живу, представляет собой Вселенную одиннадцатимерного гиперпространства, черных дыр и проходов в Мультивселенную. Следует заметить, что уравнениями квантовой физики можно описывать не только богатую событиями жизнь звезд и Большой взрыв. С их помощью можно разглядеть и очертания нашего будущего, хотя бы самые общие.
    Но зададимся другим вопросом. Куда ведет нас технологическая революция? Какова конечная цель нашего долгого путешествия в мир науки и техники?
    Кульминацией всего этого должно стать формирование планетарной цивилизации — того, что физики называют цивилизацией I типа. Вообще, переход к планетарной цивилизации станет, вероятно, величайшим рубежом в истории человечества и будет означать резкий уход от всех цивилизаций прошлого. Практически все самые громкие события, все заголовки новостных сообщений тем или иным способом отражают «родовые схватки» планетарной цивилизации. Деловая активность, торговля, культура, язык, развлечения, хобби и даже война — все стороны деятельности человека переживают в связи с этим революционные перемены. Подсчитав количество энергии, вырабатываемой на планете, мы увидим, что при стабильном развитии человечество достигнет статуса цивилизации I типа в ближайшие 100 лет. Если общество не падет жертвой сил хаоса и глупости, то переход к планетарной цивилизации неизбежен; это конечный продукт действия неумолимых глобальных сил истории и технического развития, не подвластных никому.

Почему предсказания не всегда сбываются

    Не секрет, что некоторые предсказания эры информатизации блистательно провалились. К примеру, многие футуристы предсказывали «безбумажный офис», т. е. утверждали, что компьютер сделает бумаги ненужными, а документооборот — виртуальным. На самом же деле все произошло с точностью до наоборот. Одного взгляда на любой офис достаточно, чтобы понять: бумаг стало больше, чем когда-либо.
    Кроме того, некоторые видели в будущем «безлюдные города». Футуристы предсказывали, что благодаря технологии интернет-видеоконференций «живые» бизнес-встречи станут ненужными и ездить каждый день в город на работу будет незачем. Говорили, что крупные города опустеют, а люди будут больше работать дома, чем в офисе.
    Точно так же говорилось о появлении «кибертуристов» — любителей лежать на диване и одновременно путешествовать по миру, разглядывая достопримечательности через Интернет на экране компьютера. Отсюда упадок туристического бизнеса. Вместо покупателей возникнут «киберпокупатели», за которых ходить по магазинам будет компьютерная мышка. Торговые центры и гипермаркеты разорятся. «Киберстуденты» будут посещать занятия виртуально, а втайне играть в видеоигры и пить пиво, а университеты закроются за отсутствием желающих учиться.
    Вспомним также о судьбе видеотелефона. На Всемирной выставке 1964 г. компания AT&T показала новую систему. Она потратила около 100 миллионов долларов на разработку телеэкрана, который мог бы подсоединяться к телефонной сети и показывать вам вашего собеседника, а ему — вас. Идея провалилась: AT&T сумела продать всего около ста таких аппаратов, ведь каждый из них стоил порядка миллиона долларов. Эта неудача обошлась фирме очень недешево.
    Наконец, неизбежной считалась и гибель традиционных средств массовой информации и развлечений. Некоторые футуристы предсказывали, что Интернет, подобно колеснице Джаггернаута, раздавит живой театр, кино, радио и телевидение, которые скоро можно будет увидеть только в музеях.
    На самом деле произошло обратное. Транспортные пробки стали настоящей проблемой и неотъемлемой чертой городской жизни. Люди в рекордных количествах едут за рубеж, вследствие чего туризм превратился в одну из наиболее стремительно развивающихся отраслей. Покупатели, несмотря на экономический кризис, наводняют торговые площади. Университеты, вместо того чтобы продвигать виртуальное образование, по-прежнему регистрируют рекордное количество студентов. Конечно, число людей, которые предпочитают работать дома или общаются с коллегами на телеконференциях, выросло и продолжает расти, но города вовсе не пустеют. Вместо этого они превращаются в громадные мегаполисы и разрастаются во всех направлениях. Да, сегодня очень просто вести видеоразговоры в Интернете, но большинство людей неохотно снимается на видео и предпочитает встречаться с друзьями «в реале». И разумеется, Интернет кардинально изменил весь медиаландшафт, и теперь медиагиганты размышляют о том, как лучше зарабатывать в Сети. Все это так, но об исчезновении телевидения, радио и живого театра речи не идет. Огни Бродвея и не думают гаснуть.

Принцип пещерного человека

    Почему же не оправдались предсказания, о которых мы говорили? Мне кажется, люди в основном не идут на подобные изменения из-за того, что я называю Принципом пещерного человека. Генетические и палеонтологические данные говорят о том, что современный человек, который выглядел уже в точности, как мы с вами, вышел из Африки более 100 000 лет назад, и нет никаких указаний на дальнейшие серьезные изменения в структуре мозга или личности вида Homo sapiens. Анатомически человек того времени идентичен современному человеку: если вымыть его, побрить, одеть в костюм-тройку и привести на Уолл-стрит, физически он будет не отличим от окружающих. Из этого можно сделать простой вывод: наши нужды и мечты, наша личность и наши желания, вероятно, не слишком изменились за последние 100 000 лет. Вероятно, мы мыслим примерно так же, как наши пещерные предки.
    Все очень просто: всякий раз, когда возникает конфликт между современной техникой и желаниями наших примитивных предков, эти самые примитивные желания всегда побеждают. Всегда. Это и есть Принцип пещерного человека. К примеру, пещерному человеку необходимо было «доказательство успешной охоты». Недостаточно в красках описать, какой замечательный олень, скажем, от тебя ушел или какая громадная рыбина сорвалась с крючка. Другое дело — свежая добыча в руках или на плечах, а охотничьи рассказы умеет выдумывать любой неудачник. Точно так же и сегодня: имея дело с электронными документами, мы нуждаемся в вещественном подтверждении — распечатке. Мы инстинктивно не доверяем электронам, бегающим по компьютерному экрану, а потому распечатываем письма и отчеты, даже когда в этом нет необходимости. Именно поэтому безбумажный офис оказался пустышкой.
    Аналогично этому наши предки всегда любили встречаться с друзьями и врагами лицом к лицу. Такие встречи позволяют налаживать отношения с окружающими и читать их скрытые эмоции. Наверное, поэтому города не спешат пустеть. Очевидно, к примеру, что если босс хочет как следует оценить каждого сотрудника, то сделать это при личной встрече гораздо проще, чем через компьютер. Видя собеседника перед собой, человек может читать язык тела и получать таким образом ценную — причем неконтролируемую, подсознательную — информацию. Общаясь с людьми, мы ощущаем связь с ними и в то же время можем по множеству мелких, почти незаметных признаков определять, какие мысли возникают у собеседника в голове. А все потому, что много тысяч лет назад наши предки-приматы, еще не придумавшие членораздельную речь, обменивались мыслями и эмоциями почти исключительно при помощи языка тела.
    Именно поэтому кибертуризм умер, не успев родиться. Одно дело — рассматривать изображение Тадж-Махала и совсем другое — увидеть его своими глазами и иметь потом возможность похвалиться этим. Точно так же слушать записи любимого исполнителя — далеко не то же самое, что присутствовать на живом концерте, видеть своего кумира и ощущать энтузиазм ликующей толпы. А это означает, что, сколько ни скачивай самые реалистичные записи любимого спектакля или концертов знаменитости, все это никак не сравнится с присутствием на настоящем спектакле или реальной встречей с известным человеком. Поклонники знаменитостей прилагают неимоверные усилия ради того, чтобы получить автограф своего кумира на фотографии или концертном билете, хотя точно такую же картинку можно совершенно бесплатно скачать из Интернета.
    Теперь ясно, почему не сбылось предсказание о том, что Интернет сотрет с лица земли телевидение и радио. Когда кино и радио только появились, многие кинулись предсказывать скорую смерть театра. Телевидение породило предсказания скорой кончины кино и радио. На самом же деле мы пользуемся сегодня и первым, и вторым, и третьим, да и в театр захаживаем. Вывод очевиден: новая медиасреда не уничтожает предыдущие варианты, но сосуществует с ними, образуя смесь. Постоянно меняется лишь процентный состав этой смеси и взаимоотношения ее компонент. Всякий, кто сумеет точно предсказать состав медиасмеси в будущем, сможет без труда разбогатеть.
    Причина в том, что наши отдаленные предки всегда стремились увидеть все интересное и важное собственными глазами, не полагаясь на чужие рассказы. Чтобы выжить в лесу, надо все знать точно, а не по слухам. Так что и через сто лет мы по-прежнему будем ходить в театр, чтобы посмотреть живой спектакль, будем гоняться за знаменитостями — ведь это древнее наследие нашего далекого прошлого.
    Помимо всего прочего мы потомки хищников и охотников. Поэтому мы любим наблюдать за другими и сидим часами перед телевизором, пялясь на нелепые выходки своих собратьев, но испытываем беспокойство всякий раз, когда чувствуем, что кто-то наблюдает за нами. Более того, ученые подсчитали, что человек Начинает нервничать, если кто-то незнакомый смотрит на него около четырех секунд. Примерно через десять секунд объект наблюдения начинает беситься и проявлять агрессивность. Вот почему первые телефоны с картинкой потерпели фиаско. К тому же кому охота причесываться всякий раз, прежде чем ответить на телефонный звонок? (Сегодня, после нескольких десятков лет медленных и болезненных доработок, видеоконференции наконец начинают завоевывать популярность.)
    Кстати говоря, теперь действительно можно получать образование на виртуальных курсах. Но университеты полны желающих учиться традиционным способом, ведь личное общение с профессорами, которые могут уделить внимание каждому и ответить на самые необычные вопросы, определенно предпочтительнее онлайн-курсов. А при поступлении на работу диплом университета по-прежнему ценится куда выше, чем диплом каких-нибудь интернет-курсов.
    Идет непрерывное соревнование между высокими технологиями и личным присутствием; с одной стороны — сидение в кресле перед телевизором, с другой — желание потрогать все руками и во всем убедиться лично. В этом соревновании нет победителей: мы хотим и то и другое. Вот почему в век киберпространства и виртуальной реальности у нас до сих пор есть театр, рок-концерты, газеты и туризм. Но если человеку предложить на выбор бесплатный портрет любимой музыкальной знаменитости и реальные билеты на ее концерт, он наверняка выберет билеты.
    Вот и весь Принцип пещерного человека: мы хотим всё и сразу, но если приходится выбирать, то выбираем, подобно нашим пещерным предкам, личное присутствие.
    Но у этого принципа существует одно немаловажное следствие. В 1960-х гг., когда ученые только создавали Интернет, большинство видело в нем образовательную и научную площадку, мощное орудие прогресса. Многие первопроходцы Интернета пришли в ужас, когда в самом скором времени он превратился в то, чем является сегодня, — своеобразный Дикий Запад, где не действуют никакие законы и ограничения. На самом деле этого и стоило ожидать. Следствие из Принципа пещерного человека гласит: если хотите предсказать социальные отношения людей в будущем, просто представьте себе, какими были эти отношения 100 000 лет назад, и умножьте на миллиард. Станет ясно, что ускоренными темпами будут развиваться механизмы распространения слухов и сплетен, социальные сети и всевозможные развлечения. Вообще, в племенном обществе слухи жизненно важны; это средство быстрого распространения информации, в первую очередь о вождях и тех членах племени, которые должны служить образцом для подражания. Те, кто не включен в сеть распространения слухов, часто не выживают и не могут передать свои гены потомству. Сегодня о тех же закономерностях свидетельствуют длинные ряды стоек, сплошь забитых глянцевыми журналами со сплетнями об известных людях, и расцвет той разновидности культуры, в которой бал правят знаменитости. Единственная разница в том, что возможности средств массовой информации, а значит, и масштабы племенных сплетен невероятно выросли, и теперь любой слух может за долю секунды многократно обогнуть земной шар.
    Стремительное разрастание социальных сетей, едва ли не за одну ночь превратившее молодых неопытных предпринимателей в миллиардеров, застало многих аналитиков врасплох, но на самом деле это проявление все того же принципа. В эволюционной истории человечества тот, кто умел поддерживать большие социальные сети, в критический момент мог рассчитывать на них как на источник средств, советов и помощи.
    Наконец, индустрия развлечений и дальше будет стремительно расти. Нам не всегда нравится это признавать, но основная часть нашей культуры базируется на развлечениях. После охоты наши предки любили расслабиться и развлечься. И дело не только в том, что развлечения помогают налаживать контакты с окружающими; они также помогают человеку утвердиться на определенной позиции в иерархии племени. Неслучайно танцы и пение, составляющие важную часть традиционных развлечений, играют особую роль в животном царстве, где самцы с их помощью демонстрируют противоположному полу свои достоинства. Когда птицы-самцы поют красивые и сложные мелодии или участвуют в сложных брачных ритуалах, они, как правило, преследуют одну-единственную цель — показать партнерше, что они здоровы, сильны, свободны от паразитов и обладают хорошими генами, которые стоило бы передать будущим поколениям.
    Так и искусство возникло не только «для красоты»; оно сыграло важную роль в эволюции человеческого мозга, в котором значительная часть информации обрабатывается символьно.
    Так что если мы не изменим генетически саму основу человеческой личности, то и в будущем таблоидные сплетни и социальные сети будут не уменьшаться в масштабах, а только расти и шириться.

Наука как клинок

    Когда-то давно я посмотрел кино, которое навсегда изменило мое отношение к будущему. Фильм назывался «Запретная планета», а сюжет его был основан на шекспировской пьесе «Буря». В этом фильме астронавты встречаются с представителями древней цивилизации, обогнавшей человечество в развитии на миллионы лет. Эти существа достигли окончательной цели развития: бесконечных возможностей без применения каких бы то ни было технических средств, т. е. научились делать почти все одной только силой мысли. Их мысли были подключены к колоссальным термоядерным станциям, скрытым в глубинах планеты; эти станции претворяли практически любое желание в жизнь. Иными словами, существа на этой планете обрели силу богов.
    Со временем мы тоже обретем такие возможности, но ждать этого миллионы лет нам не придется. Хватит и одного столетия; зерна будущего можно разглядеть уже сегодня, в современных технологиях. Но в фильме была и мораль; в конце концов обретенные божественные возможности погубили цивилизацию.
    Конечно, наука — обоюдоострый клинок; она порождает не меньше проблем, чем решает, но неизменно на более высоком уровне. Сегодня в мире борются две тенденции: одна стремится создать планетарную цивилизацию, толерантную, научную и процветающую, другая — прославляет анархию и невежество, способные разорвать ткань человеческого общества[1]. Мы, как и наши далекие предки, склонны к сектантству, фундаментализму, иррациональным страстям, но есть и существенная разница: у нас, в отличие от предков, есть ядерное, химическое и бактериологическое оружие.
    В будущем мы превратимся из пассивных наблюдателей танца природы в его хореографов, владык природы и, наконец, в ее хранителей. Будем надеяться, что человечество сумеет укротить в себе варварство далекого прошлого и научится пользоваться клинком науки мудро и хладнокровно.
    А теперь в путь, в воображаемое путешествие по ближайшим 100 годам научных открытий и инноваций, о которых рассказали мне те, кто принимает в этом непосредственное участие. Нас ждет дикая скачка по полям стремительно развивающихся компьютерных технологий, телекоммуникаций, биотехнологий, искусственного интеллекта и нанотехнологий. От всего, чему мы станем свидетелями, без сомнения, будет зависеть будущее цивилизации.

1. Будущее компьютера
Превосходство сознания над материей

    Человеку свойственно принимать границы собственного кругозора за границы мира.
Артур Шопенгауэр
    Ни одному пессимисту в истории не удалось раскрыть тайны звезд, доплыть до неведомой земли или открыть новые горизонты человеческого разума.
Хелен Келлер
    Живо вспоминается, как почти двадцать лет назад я сидел в кабинете Марка Визера (Mark Weiser) в Кремниевой долине и он рассказывал мне о том, как представляет себе будущее. Размахивая руками, он возбужденно говорил, что вот-вот начнется революция, которой суждено изменить мир. Визер входил в компьютерную элиту и работал в Исследовательском центре Xerox в Пало-Альто (именно они были пионерами в разработке персонального компьютера, лазерного принтера и передовой архитектуры типа Windows с графическим пользовательским интерфейсом). При этом он был бунтарем и иконоборцем, презирал традиционную мудрость и играл в диком рок-ансамбле.
    Тогда — кажется, с тех пор прошла целая жизнь — персональные компьютеры были еще новинкой. Они только начинали входить в жизнь обычных людей, да и люди пока плохо понимали, стоит ли покупать для табличных вычислений, набора и обработки текстов большой, громоздкий настольный компьютер. Интернет еще оставался по большей части закрытым Падением ученых вроде меня, обменивавшихся между собой загадочными формулами на тайном языке. Бурлили жаркие споры о том, не погубит ли этот ящик на столе нашу цивилизацию своим холодным непрощающим взором, не дегуманизирует ли природу человека. Даже политическому аналитику Уильяму Бакли (William F. Buckley) приходилось защищать текстовый процессор от интеллектуалов, которые восставали против него и клялись никогда не притрагиваться к компьютеру, называя его инструментом филистимлян.
    Именно в эту противоречивую эпоху Визер ввел понятие «глобальные вычисления». Он видел много дальше эпохи персональных компьютеров и предсказывал, что когда-нибудь электронные чипы станут настолько дешевыми и доступными, что найти их можно будет везде — в одежде, в мебели, в стенах наших домов, даже в нашем собственном теле. И все они будут подключены к Интернету, будут делиться данными, делать нашу жизнь приятнее, отслеживать все наши пожелания. Куда бы мы ни направились, вездесущие чипы будут молча выполнять наши желания. Среда обитания человека как бы оживет.
    Для своего времени мечта Визера была совершенно фантастической, даже абсурдной. Персональные компьютеры тогда были дороги и в большинстве своем даже не подключались к Интернету. Мысль о том, что миллиарды крохотных чипов когда-нибудь станут дешевле гороха, казалась бредом.
    А потом я спросил, почему он так уверен в этой своей революции. Он спокойно ответил, что в данный момент мощность компьютеров растет экспоненциально и пока конца этому не видно. Прикиньте сами, предложил он мне. Компьютерная революция — всего лишь дело времени. (Грустно только, что сам Визер не увидел предсказанной революции; он умер от рака в 1999 г.)
    Движущей силой пророческой мечты Визера было утверждение, известное как закон Мура — эмпирическое правило, управлявшее развитием компьютерной индустрии на протяжении полувека с лишним. Это правило, как метроном, задавало темп развития современной цивилизации. Сам по себе закон Мура очень прост: он гласит, что мощность компьютеров удваивается примерно каждые полтора года. Сформулировал его в 1965 г. Гордон Мур, один из основателей корпорации Intel. Действие этого закона обеспечило кардинальную перестройку мировой экономики, накопление сказочных богатств и необратимое изменение образа жизни современного человека. Если обозначить падение цен на компьютерные чипы, а также стремительный рост их скорости, мощности обработки данных и памяти на графике, построенном в логарифмическом масштабе, получим, что данные за последние пятьдесят лет замечательно ложатся на прямую. Более того, если добавить в этот график данные по ламповым и даже механическим вычислительным машинам и устройствам, прямую Мура можно протянуть в прошлое более чем на 100 лет.
    Экспоненциальный рост иногда сложно себе представить, потому что человек, вообще говоря, мыслит линейно. Изменения накапливаются плавно и постепенно, так что иногда их вообще не замечаешь. Но проходит несколько десятков лет — и все вокруг неузнаваемо меняется.
    Согласно закону Мура с каждым Рождеством ваши компьютерные игры становятся чуть ли не вдвое более мощными (в смысле числа используемых транзисторов), чем это было год назад. Более того, с течением лет этот ежегодный прирост достигает громадных размеров. К примеру, мы получаем на день рождения почтовую открытку с чипом, который исполняет для нас поздравительную песенку (обычное дело, ничего особенного). Так вот, этот чип по вычислительной мощности превосходит все, чем владели союзники в 1945 г. Гитлер, Черчилль или Рузвельт пошли бы на убийство ради того, чтобы заполучить этот чип. А мы? Пройдет день рождения — и мы просто выбросим открытку вместе с чипом. Сегодня в вашем сотовом телефоне заключена большая вычислительная мощность, чем та, что находилась в распоряжении NASA в 1969 г., когда два астронавта впервые ступили на Луну. Видеоигры, которым для симуляции трехмерных объектов и сцен требуются громадные вычислительные мощности, используют больше компьютерных ресурсов, чем универсальные вычислительные машины прошлых десятилетий. Сегодняшняя игровая приставка стоимостью 300 долларов по вычислительной мощности сравнима с военным суперкомпьютером 1997 г., стоившим не один миллион.
    Разницу между линейным и экспоненциальным ростом вычислительных мощностей можно наглядно представить себе, прочитав статью 1949 г. Тогда журнал Popular Mechanics предрек, что компьютеры в будущем будут развиваться линейно и со временем, возможно, всего лишь удвоят или утроят мощность. Автор статьи писал: «Если сегодня в вычислителе, таком как ENIAC, содержится 18 000 электронных ламп и весит он 30 тонн, то в будущем компьютеры, возможно, будут содержать всего 1000 ламп и весить всего 1, 5 тонны».
    (Надо отметить, что мать-природа любит и ценит мощь экспоненциальной зависимости. Один-единственный вирус, захватив человеческую клетку, способен вынудить ее произвести несколько сотен копий самого себя. Увеличивая собственную численность в каждом поколении в 100 раз, один вирус может всего за пять поколений превратиться в 10 миллиардов точно таких же вирусов. При этом не стоит удивляться, что один-единственный вирус, проникая в человеческий организм, где функционируют триллионы здоровых клеток, всего через неделю или около того обеспечивает вам простуду.)
    Мощность компьютеров за прошедшие несколько десятилетий многократно выросла, но этого мало. Принципиально изменилась техническая база, на которой реализуются вычислительные мощности, а с ними и вся экономика. Посмотрим, как это происходило.

    •1950-е гг. Компьютеры на вакуумных электронных лампах были гигантскими устройствами и представляли собой целые залы с настоящими джунглями из проводов, катушек и стальных шкафов. Только военные были достаточно богаты, чтобы финансировать эти чудовищные аппараты.
    •1960-е гг. Электронные лампы сменились транзисторами, и компьютеры среднего класса постепенно вышли на коммерческий рынок.
    •1970-е гг. Интегральные схемы с сотнями транзисторов позволили создать мини-компьютер размером с большой письменный стол.
    •1980-е гг. Микросхемы с десятками миллионов транзисторов сделали возможными персональные компьютеры, которые уже умещались в чемоданчике.
    •1990-е гг. Интернет соединил сотни миллионов компьютеров в единую глобальную компьютерную сеть.
    •2000-е гг. Глобальные вычисления освободили микросхему от компьютера, так что чипы теперь повсюду.

    Таким образом, прежняя парадигма (один процессор внутри настольного компьютера или лэптоп, соединенный с обычным компьютером) постепенно сменяется новой (тысячи процессоров, разбросанных по всевозможным устройствам, включая мебель, бытовую технику, картины, стены, автомобили и одежду, и все они подсоединены к Интернету и общаются между собой).
    Когда в устройстве — все равно каком — появляется процессор, самая обычная вещь чудесным образом преображается. Пишущая машинка превратилась в текстовый процессор. Обычный телефон — в сотовый. Видео- и фотокамеры — в умные Цифровые устройства. Механические игровые автоматы — в видеоигры. Фонографы — в iPod. Самолеты, управляемые человеком, — в несущие смерть беспилотники-дроны. И в каждом случае промышленность, выпускавшая соответствующие Устройства, умирала и возрождалась полностью обновленной.
    Со временем практически все вокруг нас станет «умным».
    Микросхемы настолько подешевеют, что будут стоить меньше пластиковой упаковки и заменят собой штрихкоды. Компании, не сделавшие свою продукцию «умной», в один прекрасный день будут вытеснены с рынка конкурентами, которые вовремя об этом позаботились.
    Разумеется, вокруг нас по-прежнему будет немало компьютерных мониторов, но внешне они будут напоминать скорее кусок обоев, картину в рамке или семейную фотографию, а не сегодняшний компьютер. Представьте все картины и фотографии, которые украшают сегодня ваш дом; а теперь вообразите, что каждая из них «оживет», станет подвижной и свяжется с Интернетом. Подвижные изображения будут стоить не больше статичных и постепенно сменят их на стенах наших гостиных.
    Судьба компьютеров — как и других массовых технологий, таких как электричество, бумага и водопровод, стать невидимыми, т. е. врасти в ткань нашей жизни и нашего мира, быть везде и нигде. Их предназначение — молча и незаметно исполнять наши желания.
    Сегодня, входя в комнату, мы автоматически ищем взглядом электрический выключатель, поскольку уверены: дом электрифицирован, в стенах есть проводка, и в комнате можно включить свет. В будущем первое, что мы будем искать при входе в незнакомую комнату, — это интернет-портал, ведь мы будем уверены: это «умная» комната. Романист Макс Фриш (Мах Frisch) однажды сказал: «Техника — это способность так организовать свой мир, чтобы с ней не приходилось сталкиваться».
    Кроме всего прочего, закон Мура позволяет нам предсказывать на ближайшее будущее эволюцию компьютера. В последующие десять лет процессоры объединятся со сверхчувствительными датчиками; компьютеры научатся видеть и различать болезни, потенциальные происшествия и несчастные случаи и будут заранее, пока ситуация не вышла из-под контроля, предостерегать человека о возможных опасностях. Они научатся в какой-то степени узнавать нас по голосам и лицам, а также раз говаривать и общаться с человеком на формализованном языке.
    Они смогут самостоятельно создавать целые виртуальные миры, о которых сегодня мы можем только мечтать. Около 2020 г. стоимость электронного чипа, возможно, упадет настолько, что процессоры станут дешевле бумаги. Все вокруг наполнится миллионами чипов, способных выполнять наши команды.
    В конце концов само слово «компьютер» будет забыто.
    Чтобы удобнее было говорить о будущем прогрессе науки и техники, я разделил каждую главу книги на три части: ближайшее будущее (от сего дня до 2030 г.), середина века (с 2030 по 2070 г.) и, наконец, далекое будущее, с 2070 по 2100 г. Конечно, такое деление условно, а датировки приблизительны, но они помогут нам ориентироваться во временных рамках различных тенденций, о которых пойдет речь в книге.
    Стремительный рост вычислительных мощностей к 2100 г. обеспечит нам едва ли не божественное могущество и позволит управлять окружающей действительностью при помощи одной только силы мысли. Подобно мифическим богам, которые умели мановением руки или легким кивком головы двигать предметы и изменять человеческую жизнь, мы научимся воздействовать на вещественный мир силой своего сознания. Мы будем поддерживать постоянный мысленный контакт с электронными чипами, разбросанными повсюду в нашем окружении, и эти молчаливые слуги будут улавливать и безотказно исполнять наши мысленные приказы.
    Помню, когда-то я смотрел эпизод «Звездного пути», где экипаж звездолета «Энтерпрайз» попадает на планету, населенную греческими богами, и перед астронавтами возникает бог Аполлон — гигантская фигура, способная ослепить и ошеломить земной экипаж божественными чудесами. Поначалу наука XXIII в. ничего не может противопоставить могуществу бога, который тысячи лет назад повелевал небесами античной Греции. Но стоило землянам побороть шок от встречи с греческими богами — такими знакомыми и могущественными, — как они поняли, что у могущества этих существ должен быть вполне материальный источник и что Аполлон, скорее всего, находится в ментальной связи с центральным компьютером и мощными механизмами, которые, собственно, и исполняют его приказы. Как только экипаж нашел и уничтожил силовую станцию, Аполлон превратился в обычного смертного.
    Это, конечно, всего лишь голливудская сказка. Однако экстраполируя последние научные открытия и технические достижения, ученые уже могут представить себе тот день, когда мы тоже научимся телепатически управлять компьютерами и получим силу легендарного Аполлона.

Ближайшее будущее
(с настоящего момента до 2030 г.)

Интернет-очки и контактные линзы

    Сегодня мы поддерживаем связь с Интернетом при помощи компьютеров и сотовых телефонов. Но в будущем Интернет будет повсюду.
    Существует несколько способов вывести связь с Интернетом на линзу. Изображение может передаваться со стекол очков через линзу глаза непосредственно на сетчатку. Можно также проецировать изображение на линзу, которая в этом случае будет играть роль экрана. Или можно прикрепить экран к оправе очков наподобие крохотной линзы, какими пользуются ювелиры. Глядя сквозь стекла очков, мы будем, будто на киноэкране, видеть перед собой интернет-экран. При этом устройство дистанционного управления в руках позволит нам управлять действиями компьютера по беспроводной связи. А можно просто шевелить пальцами в воздухе и таким образом управлять изображением — ведь компьютер постоянно регистрирует положение наших пальцев.
    К примеру, ученые Вашингтонского университета с 1991 г. занимаются разработкой виртуального ретинального монитора VRD (virtual retinal display) — устройства, в котором красный, зеленый и синий лазерные лучи проецируются непосредственно на сетчатку глаза. При разрешении 1600х1200 точек на дюйм при угле зрения 120° VRD-монитор может создавать яркое жизненное изображение, сравнимое с картинкой на киноэкране. Устройство для генерации изображения может быть встроено в шлем, в специальные или обычные очки.
    У меня еще в 1990-е гг. была возможность испытать на себе такие интернет-очки, один из первых их образцов, разработанных учеными медиалаборатории Массачусетского технологического института (MIT). Внешне этот прибор выглядел как обычные очки, только справа и немного сбоку на них была закреплена дополнительная цилиндрическая линза длиной около полудюйма. При обычном положении этой дополнительной линзы я прекрасно видел сквозь очки, но стоило слегка нажать пальцем — и крохотная линза занимала место перед глазом. При этом передо мной появлялось легко различимое изображение компьютерного экрана, на взгляд чуть меньше стандартного. Оно было удивительно четким; казалось, что смотришь прямо в экран. Более того, взяв в руки небольшое — размером с сотовый телефон — устройство с кнопками, я получил возможность управлять курсором на экране и даже печатать команды.
    В 2010 г., когда я был ведущим одной из программ телеканала Science Channel, мне довелось побывать в форте Беннингс (штат Джорджия) и увидеть последнюю модель «Интернета Для поля боя» армии США под названием «Пехотинец». Я надел особый шлем с закрепленным сбоку миниатюрным экранчиком. Передвинув экран так, чтобы он оказался перед глазами, я внезапно увидел поразительное зрелище: панораму поля битвы, на которой крестиками было обозначено расположение своих и вражеских войск. «Туман войны» внезапно рассеялся, PS-сенсоры точно определили положение воинских частей, танков и зданий и обозначили на схеме местности. Стоило нажать кнопку — и изображение мгновенно изменилось, открыв мне прямо на поле боя выход в Интернет и предоставив информацию о погоде, диспозиции войск, стратегии и тактике.
    В более продвинутой версии прибора интернет-экран мог бы проецироваться непосредственно в глаз через контактные линзы со встроенным в пластик чипом и LCD-экраном. Бабак Парвиз (Babak A. Parviz) и его группа в Университете Вашингтона в Сиэтле разрабатывают базу для создания контактных линз с Интернетом; пока это лишь прототип, но позже такая технология, возможно, изменит обычную технику доступа в Интернет.
    Парвиз считает, что одним из ближайших по времени приложений этой технологии могло бы стать устройство для постоянного контроля уровня глюкозы в крови диабетиков. Линза будет демонстрировать вам текущие значения параметров, характеризующих состояние вашего организма. Но это лишь начало. Парвиз уверен, что наступит день, когда мы сможем загружать из Интернета любые фильмы, песни, сайты или информационные сообщения и видеть их на контактной линзе-экране. По существу, линза станет экраном полнофункционального развлекательного центра, и можно будет лежа на диване наслаждаться художественными фильмами. Через этот же центр можно будет подключиться к офисному компьютеру и получить доступ к хранящимся там файлам и программам. Достаточно будет моргнуть глазом, чтобы прямо с пляжа связаться с офисом и организовать видеоконференцию.
    Добавив в интернет-очки программное обеспечение для распознавания образов, вы получите возможность видеть перед собой объекты и даже лица людей. Уже сегодня некоторые программы распознавания могут узнавать заранее введенные в них лица с более чем 90 %-ной точностью. И тогда уже в начале разговора вы увидите перед собой не только имя человека, но и его биографию и характеристику. В обществе это поможет избежать неловкости при встрече со знакомым человеком, имени которого вы вспомнить не можете. На многолюдной вечеринке, где собираются малознакомые или вовсе не знакомые между собой люди, эта функция станет еще более полезной, ведь среди гостей могут оказаться очень важные персоны, с которыми вы пока не знакомы. Описанная система поможет вам узнать их в лицо и получить о них кое-какую информацию, не прибегая к посторонней помощи, практически во время разговора. (Вспомните, как видел мир робот в фильме «Терминатор»; примерно так же будет видеть окружающее человек в интернет-очках будущего.)
    Как следствие, может кардинально измениться система образования. В будущем учащиеся на экзамене смогут незаметно сканировать Интернет при помощи контактных линз и находить там ответы на любые вопросы; учителям, ориентирующимся в основном на механическое запоминание, будет трудно поймать такого ученика. Это означает, что преподавателям придется обращать особое внимание на проверку способности рассуждать и мыслить логически.
    А еще можно встроить в оправу ваших интернет-очков, к примеру, крошечную видеокамеру, которая будет снимать окружающее и передавать картинку прямо в Интернет. Люди по всему миру смогут вместе с вами переживать происходящее в вашей жизни. На что бы вы ни смотрели, тысячи людей смогут увидеть это вместе с вами. Родители будут знать, чем заняты их дети. Влюбленные смогут, находясь в разлуке, делиться впечатлениями. Зрители на концертах — передавать свой восторг другим поклонникам любимых артистов. Инспекторы, посещающие отдаленные подразделения компании, смогут держать босса в курсе происходящего. (Или житейский пример: один из супругов ходит по магазину, а другой комментирует товары и выдает ценные указания по поводу покупок.)
    Парвизу уже удалось изготовить плоский компьютерный чип, который можно разместить внутри полимерной пленки — контактной линзы. Он сумел также поместить в контактную линзу светодиод и теперь работает над линзой матрицей 8x8 светодиодов. Его линзой можно управлять по беспроводной связи. Парвиз утверждает: «Со временем подобные компоненты будут содержать сотни светодиодов, которые будут формировать перед глазом всевозможные изображения — тексты, диаграммы и фотографии. Значительная часть деталей полупрозрачна, так что пользователи смогут ориентироваться в реальном мире, не натыкаясь на предметы и не теряя чувства ориентации». Конечная цель исследователя — а она по-прежнему далека — создать контактную линзу из 3600 точек не более 10 мкм толщиной.
    Одно из серьезных преимуществ контактных интернет-линз — низкое энергопотребление, всего несколько миллионных долей ватта, так что они очень экономны и не посадят батарейку. Еще одно преимущество — непосредственный доступ к мозгу человека без необходимости вживлять электроды (поскольку оптический нерв в определенном смысле можно считать продолжением мозга). При этом следует отметить, что глаз и оптический нерв передают информацию со скоростью, превосходящей скорость высокоскоростного кабельного соединения с Интернетом. Таким образом, контактная интернет-линза представляет собой, возможно, наиболее эффективный и высокоскоростной доступ к мозгу.
    Передать изображение в глаз через контактную линзу несколько сложнее, чем через интернет-очки. Светодиод может сгенерировать световую точку, или пиксель, но необходимо добавить еще микролинзу, которая сфокусировала бы эту точку непосредственно на сетчатку. Получившееся в итоге изображение будет как бы висеть в воздухе перед вашими глазами на расстоянии немного более полуметра. В более продвинутой схеме, над которой сейчас работает Парвиз, предполагается использовать микролазеры, чтобы подать на сетчатку сразу резкое изображение. При помощи той же технологии травления, которая используется при производстве микропроцессоров для вытравливания крохотных транзисторов, можно вытравить на кремниевой подложке и крохотные лазеры примерно такого же размера — самые миниатюрные лазеры в мире. Технология а принципе позволяет изготовить лазеры с поперечным размером около 100 атомов. Как и с транзисторами, технически можно поместить на подложку размером с ноготь миллионы лазеров.

Автомобиль без водителя

    В ближайшем будущем, вероятно, человек получит возможность, сидя за рулем, спокойно бродить по Сети и рассматривать сайты при помощи контактной интернет-линзы или интернет-очков. Дорога на работу перестанет быть такой мучительной и нудной, потому что автомобили научатся управлять собой сами. Уже сегодня машина с GPS-приемником, позволяющим определить положение в пространстве с точностью до пары метров, может проехать без водителя сотни километров. Агентство перспективных исследовательских проектов Минобороны США (DARPA) спонсировало конкурс под названием DARPA Grand Challenge, в котором научным коллективам предлагалось представить автомобили без водителя на гонку через пустыню Мохаве; за победу полагался приз — миллион долларов. Так DARPA продолжает традицию финансирования рискованных, но перспективных технологий.
    (Кстати, в числе исследовательских проектов Пентагона можно назвать и Интернет, первоначальной целью которого было обеспечение связи для ученых и чиновников во время и после ядерной войны, и систему GPS, разработанную для наведения межконтинентальных ракет. Но позже, после завершения холодной войны, и Интернет, и GPS были рассекречены и стали общедоступными.)
    Первый конкурс в 2004 г. получился странным — ни один автомобиль без водителя не смог проехать 150 миль по пересеченной местности и пересечь финишную линию. Все роботизированные машины либо сломались, либо сбились с пути. Однако уже в следующем году пять машин сумели выполнить новое задание, даже более сложное: им нужно было проехать по дорогам, где было 100 крутых поворотов, три узких тоннеля и участки, проходящие по краю пропасти.
    Некоторые критики утверждают, что роботизированные автомобили научатся, возможно, ездить по пустыне, но никогда не смогут нормально ориентироваться в забитом машинами мегаполисе. Поэтому в 2007 г. DARPA объявило еще более амбициозный проект — Urban Challenge, в котором машины-роботы должны были проехать 60 сложных миль по имитированной городской территории не больше чем за шесть часов. Машины должны были соблюдать все правила дорожного движения, разъезжаться в пути с другими участниками конкурса и корректно проезжать перекрестки. Шесть команд успешно завершили дистанцию, а три лучшие получили призы соответственно два, один и полмиллиона долларов.
    Цель Пентагона — сделать треть сухопутных сил США автономными к 2015 г. Вполне возможно, что такие технологии спасут множество жизней, ведь известно, что чаще всего американские солдаты гибнут от заложенных на дорогах мин. В будущем многие транспортные средства армии США будут ездить вообще без водителей. Для обычного же потребителя такая технология будет означать, что для управления автомобилем достаточно нажать кнопку, а остальное сделает робот; человек «за рулем» сможет работать, отдыхать, рассматривать окружающие пейзажи, смотреть кино или бродить по Интернету.
    На съемках одной из научно-популярных программ для канала «Дискавери» мне и самому довелось поездить в такой машине. Это был обтекаемый спортивный автомобиль, модифицированный и полностью роботизированный инженерами из Университета штата Северная Каролина. Он был снабжен компьютерами, по мощности в восемь раз превосходящими обычный PC, и умел ездить совершенно автономно. Надо сказать, что втиснуться внутрь этой машины оказалось непросто слишком там все было забито оборудованием. Везде — на сиденьях, на панели управления, на полу — громоздились какие-то сложные на вид электронные устройства. Взявшись за рулевое колесо, я заметил резиновый шнур и небольшой моторчик, при помощи которого компьютер мог, собственно, поворачивать руль и управлять машиной.
    Я повернул ключ в замке, надавил на газ и вывел машину на шоссе, а затем щелкнул переключателем, давая команду компьютеру взять управление на себя. После этого я снял руки с рулевого колеса, и автомобиль поехал дальше сам. Я ощущал уверенность и полностью доверял компьютеру, который непрерывно вносил крохотные поправки и чуть доворачивал руль при помощи моторчика. Поначалу было немного странно видеть, как рулевое колесо и педаль газа двигаются сами по себе. Казалось, что управление взял на себя призрачный невидимый водитель, который находится где-то рядом, но через некоторое время я привык. Более того, чуть позже я с удовольствием расслабился и только смотрел, как машина катит вперед со сверхчеловеческим мастерством и точностью. Мне же оставалось лишь радоваться жизни и рассматривать пейзажи за окном.
    Сердце роботизированной машины — система GPS, позволяющая определить положение в пространстве с точностью до пары метров. (Специалисты утверждают, что иногда она определяет положение с точностью до десятков сантиметров[2].) Сама по себе система GPS — чудо современной техники. Каждый из примерно 30 спутников системы, находящихся на околоземной орбите, ведет постоянную радиопередачу с использованием собственного кода. GPS-приемники в машине принимают эти сигналы. Все сигналы немного искажаются, поскольку спутники в этот момент находятся на разном расстоянии от вас и движутся относительно вас в разных направлениях. Это искажение называется допплеровским сдвигом. (К примеру, радиоволны сжимаются, если спутник приближается к вам, и растягиваются, если удаляется.) Проанализировав небольшое искажение частот сигналов[3] от трех или четырех спутников, компьютер машины точно определяет нашу позицию.
    Кроме того, в бампере у машины установлен радар, так что она буквально чувствует препятствия. В будущем подобные сенсоры приобретут громадное значение и каждый автомобиль, почувствовав неминуемое столкновение, автоматически примет меры. В настоящее время в автокатастрофах в США погибает почти 40 000 человек ежегодно. Не исключено, что в будущем выражения «дорожно-транспортное происшествие» и «автокатастрофа» просто исчезнут из языка.
    Автомобильные пробки, возможно, когда-нибудь тоже уйдут в прошлое. Центральный компьютер сможет следить за движением всех машин на дороге и одновременно поддерживать связь со всеми роботизированными машинами. Он без труда заметит пробки и заторы на маршруте. В эксперименте, проведенном к северу от Сан-Диего на федеральном шоссе N-15, в дорожное полотно были встроены специальные датчики, позволявшие центральному процессору следить за ситуацией. В будущем в случае затора на дороге компьютер будет перехватывать у водителя управление автомобилем и обеспечивать свободное движение.
    Автомобиль будущего научится чувствовать и другие опасности. Тысячи людей гибнут и получают травмы, потому что водитель уснул за рулем; особенно часто это происходит в ночное время или во время долгого монотонного пути. Но уже сегодня можно заставить компьютер следить за вашими глазами и регистрировать признаки утомления и сонливости, а затем подавать звуковой сигнал и будить водителя. Если это не поможет, компьютер возьмет управление на себя. Кроме того, компьютер может распознать присутствие внутри автомобиля избыточного количества алкоголя; не исключено, что такая мера поможет снизить количество аварий, связанных с алкоголем.
    Переход к умным автомобилям, конечно, произойдет не мгновенно. Сначала военные внедрят их у себя и в процессе эксплуатации устранят ошибки и недоделки. Затем роботизированные машины выйдут на рынок и в первую очередь появятся на длинных и скучных перегонах федеральных трасс. Затем они понемногу проникнут в пригороды и крупные города, но в случае необходимости водитель будет иметь возможность взять управление на себя. Пройдет какое-то время, и люди будут удивляться, как раньше жили без них.

Экраны на четыре стены

    В будущем компьютеры не только облегчат нам поездки на работу и сократят число аварий на дорогах; они также помогут нам поддерживать связь с друзьями и знакомыми. Сейчас некоторые жалуются, что компьютерная революция изолировала нас друг от друга и дегуманизировала человеческие отношения. На самом деле все наоборот: компьютерная революция позволила нам экспоненциально расширить круг друзей и знакомых. В будущем, когда человеку станет одиноко или скучно, он сможет попросить настенный экран организовать для него партию в бридж с другими одинокими людьми по всему свету. Если понадобится помощь в планировании отпуска, организации путешествия или поиске партнера для свидания, ее окажет все тот же Настенный интернет-экран.
    В будущем при включении компьютера на экране будет появляться дружелюбное лицо (вы сможете подбирать его по своему вкусу и время от времени менять). Этого виртуального человека можно будет попросить спланировать для вас отпуск. Он (или она, конечно), зная заранее ваши пристрастия и предпочтения, просканирует Интернет и выдаст вам возможные варианты по наилучшим ценам.
    Кроме того, через настенные экраны можно будет устраивать семейные встречи и собрания. Все четыре стены вашей гостиной будут заняты экранами, и при желании вы сможете окружить себя лицами родных, находящихся далеко от вас. Может быть, кто-то не сможет приехать на важный семейный вечер — и тогда семья соберется на экранах и отметит встречу, наполовину реальную, наполовину виртуальную. Или при помощи контактных линз можно будет увидеть родных и близких перед собой как будто наяву, притом что на самом деле они в этот момент будут находиться от вас за тысячи километров. (Некоторые комментаторы отмечают, что Пентагон первоначально задумывал Интернет как «мужское» устройство приспособление для борьбы с врагом в военное время. Но сейчас Интернет стал в основном «женским», он используется как средство сближения и общения с людьми.)
    Телеконференции сменятся телеприсутствием — в ваших очках или контактных линзах появится полное трехмерное озвученное изображение человека, с которым вы хотите пообщаться. На совещании, к примеру, все будут сидеть за столом, при этом некоторые из участников будут видны только в вашей контактной интернет-линзе. Вынув линзу, вы увидите, что места этих людей за столом пусты. В линзе же вы будете видеть всех участников на местах. (На самом деле отсутствующие участники будут сидеть за похожим столом в другом месте, а специальная камера будет их снимать и передавать изображение через Интернет.)
    В фильме «Звездные войны» зрители с изумлением увидели, как в воздухе появляются трехмерные изображения людей. Но в будущем компьютерные технологии позволят нам видеть подобные изображения в контактных линзах, очках или на компьютерных настенных экранах.
    Поначалу человек, наверное, будет испытывать неловкость, разговаривая с пустой комнатой. Но вспомним: еще при появлении телефонов некоторые критиковали их за то, что человек при этом должен разговаривать с неодушевленным предметом. Люди опасались, что телефон постепенно полностью заменит собой личные контакты людей. В принципе, критики были правы, но сегодня нас нисколько не смущают разговоры с неодушевленными предметами и далекими голосами, потому что телефон чрезвычайно расширил наш круг контактов и обогатил нашу жизнь.
    Ваша личная жизнь также может сильно измениться. Если вы одиноки, ваш интернет-экран, зная ваши прошлые предпочтения, желаемые физические и социальные характеристики партнера, найдет для вас в Интернете подходящую кандидатуру. А поскольку люди иногда лгут в своих личных данных, экран, в качестве дополнительной предосторожности, автоматически проверит историю каждого кандидата.

Гибкая электронная бумага

    Цены на плоские телеэкраны, когда-то превышавшие 10 000 долларов, всего за десять лет упали более чем в 50 раз. В будущем плоские экраны на целую стену также быстро упадут в цене. Настенные экраны на основе органических светодиодов OLED станут гибкими и сверхтонкими. Органические светодиоды во всем похожи на обычные, но работают в них органические составы, которые можно изготовить в виде полимера, — соответственно, они будут гибкими. Каждый пиксель на гибком экране будет соединен с транзистором, который будет управлять цветом и интенсивностью световой точки.
    Ученые из Центра разработки гибких дисплеев при Университете штата Аризона работают с компанией Hewlett-Packard тех США над усовершенствованием соответствующих технологий. После этого рыночные механизмы повлияют на то, чтобы цена на них упала и гибкие экраны стали доступны обычным потребителям. В конце концов этот процесс может привести к тому, что цена гибкого настенного экрана сравняется с ценой обычных обоев. Так что в будущем, оклеивая стены обоями, мы одновременно без дополнительных затрат будем получать и гибкие настенные экраны. Когда рисунок обоев на стенах надоест, его можно будет сменить одним нажатием кнопки. Отделать заново дом или квартиру будет проще простого.
    Технология гибких экранов произведет революцию и в том, как мы взаимодействуем с нашими портативными компьютерами. Нам не потребуется таскать с собой тяжеленные лэптопы. Портативный компьютер, возможно, будет представлять собой просто лоскут экрана на органических светодиодах, который в любой момент можно будет сложить и спрятать в бумажник. В мобильном телефоне появится большой экран, который можно будет вытянуть наружу, как свиток, и пользоваться им, вместо того чтобы, напрягая глаза, печатать на крошечной клавиатуре.
    Эта технология делает возможными и совершенно прозрачные компьютерные экраны. В недалеком будущем можно представить следующую сцену: человек смотрит в окно, затем взмахивает руками — и окно внезапно превращается в экран компьютера. Или на нем появляется изображение, любое, какое захочется. Скажем, вид за другим окном, находящимся за тысячи километров от этого.
    Сегодня мы легко относимся к бумаге; можем записать что-то на листе и не задумываясь выкинуть его за ненадобностью. В будущем, возможно, появятся «одноразовые компьютеры», никак особенно не идентифицируемые. На таком компьютере тоже можно будет записать что-нибудь, а потом, когда надобность в нем отпадет, просто выбросить. Сегодня человек организует рабочий стол и мебель в кабинете вокруг компьютера; именно компьютер — средоточие всякого офиса. В будущем настольных компьютеров, вероятно, не будет, а файлы мы будем носить с собой — с места на место, из комнаты в комнату или из офиса домой. Исчезнут разрывы в информации и необходимость в постоянной синхронизации данных. Сегодня в любом аэропорту можно увидеть пассажиров с портативными компьютерами в руках. Оказавшись в гостинице, такой путешественник сразу же подключается к Интернету, а по возвращении домой ему приходится перегружать файлы в настольный компьютер. В будущем вам не потребуется таскать компьютер за собой; везде, где бы вы ни оказались, в любой момент — даже находясь в машине или поезде — вы сможете подключиться к Интернету при помощи стен, картин и мебели. (Первый пример подобного подхода — так называемые «облачные» вычисления, когда платить вам приходится не за компьютер, а за компьютерное время, подобно тому как платят за воду или электричество.)

Виртуальные миры

    Цель повсеместного использования компьютеров — сделать их неотъемлемой частью этого мира, наполнить окружающую среду процессорами и умными вещами. У виртуальной реальности обратная цель — дать человеку возможность войти в мир компьютера. Первыми, еще в 1960-е гг., виртуальную реальность придумали военные для тренировки летчиков и солдат с использованием симуляторов. Пилоты, сидя перед экраном компьютера и орудуя джойстиком, могли осваивать приземление на палубу авианосца. В случае ядерной войны генералы и политические лидеры, находящиеся в разных местах, могли бы тайно встретиться в киберпространстве.
    Сегодня, почти через полвека экспоненциального развития компьютерных технологий, человек может почти по-настоящему жить в виртуальном мире. Там можно управлять аватарой (движущимся изображением, представляющим вас в этом мире); но встречаться с другими аватарами и исследовать воображаемые миры, можно даже влюбиться и жениться. Кроме того, можно покупать виртуальные вещи за виртуальные деньги, которые, вообще говоря, можно превратить в настоящие. На одном из самых популярных сайтов, Second Life, к 2009 г. зарегистрировалось 16 млн абонентов. В том же году несколько человек умудрились заработать на этом сайте более чем по 1 млн долларов. (Надо сказать, что полученный на этом сайте доход облагается в США налогами, поскольку правительство справедливо считает его вполне реальным.)
    Виртуальная реальность — главный элемент и основа видеоигр. В будущем, с дальнейшим ростом компьютерных мощностей, вы сможете посещать нереальные миры при помощи интернет-очков или настенного экрана. Так, если вы захотите отправиться за покупками или посетить какое-то экзотическое место, вы сможете сначала проделать то же в виртуальной реальности, ощущая при этом эффект присутствия. Таким образом, вы сможете пройтись по Луне, отдохнуть на Марсе, прогуляться по магазинам на другом конце света, посетить любой музей и решить для себя, в какое из этих мест вы хотите попасть в реальности.
    В будущем человек получит возможность в некоторой степени почувствовать киберпространство и потрогать находящиеся там предметы. Так называемая «тактильная технология» позволяет человеку ощутить присутствие сгенерированных компьютером объектов. Когда-то ее придумали ученые, которым приходилось работать с материалами высокой радиоактивности при помощи манипуляторов, и военные, которым нужно было, чтобы летчики во время тренировки на симуляторе ощущали сопротивление «штурвала».
    Чтобы сымитировать чувство прикосновения, ученые создали устройство на пружинах и рычагах, которое должно было в ответ на давление пальцев создавать обратное давление, как при реальном прикосновении. К примеру, если человек проводит пальцами по виртуальному столу, это устройство может симулировать ощущения от соприкосновения с твердой деревянной поверхностью. Таким образом, вы получаете возможность чувствовать предметы, видимые в очках виртуальной реальности, ощущая собственное присутствие в виртуальном мире.
    Для создания ощущения текстуры материала используется другое устройство, поверхность которого усеяна тысячами крошечных управляемых пальцами бугорков. Одновременно с движением пальцев компьютер подстраивает высоту бугорков под характеристики соответствующей поверхности; можно вызвать таким образом ощущение прикосновения к твердой поверхности, бархатистой ткани или грубой наждачной бумаге. В будущем эта технология получит развитие, и специальные перчатки смогут дать вам гораздо более тонкие ощущения и сымитировать прикосновение ко множеству разных поверхностей.
    Вероятно, такая технология очень пригодится при обучении хирургов, потому что хирург во время сложной и тонкой операции должен ощущать пальцами сопротивление тканей; а в роли пациента при этом может выступать трехмерное голографическое изображение. Кроме того, это еще один шаг к созданию голодека из «Звездного пути», где человек мог бродить по виртуальному пространству и трогать виртуальные предметы. Передвигаясь по пустой комнате, вы можете видеть в очках или контактных линзах фантастические объекты; когда вы протягиваете к объекту руку, из пола поднимается тактильное устройство и симулирует для вас поверхность предмета.
    Я получил возможность увидеть эти технологии своими глазами, когда при подготовке передачи канала Science посетил полигон CAVE (cave automatic virtual environment) в Университете Роуэна в Нью-Джерси. Я вошел в пустую комнату и оказался в окружении четырех стен, залитых светом проекторов. На стены проецировались трехмерные изображения, создающие иллюзию присутствия в ином мире. В одной из демонстрационных сцен меня окружили со всех сторон гигантские кровожадные динозавры. Двигая джойстиком, я мог прокатиться на спине ужасного Tyrannosaurus rex, а при желании даже залезть к нему в пасть. Затем я побывал на Абердинском испытательном полигоне в штате Мэриленд, где Армия США соорудила самую продвинутую на сегодняшний день версию голодека. На меня надели шлем и рюкзак с датчиками, которые непрерывно сообщали компьютеру точное положение моего тела. Я походил по всенаправленной бегущей дорожке — хитроумному устройству, позволяющему идти или бежать в любом направлении, оставаясь при этом на месте. Неожиданно я оказался на поле боя, вокруг засвистели пули вражеских снайперов. Я мог бежать в любую сторону, прятаться в любом переулке или тупике, нестись по любой улице — и трехмерные изображения на экранах менялись соответственно. Я мог даже лечь ничком на пол, экраны корректно реагировали и на это. Можно представить, что в будущем в голодеке можно будет испытать эффект полного погружения — сражаться с инопланетными космическими кораблями, убегать от голодных чудовищ или развлекаться на необитаемом острове, не покидая собственной уютной гостиной.

Здравоохранение в ближайшем будущем

    Процедура визита к врачу совершенно изменится. Для рутинной проверки достаточно будет поговорить с «доктором» — роботизированной программой, которая появится по запросу на вашем настенном экране и которая сможет диагностировать 95 % обычных заболеваний. Может быть, ваш «доктор» и будет выглядеть как человек, но на самом деле это будет анимированное изображение, запрограммированное на рутинное обследование и стандартные несложные вопросы. Кроме того, в его распоряжении будет полная карта ваших генов. «Доктор» порекомендует вам курс лечения с учетом всех генетических факторов риска.
    Чтобы диагностировать проблему, «доктор» попросит вас провести по телу несложным щупом или датчиком. В свое время зрители были поражены, увидев в оригинальном телесериале «Звездный путь» устройство под названием трикордер, которое могло мгновенно диагностировать любую болезнь и даже заглянуть внутрь тела. Однако для того, чтобы познакомиться с этим футуристическим Устройством, не обязательно ждать XXIII в. Аппараты для магнитно-резонансной томографии, которые когда-то занимали целые комнаты и весили по несколько тонн, уже уменьшились до ящика размером в несколько десятков сантиметров, а когда-нибудь станут маленькими, как сотовый телефон. Проведя таким устройством по телу, можно будет увидеть внутренние органы. Затем компьютер обработает полученное трехмерное изображение и выдаст диагноз. Такой зонд сможет распознать огромное количество болезней, включая рак, задолго до того, как их проявления станут заметны. В нем будут присутствовать, в частности, ДНК-чипы — кремниевые пластинки с миллионами крохотных сенсоров, настроенных на узнавание фрагментов ДНК, характерных для конкретных болезней.
    Не секрет, что многие люди ненавидят ходить к врачу. Однако в будущем за здоровьем человека будут незаметно и без всяких специальных процедур следить особые датчики; возможно, контрольные замеры будут проводиться по несколько раз в день, а вы не будете даже знать об этом. В ваш унитаз, зеркало в ванной, одежду будут встроены ДНК-чипы, которые сообщат, если в вашем организме появятся колонии хотя бы из нескольких сотен раковых клеток. В ванной комнате и в одежде будет помещаться больше всевозможных датчиков, чем сегодня можно найти в лаборатории современной больницы или университета. К примеру, достаточно будет подуть на зеркало, чтобы проверить наличие мутации в гене, отвечающем за производство белка р53, а этот белок отвечает за половину случаев всех самых Распространенных видов рака. Это означает, что слово «опухоль» постепенно исчезнет из языка.
    Сегодня, попав в серьезную автомобильную аварию на пустынной дороге, легко можно погибнуть от потери крови. В будущем ваша одежда и автомобиль при первых признаках травмы или плохого самочувствия водителя сами поднимут тревогу, автоматически вызовут скорую помощь, сообщат координаты места аварии и передадут врачам всю вашу медицинскую историю — и все это, пока вы остаетесь без сознания. В будущем вообще трудно будет умереть в одиночестве. Одежда при помощи встроенных в ткань чипов почувствует любые нарушения сердечного ритма, дыхания и даже мозговой деятельности. Одеваясь, человек будет выходить в Сеть.
    Сегодня уже можно поместить в пилюлю размером со стандартную таблетку аспирина компьютерный чип, снабженный телекамерой и радиопередатчиком. После того как вы ее проглотите, «умная пилюля» заснимет ваш пищевод и кишечник, а затем передаст сигнал по радио на расположенный рядом приемник. (Знаменитый слоган Intel Inside обретает новое значение!) Таким образом врачи могут получать снимки кишечника пациента без всякой колоноскопии (а этот метод весьма неудобен, поскольку предусматривает введение в толстую кишку двухметровой трубки). Подобные микроскопические устройства постепенно снизят необходимость использовать нож хирурга.
    Это лишь один пример того влияния, которое окажет компьютерная революция на здоровье человека и всю систему здравоохранения. В главах 3 и 4 мы поговорим о революции в медицине гораздо подробнее и обсудим также генную терапию, клонирование и увеличение продолжительности жизни.

Жизнь в сказке

    Поскольку компьютерный интеллект, как мы уже говорили, сильно подешевеет и найдет широчайшее применение, некоторые футуристы считают, что будущее человечества будет похоже на сказку. Если человек обретет божественное могущество, то мир, в котором он живет, станет поистине сказочным. Интернет, к примеру, превратится в известное сказочное зеркальце. Достаточно будет обратиться к нему: «Свет мой, зеркальце, скажи…», — и в нем появится приветливое лицо, обеспечивающее нам доступ ко всей накопленной на планете мудрости. Мы будем встраивать процессоры в игрушки, делая их разумными, как Пиноккио — марионетка, мечтавшая стать настоящим мальчиком. Подобно Покахонтас, мы будем разговаривать с ветром и деревьями, и они будут отвечать нам. Мы привыкнем, что вещи разумны и что с ними можно общаться.
    Компьютеры распознают многие гены, ответственные за старение, и мы, возможно, будем вечно молодыми, как Питер Пэн. Мы научимся замедлять, а может быть, и поворачивать вспять процесс старения. Расширенная реальность внушит нам иллюзию того, что каждый из нас, подобно Золушке, может поехать на фантастический бал в королевской карете и танцевать там с прекрасным принцем. (Но в полночь очки расширенной реальности выключатся, и мы вернемся в реальный мир.) Компьютеры раскроют тайны генов, контролирующих наше тело, и мы сможем перестраивать свое тело по желанию, заменять изношенные органы и менять внешность даже на генетическом уровне, как чудовище в сказке «Аленький цветочек».
    Некоторые футуристы опасаются даже, что из-за всех этих чудес люди могут вернуться к средневековому мистицизму, когда все верили в невидимых духов, обитающих всюду вокруг нас.

Середина века
(2030–2070 гг.)

Конец закона Мура

    Зададимся, однако, вопросом: как долго еще продлится компьютерная революция? Если закон Мура продержится еще лет пятьдесят, то компьютеры, скорее всего, намного превзойдут по возможностям человеческий мозг. Но к середине века возникнет другая динамика. Как сказал Джордж Харрисон, «все проходит». И е действие закона Мура должно прекратиться, а с ним — впечатляющий рост компьютерных мощностей, питавший последние полвека рост мировой экономики.
    Сегодня нам кажется естественным — и даже закономерным, — что возможности продуктов компьютерной отрасли растут практически на глазах. Именно поэтому мы каждый год покупаем новые модели, зная, что они почти в два раза мощнее прошлогодних. Но если закон Мура перестанет действовать и каждое следующее поколение компьютеров будет примерно таким же, как предыдущее, то зачем покупать новые компьютеры?
    И вообще, процессоры сейчас внедряются в самые разные предметы и приборы, и у многих людей просто не будет необходимости в домашнем компьютере. Последствия для экономики в целом могут быть поистине катастрофическими. Перестанут работать целые отрасли, миллионы людей могут потерять работу, в экономике возникнет неуправляемый хаос.
    В прошлом физики не раз указывали на неизбежный конец закона Мура, но промышленники традиционно отмахивались от наших предупреждений и говорили, что ученые, как мальчик из басни, все время кричат «Волк! Волк!». Крах закона Мура так часто предсказывали, говорили они, что мы уже ничему не верим.
    Но теперь все иначе.
    Два года назад я выступал перед сотрудниками Microsoft в штаб-квартире компании в Сиэтле, штат Вашингтон. Три тысячи лучших инженеров компании, собравшиеся в зале, ждали от меня откровений о будущем компьютеров и телекоммуникаций. В этой огромной аудитории я видел лица молодых инженеров-энтузиастов; именно эти люди создают программы, работающие потом в наших настольных и портативных компьютерах. В отношении закона Мура я сказал прямо: отрасли следует готовиться к этому краху. Лет десять назад мои слова, наверное, были бы встречены смехом и шутками. Но на этот раз я видел перед собой лишь серьезные лица и согласные кивки.
    Крах закона Мура — вопрос глобального значения; на кон здесь ставятся триллионы долларов. Но как в точности закончится действие этого закона и что именно его заменит, определят законы природы. Получается, что очень скоро ответы на чисто физические вопросы потрясут основы экономической структуры капитализма.
    Чтобы разобраться в этой ситуации, важно осознать, что всеми невероятными свершениями компьютерной революции мы обязаны нескольким физическим принципам. Во-первых, компьютеры считают с такой поразительной быстротой потому, что электрические сигналы движутся по проводам со скоростью, близкой к скорости света — абсолютному пределу для любой скорости во Вселенной. За секунду луч света способен семь раз обогнуть Землю или долететь до Луны. Кроме того, электроны несложно двигать, поскольку они не слишком прочно держатся в атоме (мы легко сдвигаем их с места, расчесывая волосы, проходя по ковру или стирая, — именно так накапливается статическое электричество). Сочетание не слишком прочных связей и молниеносной скорости позволяет нам стремительно посылать по проводам электрические сигналы, что, собственно, и породило электрическую революцию прошлого века.
    Во-вторых, количество информации, которую можно передать при помощи лазерного луча, практически ничем не ограничено. Световые волны колеблются во много раз быстрее звуковых и могут нести на себе гораздо больше информации, чем звук. (Представьте, к примеру, длинную натянутую веревку, по которой с одного конца пускают волны. Чем быстрее двигается этот конец, тем больше сигналов умещается на веревке. Поэтому количество информации, которую можно передать при помощи волны, тем больше, чем быстрее она колеблется, т. е. Чем больше ее частота.)
    Свет — это волна, у которой на одну секунду приходится примерно 1014 циклов (1014— это единица с четырнадцатью нулями). Для передачи одного бита информации (1 или 0) требуется много циклов. Это значит, что оптическое волокно может нести на одной частоте примерно 1011 бит информации. И это число можно еще увеличить, поместив в одно волокно несколько сигналов на разных частотах, а затем связав оптические волокна в единый кабель. Все это означает, что, увеличивая число каналов в кабеле, а затем и число кабелей, можно передавать информацию в почти неограниченных количествах.
    В-третьих — и это самое главное, — основой компьютерной революции является миниатюризация транзисторов. Транзистор — это ключ, или управляющий элемент, контролирующий поток электричества. Если сравнить электрический контур с водопроводом, то транзистор — это кран, управляющий потоком воды. Точно так же как простым поворотом ручки крана можно перекрыть сильный поток воды, небольшой электрический ток на управляющем входе транзистора может управлять гораздо более сильным током основной цепи и таким образом усиливаться.
    Сердце этой революции — компьютерный чип, электронная микросхема, где на кремниевой подложке размером с ноготь могут разместиться сотни миллионов транзисторов. Внутри любого современного компьютера есть микросхемы, транзисторы на которых можно разглядеть только в микроскоп. Эти невероятно крошечные транзисторы создаются примерно так же, как рисунки на футболках.
    Чтобы напечатать рисунок на тысячах футболок, сначала необходимо создать шаблон с контуром этого рисунка. Затем этот шаблон накладывают на футболку и брызгают сверху краской в виде спрея. Краска попадает на ткань только в тех местах, где на шаблоне имеются прорези. Затем шаблон убирают, и на футболке остается идеальная копия рисунка.
    Точно так же при производстве микросхем сначала изготавливается шаблон, содержащий сложные контуры миллионов транзисторов. Шаблон помещается на многослойную светочувствительную кремниевую пластину. Затем на шаблон и пластину направляют ультрафиолетовый луч; излучение проникает сквозь прорези в шаблоне и действует на кремниевую пластину.
    После этого подложку опускают в кислоту, вытравливая контуры схем и создавая хитрый рисунок миллионов транзисторов. Поскольку пластина состоит из множества проводящих и полупроводящих слоев, кислота проникает на разную глубину и вытравливает в ней различные формы; таким образом можно создавать невероятно сложные электронные схемы.
    Закон Мура так неустанно обеспечивал нам экспоненциальный рост мощности компьютеров, в частности, потому, что производители микросхем, отрабатывая технологию, постепенно уменьшали длину волны УФ-излучения, что позволяло им вытравливать на кремниевых пластинках все более и более крошечные транзисторы. Длину волны УФ-излучения можно довести до 10 нм (нанометр — это одна миллиардная часть метра), и самый маленький транзистор, который можно вытравить на подложке таким способом, будет около тридцати атомов в поперечнике.
    Но этот процесс не может продолжаться до бесконечности. В какой-то момент мы столкнемся с тем, что вытравить таким способом транзистор размером с один атом физически невозможно. Можно даже прикинуть, когда приблизительно рухнет закон Мура: в тот момент, когда дальнейшая миниатюризация потребует делать транзисторы размером с отдельный атом.
    Около 2020 г. или чуть позже закон Мура постепенно перестанет действовать; если не будет найдена новая технология, способная заменить нынешнюю и обеспечить дальнейший прогресс, Кремниевой долине грозит медленное превращение в очередной «ржавый пояс». Согласно законам природы со временем Кремниевая эра закончится и начнется Посткремниевая. Транзисторы станут такими маленькими, что на сцену выйдут квантовая теория или атомная физика — и электроны начнут уходить с проводников и просачиваться куда не положено.
    К примеру, представьте, что толщина тончайшего полупроводникового слоя в вашем компьютере достигнет пяти атомов. Этот момент, по законам природы в дело вступит квантовая теория. Принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что невозможно точно знать одновременно положение и скорость частицы. На первый взгляд такой принцип кажется непонятным, но на атомном уровне просто невозможно определить, где в точности находится электрон, а потому никак нельзя гарантировать, что он не выйдет за пределы ультратонкой проволоки или слоя; он непременно просочится оттуда наружу и вызовет короткое замыкание.
    Мы обсудим все это более подробно в главе 4, когда речь пойдет о нанотехнологиях. Пока же предположим, что физики нашли подходящую замену кремнию, но мощность компьютеров в новых условиях растет значительно медленнее, чем раньше. Скорее всего, экспоненциальный рост продолжится, но время удвоения мощности составит не 18 месяцев, а по крайней мере несколько лет.

Смешение реальностей

    К середине века все мы, скорее всего, будем жить в странном мире, представляющем собой смешение настоящей и виртуальной реальности. Контактные линзы или очки позволят человеку видеть перед собой не только реальный мир, но и наложенные на него виртуальные изображения. По крайней мере так считает Сусуму Тачи (Susumu Tachi) из японского Университета Кейо и многие другие ученые. Тачи разрабатывает особые очки, способные смешать фантазию и реальность. Его первая цель сделать так, чтобы вещи могли исчезать и появляться прямо на глазах.
    Я побывал у профессора Тачи и увидел некоторые из его замечательных экспериментов по смешению настоящей и виртуальной реальности. Одна из несложных демонстраций исчезновение объекта (по крайней мере в ваших очках). Сначала я надел специальный светло-коричневый плащ, который расправлялся вокруг меня парусом, стоило развести руки в стороны. Затем на плащ навели видеокамеру, а еще одну видеокамеру поставили снимать все за моей спиной, где по улице спокойно ехали автобусы и автомобили. Мгновением позже компьютер совместил два изображения и спроецировал на мой плащ, как на экран, происходящее позади меня. Стоило посмотреть сквозь специальную линзу, и мое тело исчезало, оставляя лишь изображения машин и автобусов. Поскольку моя голова не была прикрыта плащом, выглядело все так, будто голова одна парила в воздухе без тела, как у Гарри Поттера в плаще-невидимке.
    Затем профессор Тачи показал мне совершенно особые очки. Надев их, я получил возможность видеть перед собой реальные объекты, но мог при желании заставить их исчезнуть. Это не настоящая невидимость, и работает она только для человека в специальных очках, которые накладывают два изображения. Однако это часть амбициозной программы профессора Тачи, которую иногда называют «дополненной реальностью».
    К середине века все мы будем жить в настоящем, полностью функционирующем кибермире, в котором объекты мира реального смешаны с компьютерными изображениями. В связи с этим резко изменятся, вероятно, представление человека о рабочем месте, торговля, развлечения и образ жизни. Дополненная реальность повлияет и на рынок. Первым коммерческим приложением как раз и станет возможность делать реальные объекты невидимыми или, наоборот, делать невидимое видимым.
    К примеру, если вы пилот или водитель, вы сможете видеть одновременно на 360° вокруг себя; мало того, вы будете видеть то, что находится у вас под ногами, поскольку очки или линзы позволят взгляду проникать сквозь стены самолета или автомобиля. Исчезнут «слепые» зоны, из-за которых происходит так много аварий и гибнут люди. Во время воздушного боя пилот будет видеть вражеские самолеты, где бы они ни находились, даже под собой, как если бы его самолет был полностью прозрачен. Водители тоже будут видеть всю обстановку вокруг, поскольку крошечные камеры подадут на их контактные линзы полное панорамное изображение.
    Это пригодится и астронавтам, работающим на наружной поверхности космического корабля; они смогут видеть сквозь стены, перегородки и корпус своего корабля. В какой-то момент такая технология может оказаться спасительной. Если вы занимаетесь ремонтом подземных коммуникаций, прибор покажет вам, как в точности соединяются все эти провода, трубы, краны и переключатели. Это может оказаться жизненно важным в случае взрыва газа или прорыва трубы с паром, когда скрытые в стенах трубы необходимо быстро отремонтировать или переключить.
    Если вы геолог, вы сможете видеть сквозь толщу земли подземные запасы воды или нефти. Снимки исследуемой территории в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, сделанные со спутников и самолетов, компьютер обработает и подаст на ваши линзы вместе с трехмерным анализом площадки и всего, что скрыто под ее поверхностью. Проходя по безжизненному ландшафту, в линзах вы будете «видеть» залежи ценных минералов.
    Вы сможете не только делать реальные объекты невидимыми, но и наоборот — «проявлять» и делать видимым невидимое.
    Если вы архитектор, вы сможете, не выходя из пустой комнаты, «увидеть» перед собой трехмерное изображение проектируемого здания. Вы сможете «пройтись» по его внутренним помещениям, и ваши чертежи «оживут». Дизайнер, пройдя по пустым комнатам, сможет увидеть только еще задуманные интерьеры с мебелью, коврами и украшениями на стенах; То же сможет сделать и заказчик проекта. Такая экскурсия поможет, прежде чем воплощать проект, визуализировать его и убедиться, что он полностью соответствует его пожеланиям.
    Просто взмахнув руками, дизайнер сможет создавать новые комнаты, стены и мебель. В дополненной реальности каждый станет волшебником; взмахни палочкой — и сотвори все что твоей душе угодно.

Дополненная реальность: революция в туризме, искусстве, шопинге и войне

    Вы видите, что дополненная реальность потенциально может оказать и на торговую, и на производственную сферу огромное влияние. При помощи дополненной реальности можно облегчить выполнение и улучшить результат буквально любой работы. К тому же эта технология невероятным образом обогатит нашу жизнь, развлечения и вообще человеческое общество.
    К примеру, в музее можно будет переходить от экспоната к экспонату под руководством виртуального гида, который подробно расскажет вам о самых интересных объектах; этот же «гид» при помощи контактной линзы дополнит экспонаты в витринах интересными видеороликами и другими материалами. Вам покажут полную реконструкцию зданий и памятников во всем их величии, а заодно позабавят историческими анекдотами. Римскую империю, к примеру, вы «увидите» не в виде сломанных колонн и заросших сорняками развалин, а как будто возрожденную; сможете побродить по форуму, услышите комментарии специалистов, получите любую информацию.
    Ученые Пекинского технологического института уже делают первые шаги в этом направлении. Они воссоздали в киберпространстве легендарный Юаньминюань — Сад совершенной ясности, уничтоженный франко-британскими войсками во время Второй опиумной войны 1860 г. До наших дней от этого знаменитого ансамбля остались одни руины. Но если вы посмотрите на развалины со специальной платформы, вы увидите перед собой сад во всем его великолепии. В будущем такие зрелища станут привычными.
    Еще более продвинутую систему — пешую экскурсию по швейцарскому городу Базелю — создал изобретатель Николас Некке (Nikolas Neecke). Вы надеваете специальные очки и гуляете по улочкам древнего города; при этом одновременно с реальным изображением вы видите трехмерные изображен древних здании и даже людей. Турист вполне может вообразить себя путешественником во времени. Компьютер сам определяет ваше местонахождение и показывает вам через очки картины древних времен, как будто вы перенеслись в Средневековье. Сегодня для того, чтобы эта система работала, вам придется надеть большие очки и нести на себе тяжелый рюкзак с GPS-оборудованием и компьютерами. Завтра все это свободно уместится в контактных линзах.
    Если в чужой стране вам доведется водить машину, то в контактной линзе все приборы и надписи на панели управления вы будете видеть на своем, а не на местном языке, так что вам не придется опускать взгляд, чтобы что-то увидеть. Вы будете видеть и дорожные знаки, и, если захотите, описания близлежащих объектов, таких как туристические достопримечательности. Перевод дорожных знаков и объявлений также не составит труда.
    Турист, путешествующий пешком, сможет в любой момент узнать не только свое положение в чужой стране, но и названия всех местных растений и животных, сможет взглянуть на карту и узнать прогноз погоды. Увидит он и тропинки, скрытые растительностью, и места стоянок.
    Человек, занятый поисками подходящего жилья, проходя или проезжая в машине по улице, увидит окрест дома и квартиры, выставленные на продажу или сдающиеся внаем. Его линза покажет стоимость квартиры или дома, наличие удобств и т. п.
    Взглянув на ночное небо, вы увидите не только звезды и созвездия, но и границы между ними, как в планетарии, и названия звезд — и все это на фоне настоящего неба. Вы увидите, где находятся на небе галактики, далекие черные дыры и другие интересные астрономические объекты, сможете скачать лекции на заинтересовавшую тему.
    Дополненная реальность не только даст вам возможность видеть сквозь непрозрачные объекты и посещать экзотические места; она придет на помощь, если вам срочно потребуется какая-то специализированная информация.
    К примеру, если вы актер, музыкант или еще кто-то, кому приходится заучивать наизусть большие объемы информации в будущем вы будете видеть перед собой все необходимый текст, ноты, программу, хронометраж спектакля и т. п. Вам не потребуются ни телесуфлер, ни карточки-шпаргалки, ни бумажные ноты, ни специальные пометки с напоминаниями Вам вообще не придется больше ничего заучивать наизусть.
    Вот еще несколько примеров.

    •Если вы студент и пропустили лекцию, вы сможете скачать и просмотреть лекции виртуальных профессоров по любому предмету. Технология дистанционного присутствия сделает так, что образ реального профессора появится перед вами и ответит на все ваши вопросы. Вы также сможете увидеть в своей линзе демонстрацию различных экспериментов, видео и т. п.
    •Если вы солдат в поле, специальные очки или шлем обеспечат вас самой последней информацией, картами, схемами расположения частей противника и направлений вражеского огня, последними приказами и инструкциями командования и т. п. Во время перестрелки, когда вокруг свистят пули, вы сможете видеть позиции противника сквозь препятствия и детали рельефа, поскольку беспилотные самолеты-разведчики сверху рассмотрят и зарегистрируют их.
    •Если вы хирург, занятый тонкой и срочной операцией, вы сможете видеть пациента насквозь (при помощи портативного MPT-аппарата и датчиков, запущенных внутрь его тела). Кроме того, вы сможете в любой момент просмотреть справочные материалы, медицинские записи и видеозаписи предыдущих операций.
    •Играя в видеоигру, вы сможете при помощи своей контактной линзы погрузиться в киберпространство. Находясь в пустой комнате, вы будете видеть идеальные трехмерные изображения всех своих друзей и путешествовать по какой-то незнакомой местности, готовясь к схватке с воображаемыми инопланетянами. Вы будете ощущать себя на поле боя чужой планеты, где вокруг вас и ваших товарищей по оружию сверкают боевые лучи инопланетного оружия.
    •Если вам захочется уточнить какие-то спортивные данные или статистику выступлений определенного спортсмена, информация мгновенно появится на вашей контактной линзе.

    Это означает, что человеку уже не будут нужны ни сотовый телефон, ни часы, комнатные или наручные, ни МРЗ-плеер. Все иконки различных гаджетов, которыми вы прежде пользовались, отобразятся на вашей линзе, и компьютер обеспечит вам доступ к этим приборам в любое время. Таким образом можно будет звонить по телефону, посещать музыкальные сайты и т. п. Дополненная реальность возьмет на себя функции большей части домашней техники.
    Среди ученых, раздвигающих рамки дополненной реальности, можно назвать Пэтти Маес (Pattie Maes) из медиалаборатории MIT. Вместо того чтобы использовать особые контактные линзы или очки, она планирует проецировать экран компьютера на обычные объекты окружающего мира. Ее проект под названием SixthSense («Шестое чувство») предусматривает ношение крохотной камеры и проектора на шее в виде своеобразного медальона, способного проецировать изображение компьютерного экрана на любой подходящий предмет, к примеру на стол или стену. Нажатие воображаемых клавиш позволит активировать компьютер, в точности как если бы вы печатали на настоящей клавиатуре. А поскольку экран компьютера можно спроецировать на любую ровную и твердую поверхность, одновременно в такие экраны можно будет превратить сотни самых разных предметов.
    Кроме того, человек, пользующийся этой системой, надевает на пальцы особые пластиковые наперстки. Движения пальцев становятся командами, результат выполнения которых появляется на импровизированном экране. К примеру, вы сможете рисовать на экране движениями пальцев; сможете пользоваться пальцами вместо мышки и управлять движением курсора. А стоит сложить пальцы обеих рук «домиком», активируется цифровая камера, и вы сможете заснять все что захотите.
    Это означает также, что во время похода по магазинам ваш компьютер будет сканировать продукты, считывать информацию с упаковки и выдавать вам ее в удобном виде: это может быть полный состав продукта, калорийность (т. е. все, что написано на упаковке даже самым мелким шрифтом), а также отзывы других потребителей. А поскольку соответствующие микросхемы будут стоить дешевле, чем наклейки со штрихкодами, каждый коммерческий продукт будет снабжен собственной разумной биркой, которую сможет без труда прочесть ваш компьютер.
    Еще одним приложением дополненной реальности может стать рентгеновское зрение, очень похожее на то, которым обладал Супермен в комиксах. Ученые предполагают использовать здесь процесс, известный как обратное рассеяние рентгеновских лучей. Если получится, то при помощи очков или контактных линз, чувствительных к рентгеновскому излучению, вы, подобно героям комиксов, сможете видеть сквозь стены и другие непрозрачные объекты. Каждый ребенок, впервые познакомившись с комиксами про Супермена, мечтает стать «быстрее выпущенной пули и сильнее локомотива». Тысячи детей кутаются в плащи, прыгают с подоконников, пытаясь взлететь, и приписывают себе возможность видеть сквозь стены. Тем не менее рентгеновское зрение — не плод воображения, оно вполне может стать реальностью.
    Конечно, использование обычных рентгеновских лучей вызвало бы множество проблем. Во-первых, чтобы получить изображение, вам надо поместить позади объекта специальную пленку, облучить его, а затем эту пленку проявить. Однако обратное рассеяние позволяет решить эту проблему. Рентгеновские лучи испускаются специальным слабым источником и наполняют всю комнату; они отражаются от стен и пронизывают интересующие вас объекты с обратной стороны. Ваши очки воспринимают именно эти отраженные лучи, прошедшие сквозь объект. Изображение в них по качеству может быть ничуть не хуже, чем подобные рисунки в комиксах. (А увеличение чувствительности очков поможет снизить интенсивность рентгеновского излучения и, соответственно, минимизировать риск для здоровья.)

Универсальные переводчики

    В фильмах «Звездный путь» и «Звездные войны», как, впрочем, практически во всех научно-фантастических фильмах, все инопланетяне прекрасно говорят по-английски[4]. В любом таком фильме существует штука под названием «универсальный переводчик», позволяющая землянам мгновенно найти общий язык с любой инопланетной цивилизацией и избавляющая от необходимости объясняться с инопланетянами при помощи жестов.
    Когда-то считалось, что универсальный переводчик — совершенно нереалистичная футуристическая идея, но первые варианты подобных приборов уже созданы. Это означает, что в будущем, если вы окажетесь в чужой стране и заговорите там с местными жителями, в ваших контактных линзах появятся субтитры, как если бы вы смотрели иностранный фильм. Вы также сможете попросить компьютер озвучить перевод и подать его непосредственно вам в уши. Два человека смогут беседовать между собой, причем каждый из них будет говорить на своем языке, а слова собеседника слышать в компьютерном переводе (если у обоих будет включен универсальный переводчик). Перевод, конечно, не будет идеальным (никуда не денутся проблемы с переводом идиом, сленга и образных выражений), но для понимания смысла сказанного его будет вполне достаточно.
    К решению проблемы универсального перевода существует несколько подходов. Во-первых, необходимо создать устройство, которое могло бы преобразовывать устную речь в письменный текст. В середине 1990-х гг. на рынке появились первые системы распознавания речи, способные понимать до 40 000 слов с 95 %-ной точностью. Если учесть, что в обычной бытовой речи используется всего лишь от 500 до 1000 слов, можно понять, что эти системы для своего времени были более чем адекватными. После того как запись с голоса готова, каждое слово следует перевести на нужный язык при помощи компьютерного словаря. Затем приходит черед самого сложного: вставить слова в контекст, при необходимости добавить сленг, разговорные выражения и т. п. Все это требует очень точного понимания языковых нюансов. Компьютерный перевод по этой технологии — целая наука, известная как CAT (computer assisted translation).
    Другой способ предложили ученые Университета Карнеги-Меллон в Питтсбурге. У них уже есть прототип, способный переводить с китайского на английский, а с английского на испанский или немецкий. Электроды, закрепленные на шее и лице говорящего, улавливают сокращения речевых мышц и расшифровывают по ним произнесенные слова. Здесь не нужен микрофон и вообще никакая аудиотехника, а слова можно проговаривать даже беззвучно. Затем компьютер переводит слова, а синтезатор речи произносит их вслух. В простых разговорах, где используется 100–200 слов, ученым удалось достичь 80 %-ной точности.
    «Идея состоит в том, что вы можете беззвучно артикулировать слова на английском, а звучать они будут на китайском или другом языке», — говорит Таня Шульц (Tanja Schultz), участник исследований. В будущем компьютер, возможно, научится читать по губам, так что и электроды не будут нужны. И можно себе представить, в принципе, оживленную беседу двух людей, говорящих на разных языках.
    В будущем языковые барьеры, так долго и трагично не позволявшие представителям разных культур понять друг друга[5], возможно, падут, и поспособствуют этому универсальный переводчик и интернет-очки (или линзы).
    Итак, дополненная реальность открывает перед нами совершенно новый мир, но в этом мире существуют свои ограничения. Проблемы не связаны с техникой, а возможности расширенной реальности не ограничены пропускной способностью канала — ведь по оптико-волоконному кабелю можно передать сколько угодно информации.
    Настоящий камень преткновения здесь — программное обеспечение. Создавать его можно только старым добрым способом — вручную. Все коды, строчку за строчкой, должен будет написать человек карандашом на бумаге или в крайнем случае на портативном компьютере; только так можно будет пробудить к жизни эти воображаемые миры. Технику можно производить в любых количествах, да и вычислительные мощности увеличивать тоже (добавляешь новые чипы — и готово!), а вот массовое производство мозгов невозможно. Это означает, что путь человечества к полномасштабной дополненной реальности будет нелегким и займет несколько десятилетий.

Голограммы и трехмерные образы

    К середине века мы, вероятно, увидим еще одно техническое новшество — настоящее трехмерное кино и телевидение. Когда-то давно, в 1950-х гг., при просмотре трехмерного фильма вы должны были надеть неуклюжие очки с разноцветными стеклами — красным и синим. Дело в том, что человеческие глаза, правый и левый, видят чуть-чуть по-разному. На экран проецируется сразу два изображения, одно синее и одно красное. Стекла служат фильтрами, и в результате в левый и правый глаз поступает немножко разное изображение; мозг смешивает их, и возникает иллюзия объема. Восприятие глубины изображения, таким образом, создавалось искусственно. (Чем дальше друг от друга расположены глаза, тем лучше воспринимается глубина изображения. Именно поэтому у некоторых животных глаза находятся на конце гибких стебельков: так объем воспринимается лучше всего.)
    Определенный прогресс обеспечивают 3D-очки из поляризованного стекла, благодаря которым левый и правый глаз получают два разных поляризованных изображения. Таким способом можно создавать полноцветные, а не красно-синие, объемные изображения. Свет — это волна, и колебания в нем могут происходить в разных плоскостях — к примеру, в вертикальной и горизонтальной. Поляризованная линза пропускает только световые колебания определенной направленности. Так что если стекла ваших очков поляризованы в разных направлениях, вы можете создать эффект трехмерности изображения. В более сложном варианте трехмерности можно подавать разные изображения прямо на контактные линзы.
    Трехмерное телевидение, которое также нужно смотреть в очках, уже появилось на рынке. Очень скоро, однако, необходимость в очках исчезнет, их сменят двояковыпуклые линзы. Телеэкран будет специально изготавливаться таким образом, чтобы выдавать для глаз два различных изображения чуть-чуть под разными углами. Каждый глаз зрителя будет видеть свое изображение, а вместе они создадут иллюзию трехмерности. У этой системы есть свои недостатки: голова должна быть правильно расположена; каждый глаз должен находиться в предназначенной именно для него точке. (Принцип действия такого телевидения основан на хорошо известной оптической иллюзии. Иногда встречаются рекламные щиты, изображения на которых волшебным образом меняются, по мере того как мы движемся вдоль них. Делается это так. Два изображения раскладываются на множество тонких полосок, которые затем кладутся вперемешку, составляя композитное изображение. Затем это изображение накрывается своеобразной линзой — стеклянным листом с множеством вертикальных пазов, причем каждый паз размещается точно над двумя полосками. Пазы имеют такую форму, чтобы под одним углом видна была одна полоска, а под другим — другая. Поэтому, проходя мимо такой картины, мы видим, как одно изображение внезапно превращается в другое, а затем обратно. Трехмерное телевидение заменит неподвижные изображения в этой системе движущимися, и 3D-эффект будет достигаться без применения специальных очков.)
    Но самый продвинутый вариант трехмерного изображения — это голограмма. Без всяких очков человек видит точный волновой фронт трехмерного изображения, как если бы изображенный объект в реальности находился перед вами. Голограммы известны уже несколько десятилетий (их можно увидеть на выставках, открытках и кредитных карточках) и нередко мелькают в фантастических фильмах. В «Звездных войнах» завязкой сюжета служит голографический призыв о помощи, посланный принцессой Леей членам Повстанческого альянса.
    Проблема в том, что голограмму очень трудно изготовить.
    При создании голограммы лазерный луч расщепляется на два. Один луч направляется на объект, изображение которого вы хотите получить, затем отражается и попадает на специальный экран. Второй луч направляется непосредственно на экран. Смешение двух этих лучей создает на экране сложную интерференционную картину, содержащую «застывшее» трехмерное изображение объекта; это изображение закрепляется на специальной пленке, покрывающей экран. Затем, если сквозь экран пропустить другой лазерный луч, в пространстве появится настоящее трехмерное изображение объекта.
    Голографическое телевидение — довольно своеобразная вещь. Во-первых, изображение все равно должно проецироваться на экран. Сидя перед экраном, вы будете видеть точное трехмерное изображение объекта; при этом вы, естественно, не сможете протянуть руку и прикоснуться к нему. Трехмерное изображение останется лишь иллюзией.
    Это означает, что при просмотре футбольного матча по голографическому телевизору движение зрителя перед экраном вызывает соответствующее изменение изображения. Вы можете наблюдать за матчем едва ли не с середины поля, игроки будут бегать прямо перед вами. Но потянувшись за мячом, вы упретесь руками в экран.
    Однако настоящую техническую проблему, из-за которой у нас до сих пор нет голографического телевидения, представляет хранение информации. Настоящее трехмерное изображение содержит громадное количество информации, во много раз больше, чем обычное двумерное. Компьютер непрерывно обрабатывает двумерные изображения; они разбиты на крохотные точки — пиксели, и изображением каждого пикселя управляет крохотный транзистор. Но в трехмерном кино кадры должны сменяться с частотой 30 штук в секунду[6]. Несложный расчет показывает, что количество информации, необходимой для генерации движущихся трехмерных изображений, намного превосходит возможности сегодняшнего Интернета.
    К середине века эта проблема, возможно, будет решена, ведь ширина интернет-канала растет экспоненциально.
    Но на что будет похож трехмерный телевизор?
    Один из вариантов — это экран в форме цилиндра или купола, внутри которого размещается зритель. На экран проецируется голографическое изображение, и зритель оказывается в окружении объемных фигур, очень похожих на реальные.

Далекое будущее
(2070–2100 гг.)

Первенство духа над материей

    К концу этого столетия мы научимся управлять компьютерами при помощи мысленных команд. У нас, как у греческих богов, будут исполняться даже невысказанные желания. Основы этой технологии уже заложены, но ее доводка и совершенствование могут занять еще не одно десятилетие. Эта революция состоит из двух частей. Во-первых, мозг должен научиться управлять объектами внешнего мира, и, во-вторых, компьютер должен научиться угадывать (и выполнять) желания хозяина.
    Первое серьезное достижение в этой области относится к 1998 г., когда ученые Университета Эмори и немецкого Университета Тюбингена поместили крошечный стеклянный электрод непосредственно в мозг парализованного после инсульта 56-летнего мужчины. Электрод был соединен с компьютером, который анализировал получаемые от мозга сигналы. Мужчина видел изображение курсора на экране компьютера и, используя искусственно созданную биологическую обратную связь, научился мысленно управлять движением курсора. Так впервые был осуществлен непосредственный контакт между человеческим мозгом и компьютером.
    Самую продвинутую версию этой технологии создал в Университете Брауна нейробиолог Джон Донохью (John Donoghue). Он разработал устройство под названием BrainGate, призванное помочь людям, пострадавшим от мозговых травм, общаться с окружающим миром. Работа произвела настоящую сенсацию, а ее автор в 2006 г. даже попал на обложку журнала Nature.
    Донохью рассказал мне, что мечтает при помощи своего прибора поставить всю мощь информационной революции на службу людям, пострадавшим от мозговой травмы, и тем самым полностью пересмотреть отношение к ним. Этот прибор уже изменил к лучшему жизнь его пациентов, и Донохью с полным основанием надеется, что ему удастся еще улучшить свою технологию. У него есть и личный интерес к этим исследованиям — в детстве из-за болезни он был некоторое время прикован к инвалидному креслу и потому знает, что такое беспомощность.
    Среди его пациентов — жертвы инсульта, люди, которые полностью парализованы и не могут общаться с близкими, но чей мозг по-прежнему активен. Донохью помещает крохотный чип размером 4 мм на поверхность мозга пациента в зоне, отвечающей за двигательную функцию. Чип подключают к компьютеру, который принимает с него сигналы, обрабатывает их и передает по беспроводной связи на лэптоп.
    Поначалу пациент не может управлять положением курсора, но видит, где он находится и куда движется. Методом проб и ошибок пациент учится контролировать курсор и, как правило, уже через несколько часов может подвести его к любому месту на экране. После некоторой практики пациент получает возможность пользоваться электронной почтой (читать и писать письма), а также играть в видеоигры. В принципе, парализованный человек получает возможность выполнять любые действия, которыми может управлять компьютер.
    Вначале у Донохью было четыре пациента: двое с травмой позвоночника, один после инсульта и еще один с боковым амиотрофическим склерозом. Один из них, полностью парализованный ниже шеи молодой человек сумел освоить управление курсором всего за день. Сейчас он может управлять телевизором, перемещать курсор на экране компьютера, играть в видеоигру и читать электронную почту. Кроме того, пациенты в состоянии управлять моторизованным креслом и, соответственно, передвигаться.
    Если говорить о столь кратком временном промежутке, то перемены, которые произошли с этими людьми, нельзя назвать иначе как волшебными. Еще вчера они были бессловесными пленниками собственного тела, а сегодня уже гуляют по Сети и беседуют с людьми по всему миру.
    (Мне довелось однажды присутствовать в нью-йоркском Линкольн-центре на праздничном приеме в честь великого космолога Стивена Хокинга. Очень тяжело видеть, как страдает этот человек. Он не может двигать ничем, кроме нескольких лицевых мускулов и век, и медсестрам приходится не только водить по залу его кресло, но и поддерживать его голову, которую мышцы уже не держат. Изложение даже самых простых мыслей при помощи голосового синтезатора требует от Хокинга часов и даже дней мучительных усилий. Я сразу вспомнил о приборе Донохью и подумал, что Хокингу, наверное, еще не поздно воспользоваться преимуществами технологии BrainGate. И тут же ко мне подошел поздороваться сам Джон Донохью, тоже присутствовавший в зале. Так что, возможно, BrainGate был бы для Хокинга наилучшим вариантом.)
    Другая группа ученых из Университета Дьюка добилась аналогичных результатов в опытах с обезьянами. Мигель Николелис (Miguel A. L. Nikolelis) и его группа вживили чип в мозг обезьяны и подключили его к механической руке — манипулятору. Поначалу обезьяна беспорядочно размахивает рукой, не понимая, как ею управлять. Но затем, после некоторой практики, она постепенно осваивает управление и начинает медленно двигать манипулятор в нужном направлении — к примеру, чтобы взять банан. Обезьяна двигает механической рукой инстинктивно, не думая, как своей собственной. «Некоторые физиологические признаки указывают на то, что во время эксперимента обезьяна ощущает себя связанной больше с роботом, чем с собственным телом», — говорит Николелис.
    Это означает также, что когда-нибудь мы сможем управлять самыми разными машинами при помощи мысленных команд. Не исключено, что парализованные люди смогут таким образом управлять механическими ногами и руками. Представьте, к примеру, что ученым удастся подсоединить механические руки и ноги к головному мозгу напрямую, минуя спинной мозг; пациент снова сможет ходить. Возможно, это будут первые шаги к мысленному управлению миром.

Чтение мыслей

    Если при помощи мысленных усилий можно управлять компьютером или манипулятором, то сможет ли когда-нибудь компьютер читать мысли человека без вживления в мозг электродов?
    Еще в 1875 г. ученые выяснили, что в основе работы мозга нежит прохождение электрического тока по нейронам мозга; при этом возникают слабые электрические сигналы, которые можно даже измерить, если разместить вокруг головы испытуемого несколько электродов. Проанализировав сигналы с электродов, можно записать излучаемые мозгом электромагнитные волны. Этот процесс носит название электроэнцефалографии (ЭЭГ) и позволяет регистрировать серьезные изменения мозговой деятельности: можно понять, когда человек спит, заметить изменения в его настроении — возбуждение, гнев и т. п. Результат обработки ЭЭГ и врач, и пациент могут видеть на экране компьютера. Через некоторое время пациент понимает, что может силой мысли изменять картинку на экране. Нильс Бирбаумер (Neils Birbaumer) из Университета Тюбингена уже разработал методику, при помощи которой обучает частично парализованных людей набирать на компьютере таким способом простые предложения.
    Даже производители игрушек спешат воспользоваться наработками ученых в этой области. Так, уже несколько компаний, в том числе NeuroSky, выпустили на рынок головную повязку со встроенным в нее электродом по типу аппаратов ЭЭГ. Если вы наденете эту повязку на голову и определенным образом сосредоточитесь, вы сможете активировать прибор и с его помощью управлять какой-нибудь игрушкой. К примеру, можно силой мысли поднимать пластмассовый шарик для пинг-понга в прозрачном цилиндре.
    Преимущество аппарата ЭЭГ в том, что он может быстро, без сложного и дорогого оборудования распознавать различные частоты, излучаемые мозгом. Но есть и серьезный недостаток: ЭЭГ не может локализовывать сигналы, т. е. определять, в какой именно зоне мозга они возникают.
    Функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ) — гораздо более чувствительный метод. Принципы Действия ЭЭГ и ФМРТ принципиально различны. Электроэнцефалограф — это пассивное устройство, которое лишь воспринимает электрические сигналы мозга, и определить по ним точное местоположение источника затруднительно. Аппарат ФМРТ активен — он использует «эхо» от излучаемых им радиоволн, чтобы заглянуть внутрь живой ткани. Это позволяет точно определить место, откуда исходят различные сигналы, и получить очень наглядное трехмерное изображение тканей мозга, в том числе его внутренних участков.
    Аппарат ФМРТ — дорогое удовольствие, для его работы требуется целая лаборатория, полная дополнительного оборудования, но результат того стоит. Мы получаем подробную информацию о том, как работает думающий мозг. Томография позволяет ученым выявить присутствие кислорода в гемоглобине, а поскольку кислород в гемоглобине — это энергия, необходимая клетке для работы, увидеть воочию ток кислорода означает проследить за течением мыслей в человеческом мозге.
    Психиатр из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе Джошуа Фридман (Joshua Freedman) говорит: «Мы сейчас как астрономы в XVI в. после изобретения телескопа[7]. На протяжении тысяч лет очень умные люди пытались разобраться в том, что происходит в небесах, но смотрели только невооруженным глазом, а об остальном могли лишь догадываться. Затем вдруг появляется новая технология, которая позволяет им непосредственно разглядеть все, что там есть».
    Функциональная магнитно-резонансная томография позволяет видеть движение мыслей в живом мозге с разрешением 0, 1 мм, т. е. меньше булавочной головки; в такую точку укладывается, пожалуй, несколько тысяч нейронов. Таким образом, томограф с поразительной точностью выдает трехмерную картину потоков энергии в работающем мозге. Со временем, возможно, появятся аппараты ФМРТ, способные разглядеть отдельный нейрон, а значит, расшифровать нейронные схемы, соответствующие конкретным мыслям.
    Недавно Кендрик Кей (Kendrick Kay) и его коллеги из Университета Калифорнии в Беркли совершили настоящий прорыв. Они исследовали функциональную томограмму мозга людей в то время, как они смотрели на изображения различных объектов: еды, животных, людей, обычных предметов разных цветов. Кей и его коллеги создали компьютерную программу, которая пыталась соотнести объекты, на которые смотрели испытуемые, с соответствующими рисунками томограммы. Чем больше различных объектов разглядывали испытуемые, тем лучше удавалось программе идентифицировать их по томограмме.
    Затем исследователи показывали испытуемым изображение совершенно нового объекта; интересно, что во многих случаях программа смогла корректно соотнести этот объект с соответствующей картиной ФМРТ. Получив 120 изображений новых объектов, компьютерная программа в 90 % случаев корректно соотнесла их с томограммами. Из 1000 новых изображений программа успешно опознала 80 %.
    Кей говорит, что «возможно выбрать из большого набора совершенно незнакомых естественных изображений то, на которое в данный момент смотрит испытуемый… Не исключено, что скоро можно будет реконструировать картину перед глазами испытуемого по одним только данным о работе его мозга».
    Цель этих исследований — создать «словарь мыслей» и поставить в соответствие каждому объекту конкретный ФМРТ-паттерн. Тогда по паттерну можно будет определить, о чем человек думает. Не исключено, что со временем компьютер научится получать от мыслящего мозга и расшифровывать тысячи ФМРТ-паттернов, получая представление о потоке сознания данного человека.

Сфотографировать мечту

    Проблема этой технологии, однако, заключается в том, что, даже если вы сможете с ее помощью определить, что человек думает о собаке, образ конкретной собаки, о которой он думает, вы получить не сможете. В настоящее время возникло новое направление исследований, которое в случае успеха позволит реконструировать изображение мыслеобразов. Представляете — видеофильм человеческих мыслей! Если так пойдет, в будущем можно будет сделать вполне материальную видеозапись мечты.
    С незапамятных времен человека удивляли и притягивали сны — эфемерные образы, которые иногда так трудно вспомнить или понять. Голливуд давно придумал машины, способные посылать сновидения в мозг человека или даже записывать те, что возникают естественно, как в фильме «Вспомнить все». Все это, однако, чистая выдумка. Точнее, было таковой до недавнего времени.
    Ученые добились замечательного прогресса в решении задачи, которая прежде считалась нерешаемой: сфотографировать воспоминание и, может быть, сон. Первые шаги в этом направлении сделали ученые Лаборатории вычислительной неврологии в Киото. В ходе эксперимента они показывали испытуемым точечный источник света в определенном месте, а затем по функциональной томограмме определяли, где в мозгу откладывается эта информация. Затем источник сдвигали и определяли, куда легла информация об этом новом изображении. Постепенно возникала карта с указанием точного места хранения информации о нескольких десятках световых точек. Для начала ученые взяли матрицу 10х10 точек.
    После этого испытуемому показали изображение простого объекта, составленного из этих точек, к примеру подковы. Компьютер проанализировал, как легла в мозгу эта информация. Выяснилось, что возникший в мозгу паттерн полностью соответствует сумме точек, составляющих подкову.
    Таким образом, ученые получили возможность определять, что «видит» мозг. По томограмме компьютер может восстановить любой световой паттерн в пределах матрицы 10х10.
    В будущем ученые рассчитывают увеличить количество пикселей в матрице. Более того, они утверждают, что этот процесс универсален, т. е. что визуальную мысль или даже сновидение можно, по идее, однозначно восстановить при помощи аппарата ФМРТ. Если это действительно так, то когда-нибудь ученые смогут — впервые в истории — записать образы, которые мы видим во сне.
    Конечно, мысленные визуальные образы, и тем более сновидения, никогда не бывают кристально четкими, и определенная нерезкость изображения всегда останется, но замечателен сам факт: мы сможем увидеть образы, которыми мыслим, и даже заглянуть глубоко в подсознание.

Этично ли чтение мыслей?

    Здесь возникает серьезная проблема. Что произойдет, если мы научимся без труда читать чужие мысли? Нобелевский лауреат Дэвид Балтимор (David Baltimore), бывший президент Калифорнийского технологического института, очень обеспокоен этим вопросом. Он пишет: «Можем ли мы вторгаться в чужие мысли?.. Я не думаю, что это чистая фантастика, но чтение мыслей превратит этот мир в чертовски неуютное место. Представьте, как будут выглядеть ухаживания, если мысли перестанут быть тайной, или во что превратятся деловые переговоры».
    В большинстве случаев, рассуждает Балтимор, чтение мыслей заставит кое-кого смутиться, но не приведет к катастрофическим последствиям. Он пишет: «Говорят, что если остановить лекцию какого-нибудь профессора на полуслове… то окажется, что значительная доля [студентов] погружена в эротические фантазии».
    Но может быть, чтение мыслей и не вызовет таких серьезных проблем, ведь наши мысли зачастую очень слабо оформлены. Не исключено, что когда-нибудь мы научимся фотографировать мечты и сновидения, но качество картинок, скорее всего, нас разочарует. Много лет назад я читал фантастический рассказ, где некий дух сказал человеку, что тот может получить все, что сумеет вообразить. Человек начал воображать всевозможные предметы роскоши — лимузины, миллионы долларов наличными, старинный замок. Дух, верный своему слову, материализовал все это. Но, внимательно присмотревшись, человек был потрясен: у лимузина не оказалось ни дверных ручек, ни двигателя, лица на долларовых купюрах расплылись, а замок был абсолютно пуст. В спешке он забыл о том, что образы вещей существуют в нашем воображении лишь в самых общих чертах.
    Более того, мысли вряд ли удастся читать на расстоянии. Все методы, опробованные на данный момент (в том числе ЭЭГ, ФМРТ и наложение электродов непосредственно на мозг), требуют тесного контакта с объектом.
    И все же когда-нибудь, вполне возможно, будут приняты законы, строго ограничивающие неавторизованное чтение мыслей. А может быть, появятся приборы, способные наши мысли защитить — заглушить, заблокировать или зашифровать исходящие из мозга электрические сигналы.
    До настоящего чтения мыслей еще очень далеко. Но в самом крайнем случае даже обычный ФМРТ-аппарат может выступить в роли примитивного детектора лжи. Ложь «зажигает» в мозгу больше центров активности, чем правда. Ложь предполагает, что вы знаете правду, но думаете о лжи и пытаетесь удержать в голове все ее бесконечные следствия; энергии на это тратится значительно больше, чем на то, чтобы сказать правду. Аппарат ФМРТ, по идее, должен без труда засечь дополнительный расход энергии. В настоящее время ученое сообщество не спешит выпускать в мир детекторы лжи на базе ФМРТ и особенно опасается использования их в суде. Технология еще слишком нова, чтобы гарантировать достоверность результатов. Сторонники метода говорят, что необходимы дальнейшие исследования и повышение точности метода. Однако тот факт, что эта технология пришла и останется с нами, не вызывает сомнений.
    Две коммерческие компании уже предлагают детекторы лжи, основанные на технологии ФМРТ, и обещают надежность свыше 90 %. Данные, полученные при помощи такого детектора, уже фигурировали на одном судебном процессе в Индии, а в настоящее время в судах США слушается еще несколько таких дел.
    Обычные полиграфы не измеряют ложь; они всего лишь фиксируют признаки нервного напряжения, такие как усиленное потоотделение (измеряемое по проводимости кожи) и ускоренное сердцебиение. Томограмма мозга зафиксирует усиление мозговой активности, но связь между этой активностью и ложью еще придется доказывать в суде.
    На определение точности и пределов применимости ФМРТ-детекторов могут потребоваться годы тщательных экспериментов. А пока Фонд Макартура выделил грант в 10 млн долларов на проект «Право и неврология», который должен определить, как развитие неврологических наук повлияет на законоприменительную практику.

Моя томограмма

    Мне однажды довелось подвергнуться процедуре ФМРТ-сканирования. При подготовке документального фильма для канала BBC/Discovery Channel я специально для этого летал в Университет Дьюка. Там меня уложили на специальную кушетку, которую затем задвинули в гигантский металлический цилиндр. Включился огромный мощный магнит (в 20 000 раз более мощный, чем магнитное поле Земли), и атомы моего мозга выстроились по силовым линиям магнитного поля, подобно вращающимся волчкам, все оси которых указывают в одном направлении. Затем в мозг был направлен радиоимпульс, который перевернул ядра некоторых атомов вниз. Переворачиваясь обратно, в нормальное положение, эти ядра испустили крохотный импульс, или «эхо», принятый аппаратом ФМРТ. Компьютер обработал информацию о принятых эхо-импульсах и собрал из них трехмерную карту моего мозга.
    Весь процесс проходит совершенно безболезненно и не причиняет никакого вреда. В MPT-аппаратах используется неионизирующее излучение; оно не разрушает атомов и, соответственно, не наносит вреда клеткам. Даже находясь в магнитном поле, в тысячи раз превосходящем по мощности магнитное поле Земли, я не чувствовал в своем теле ни малейших изменений.
    Целью этой процедуры было определить в точности, где в моем мозгу возникают те или иные мысли. В частности, в мозгу есть крохотные биологические «часы» — между глазами, позади переносицы, где мозг отсчитывает секунды и минуты. Повреждение этой части мозга вызывает нарушение чувства времени.
    Когда я находился внутри аппарата, меня попросили посчитать время. Позже, когда MPT-снимки были проявлены, я ясно увидел яркую точку позади переносицы — там шел подсчет секунд. Я понял, что стал свидетелем зарождения совершенно новой области биологии; эта наука может определить, какие в точности области мозга связаны с определенными мыслями, а это уже реальный шаг на пути к настоящему чтению мыслей.

Трикордеры и портативные сканеры мозга

    в будущем MPT-аппараты, вероятно, перестанут быть чудовищными устройствами, которые мы сегодня видим в больницах, — они уже не будут весить по несколько тонн и занимать Целые комнаты. Не исключено, что когда-нибудь будет создан MPT-аппарат размером с сотовый телефон, а может быть, и с мелкую монетку.
    В 1993 г. Бернхард Блюмих (Bernhard Bliimich) и его коллеги из Института полимерных исследований Общества Макса Планка в немецком Майнце выдвинули новую идею, которая может оказаться очень полезной в создании портативных МРТ-аппаратов. Они изобрели принципиально новый аппарат, получивший название MOUSE (mobile universal surface explorer)[8]. В настоящее время это ящик высотой около 30 см, но когда-нибудь MPT-аппараты размером с кофейную чашку, основанные на этом принципе, возможно, будут продаваться в обычных универмагах. Это может произвести в медицине настоящую революцию — ведь каждый сможет спокойно сделать себе МРТ-скан дома. Блюмих считает, что недалеко то время, когда у каждого человека будет личный MOUSE и, проведя им по коже, он в любой момент сможет заглянуть внутрь своего организма. Компьютеры проанализируют полученную картину и поставят диагноз. «Возможно, что-то похожее на трикордеры из „Звездного пути“ появится уже совсем скоро», — заключает он.
    (Принцип магнитно-резонансной томографии схож с принципом действия компаса. Как известно, стрелка компаса устанавливается вдоль линий магнитного поля. Когда тело помещают в аппарат МРТ, ядра атомов, подобно стрелкам крохотных компасов, тоже выстраиваются вдоль линий магнитного поля. В тело направляют радиоимпульс, который заставляет атомы переворачиваться. Затем перевернувшиеся атомы начинают возвращаться в первоначальное положение, испуская вторичный радиоимпульс — так называемое «эхо».)
    Ключевая особенность MPT-аппарата Блюмиха — неоднородное магнитное поле. Размеры обычного МРТ-аппарата определяются в основном тем фактом, что тело человека в нем необходимо поместить в абсолютно однородное магнитное поле. Чем однороднее поле, тем более детальным получается изображение; на сегодняшний день разрешение такого аппарата доходит до десятых долей миллиметра. Чтобы получить однородное магнитное поле, физики взяли две большие электрические катушки диаметром около 60 см и поставили друг над другом. Такая конструкция, известная как катушка Гельмгольца, создает между двумя обмотками однородное магнитное поле. Тело человека помещают в поле вдоль оси этих двух мощных электромагнитов.
    Если магнитное поле в MPT-аппарате будет неоднородным, изображение получится искаженным и нерезким. Создатели MPT-аппаратов сражаются с проблемой однородности поля уже несколько десятков лет.
    Блюмих предложил остроумный способ компенсировать искажения — посылать в исследуемый объект множественные радиоимпульсы и затем обрабатывать полученное эхо при помощи компьютеров, которые очищают изображение и компенсируют искажения, возникшие из-за неоднородности магнитного поля.
    Сегодня в портативном MPT-аппарате Блюмиха MOUSE используется небольшой подковообразный магнит, в котором полюса располагаются на концах подковы. Этот магнит кладется на тело пациента; передвигая его, врач может заглянуть внутрь организма на несколько дюймов. В отличие от обычных MPT-аппаратов, которые потребляют большое количество энергии и нуждаются в специальном электропитании, портативный аппарат MOUSE требует не больше мощности, чем обычная электрическая лампочка.
    В первых экспериментах Блюмих испытывал свой аппарат на автомобильных шинах, плотных и в то же время податливых, как ткани человеческого тела. Кстати говоря, это подсказало ему возможность коммерческого применения прибора для быстрого выявления дефектов структуры в различных промышленных изделиях. Традиционные MPT-аппараты невозможно использовать для исследования объектов, содержащих металл, таких как армированные шины. Портативный MPT-аппарат не имеет таких ограничений, потому что использует только слабые магнитные поля. (Магнитное поле традиционного МРТ-аппарата в 20 000 раз мощнее магнитного поля Земли. Известны случаи, когда медсестры или техники, обслуживающие аппарат, получали серьезные травмы от металлических предметов, которые при включении аппарата внезапно взлетают в воздух. У MOUSE таких проблем нет.)
    Аппарат такого типа не только идеален для исследования объектов, содержащих ферромагнетики, но и позволяет анализировать крупные объекты, которые просто не войдут в традиционный MPT-аппарат или которые невозможно сдвинуть с места. К примеру, в 2006 г. при помощи аппарата MOUSE было успешно проведено исследование древнего человека Этци, замороженный труп которого был случайно обнаружен в Альпах в 1991 г. Проводя подковообразным магнитом над телом Этци, ученые смогли внимательно рассмотреть разные слои его замороженного тела.
    В будущем MOUSE, вероятно, станет еще миниатюрнее, а MPT-сканирование мозга можно будет проводить аппаратом размером с сотовый телефон. Не исключено, что чтение мыслей при этом тоже перестанет быть проблемой. А может быть, удобнее будет сделать прибор, похожий на современный ЭЭГ-аппарат, где пациенту надевают на голову пластиковую шапочку с множеством электродов, закрепленных в нужных местах.

Телекинез и божественное могущество

    Конечным пунктом описываемого процесса должно стать овладение телекинезом — «божественной» способностью передвигать объекты силой мысли.
    В фильме «Звездные войны», к примеру, присутствует сила — загадочное поле, пронизывающее галактику и помогающее активизировать ментальные возможности рыцарей-джедаев; Сила позволяет им мысленно управлять самыми разными объектами. При помощи Силы можно поднимать в воздух световые мечи, лучевые ружья, даже целые космические корабли; мало того, можно управлять действиями других людей.
    Но нам не придется лететь в далекую-далекую галактику, чтобы овладеть аналогичными возможностями. К 2100 г. каждый человек сможет, войдя в комнату, отдать мысленную команду компьютеру; при помощи таких команд можно будет делать многое: передвигать тяжелую мебель, приводить в порядок рабочий стол, что-то ремонтировать и т. п. Подобные возможности определенно пригодятся рабочим, пожарным, астронавтам и солдатам — всем тем, кому приходится управляться со сложной техникой и проделывать операции, требующие больше двух рук. Способности к мысленному управлению могут также серьезно изменить способ нашего общения с миром. Ездить на мотоцикле, водить машину, играть в гольф, бейсбол или другие сложные игры можно будет исключительно силой мысли.
    Двигать объекты силой мысли можно будет при помощи так называемых сверхпроводников, о которых мы поговорим подробнее в главе 4. К концу этого столетия физикам, возможно, удастся создать сверхпроводники, сохраняющие свои свойства при комнатной температуре; если получится, в распоряжении ученых окажутся мощнейшие магнитные поля, для управления которыми нужно совсем немного энергии. Если XX в. был веком электричества, в будущем нас, вероятно, ожидает век магнетизма.
    В настоящее время создавать и поддерживать мощные магнитные поля очень дорого, но в будущем они, возможно, станут почти бесплатными. Это позволит нам резко уменьшить трение во всех механизмах, преобразовать транспорт и исключить потери электричества при передаче на большие расстояния. Кроме того, овладение магнитными силами позволит нам двигать предметы силой мысли. Предметы, содержащие крохотные сверхмагниты, можно будет двигать практически как угодно.
    В ближайшем будущем мы привыкнем к тому, что в каждой вещи присутствует крохотный чип, который делает эту вещь «умной». В более отдаленном будущем нам, вероятно, придется привыкнуть к тому, что в каждой вещи есть крохотный сверхпроводник, генерирующий при необходимости достаточно магнитной энергии, чтобы вещь эта могла самостоятельно передвигаться в пределах комнаты. Представим, к примеру, стол со сверхпроводником внутри. В обычных условиях в этом сверхпроводнике нет электрических токов. Но если добавить слабый электрический ток, сверхпроводник создаст мощное магнитное поле, способное сдвинуть стол с места. Человеку достаточно будет отдать мысленную команду и активировать сверхмагнит.
    В фильмах «Люди Икс», к примеру, мутантами-злодеями руководит Магнето, способный управлять движением громадных объектов при помощи воздействия на их магнитные свойства. В одной из сцен фильма он силой мысли передвигает с места на место мост Золотые Ворота. Но и его возможности ограничены. К примеру, ему трудно двигать пластик или бумагу, не обладающие магнитными свойствами. (В финале первого фильма Магнето сажают в камеру, сделанную полностью из пластика.)
    В будущем даже немагнитные предметы, возможно, будут содержать в себе сверхпроводники, сохраняющие свойства при комнатной температуре. Тогда достаточно будет включить внутри объекта слабый ток, чтобы он приобрел магнитные свойства и стал подвержен действию внешнего магнитного поля, которое человек будет мысленно контролировать.
    Кроме того, мы получим возможность манипулировать роботами и аватарами посредством мыслей. Это значит, что человек, как в фильмах «Суррогаты» и «Аватар», сможет не только мысленно управлять движением искусственного тела, но даже чувствовать боль и прикосновения. Владение вторым телом, обладающим сверхчеловеческими возможностями, может оказаться полезным для ремонтных работ в открытом космосе или спасения людей в чрезвычайных ситуациях. Когда-нибудь, возможно, наши астронавты смогут, находясь на Земле, управлять сверхчеловеческими роботизированными телами, работающими на Луне. Об этом речь пойдет в следующей главе.
    Однако следует отметить, что обладание телекинетическими возможностями несет в себе определенный риск. Как я уже упоминал, в фильме «Запретная планета» древней цивилизации, обогнавшей нашу на миллионы лет, удается исполнить вековую мечту и обрести способность управлять всем вокруг при помощи мысленного усилия. В качестве простого примера такой технологии в фильме фигурирует машина, которая превращает мысли в трехмерные изображения. Вы надеваете на голову специальное устройство, воображаете что угодно, и внутри машины возникает трехмерное изображение. Конечно, зрителям 1950-х гг. подобное устройство представлялось невероятно продвинутым, почти волшебным, но на самом деле что-то подобное вполне может появиться на Земле через несколько десятков лет. Кроме того, в фильме фигурировало устройство, которое помогало поднимать тяжелые объекты при помощи энергии мысли. Но нам, как вы уже знаете, не придется миллионы лет ждать создания подобной технологии — игрушки, в которых реализовано что-то похожее, уже существуют. Вы надеваете на голову электроды (примерно такие же, какие нужны для снятия электроэнцефалограммы), игрушка улавливает электрические импульсы вашего мозга и по мысленной команде поднимает объект, хотя и крошечный, — в точности как в кино. В будущем во многие игры можно будет играть мысленно. Игроки, возможно, будут надевать специальные приборы и двигать мяч мысленным усилием; команда, игроки которой смогут лучше сосредоточиться и точнее двигать мяч, выиграет.
    Однако кульминация фильма «Запретная планета» заставит задуматься. Несмотря на продвинутые технологии, инопланетяне погибли, потому что не заметили изъяна в своих планах. Их мощные устройства научились читать не только осознанные мысли, но и подсознательные желания. На свет выползли древние, дикие, давно подавленные мысли и желания жестокого эволюционного прошлого, а машины воплотили в реальность все эти подсознательные кошмары. Могучая цивилизация погибла от «рук» той самой техники, которая, по идее, должна была полностью освободить их от ручного труда.
    Правда, для нас эта опасность пока еще очень далека. Устройства подобного размаха наверняка не появятся раньше XXII в. Однако существуют и более актуальные поводы для тревоги. К 2100 г. человек будет жить в мире, населенном человекоподобными роботами. Что произойдет, если роботы станут умнее своих создателей?

2. Будущее искусственного интеллекта
Машины на подъеме

    Наследуют ли роботы землю? Да, но эти роботы будут нашими детьми.
Марвин Мински
    Мифические боги, обладавшие сверхъестественным могуществом, умели оживлять неживое. Во второй главе книги Бытия сказано, что Бог сотворил человека из праха земного, а затем «вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек душею живою». Согласно греческой и римской мифологии, богиня Венера могла оживлять статуи. Сжалившись над скульптором Пигмалионом, безнадежно влюбившимся в собственное творение, Венера исполнила его заветное желание и превратила статую в красивую женщину, Галатею. Бог Вулкан, божественный кузнец, мог создать и оживить целую армию механических слуг, сделанных из металла.
    Человек сегодня подобен Вулкану. В своих лабораториях он создает машины и вдыхает жизнь не в прах земной, но в сталь и кремний. Но каков будет результат? К чему это приведет — к освобождению рода человеческого или к его порабощению? Если почитать заголовки сегодняшних новостей, может показаться, что ответ на этот вопрос уже известен: в самом ближайшем будущем создание рук человеческих обгонит своего творца во всех отношениях.

Конец рода человеческого?

    Один заголовок из The New York Times, в сущности, выражает все: «Ученые опасаются, что машины могут стать умнее человека». Мировые лидеры в области искусственного интеллекта (ИИ) собрались в 2009 г. в Калифорнии на Азиломарской конференции для серьезного обсуждения перспектив. Речь шла о том, что произойдет, когда машины наконец превзойдут человека. Как будто в сцене из голливудского кино, делегаты задавали друг другу разные интересные вопросы, например такие: «Что, если робот станет таким же умным, как ваша супруга?»
    В качестве убедительного свидетельства наступающей робототехнической революции обычно вспоминают беспилотный роботизированный самолет Predator, который в настоящее время с беспощадной точностью бомбардирует террористов в Афганистане и Пакистане; автомобили, умеющие ездить сами по себе; и ASIMO, самого совершенного в мире робота, способного ходить, бегать, подниматься по лестнице, танцевать и даже подавать кофе.
    Организатор конференции Эрик Горвиц (Eric Horvitz) из Microsoft сказал, отмечая царящее на конференции возбуждение: «Технари разворачивают перед нами почти религиозные картины, и в чем-то их идеи созвучны идее Вознесения». (Вознесение — это когда при Втором пришествии истинно верующие праведники вознесутся на небеса. Критики окрестили настроение, царившее на Азиломарской конференции, «вознесением яйцеголовых».)
    Вышедшие тем же летом на экраны фильмы, похоже, только усилили эту апокалиптическую картину. В фильме «Терминатор: Да придет спаситель» разношерстная группа людей сражается с гигантскими механическими монстрами, захватившими Землю. В фильме «Трансформеры: Месть падших» футуристические роботы из космоса делают людей пешками, а Землю — полем битвы в одной из своих межзвездных войн. В «Суррогатах» люди предпочитают жить в роли совершенных, молодых и прекрасных сверхчеловеков-роботов, вместо того чтобы смотреть в лицо реальности и жить самостоятельно, в своих стареющих телах.
    Судя по новостным заголовкам и афишам кинотеатров, конец человечества не за горами. ИИ-эксперты всерьез задумываются: не придется ли нам когда-нибудь плясать за решеткой зоопарка и ловить орешки, брошенные нашими созданиями-роботами? Или, может быть, мы станем домашними любимцами собственных созданий?
    Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что на самом деле все далеко не так серьезно. Конечно, последнее десятилетие стало временем настоящих прорывов, но все следует рассматривать в перспективе.
    Predator, беспилотный самолет длиной 27 футов, умеет обстреливать террористов с небес смертельными ракетами, но управляет им человек с джойстиком. Человек — скорее всего, это юный ветеран компьютерных игр — сидит в удобном кресле перед монитором и выбирает цели. Стреляет человек, а не беспилотник. Автомобили, способные ездить без водителя, не принимают независимых решений, когда осматривают окрестности и поворачивают рулевое колесо, они следуют линиям GPS-карты, заранее загруженной в память. Так что пока опасаться нечего: кошмар полностью автономных, обладающих сознанием и убийственно опасных роботов, — дело весьма отдаленного будущего.
    Неудивительно поэтому, что большинство ученых, занимающихся реальными исследованиями в области искусственного интеллекта, высказывались гораздо более сдержанно и осторожно, хотя средства массовой информации, конечно, подхватили и разнесли самые сенсационные предсказания. На вопрос о том, когда все-таки машины станут такими же умными, как мы, ответы ученых были удивительно разнообразны и варьировались от 20 до 1000 лет.
    Вообще, следует различать два типа роботов. Первый Дистанционно управляется человеком или действует по заранее написанной программе, выполняя жесткие инструкции. Такие роботы уже существуют; им и посвящены, как правило, заголовки новостей. Они медленно проникают в наши дома, а также на поля сражений. Но без человека, который принимал бы за них решения, они представляют собой всего лишь механизмы, более или менее сложные. Этих роботов не надо путать с роботами второго типа — по-настоящему автономными, способными думать самостоятельно и действовать без помощи со стороны людей. Попытки создания таких автономных роботов за последние полвека не увенчались успехом.

Робот ASIMO

    Исследователи ИИ часто называют робота по имени ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility) японской фирмы Honda в качестве примера революционных достижений робототехники. Этот робот высотой 130 см весит 53 кг и напоминает мальчика в шлеме с затемненным стеклом и с рюкзаком за плечами. Возможности ASIMO действительно впечатляют: он может реалистично ходить, бегать, подниматься по лестнице и разговаривать. Он может бродить по комнатам, собирать чашки и подносы, отзываться на простые команды и даже узнавать некоторые лица. Он владеет обширным словарем и говорит на нескольких языках. ASIMO — результат двадцати лет интенсивных исследований десятков ученых фирмы Honda и, безусловно, чудо инженерной мысли.
    Мне дважды выпала честь лично пообщаться с ASIMO на конференциях как ведущему научной передачи канала ВВС/ Discovery. Когда я пожимал ему руку, робот отзывался на пожатие совершенно по-человечески. Когда я помахал ему на прощание, он тоже помахал мне в ответ. А когда я попросил его принести мне соку, ASIMO повернулся и направился к стойке с напитками, причем движения его были настолько человеческими, что возникало жутковатое ощущение. В самом деле, ASIMO настолько похож на человека внешне, что во время разговора с ним я подсознательно ожидал, что вот сейчас робот снимет шлем и внутри окажется настоящий живой мальчишка. Должен признаться, танцует он лучше меня.
    На первый взгляд кажется, что ASIMO умен, способен реагировать на команды человека, может поддерживать разговор и ходить по комнате. На самом деле все немного не так. Когда я общался с ASIMO перед телекамерой, каждое движение, каждую мелочь приходилось тщательно планировать. Чтобы записать простой пятиминутный сюжет с роботом, нам потребовалось около трех часов. И после каждой сцены целая команда программистов принималась бешено стучать на своих лэптопах, меняя что-то в его программе. Да, ASIMO может разговаривать с вами на нескольких языках, но на самом деле все это заранее записанные кусочки звукозаписи. Робот просто следует программе и повторяет, как попугай, то, что подготовлено человеком. Хотя с каждым годом поведение ASIMO становится все более сложным, робот пока совершенно не способен самостоятельно мыслить. Каждое его слово, каждый жест, каждый шаг должны быть тщательно отрепетированы и запрограммированы.
    После съемок у меня состоялся достаточно откровенный разговор с одним из изобретателей ASIMO, и он признал, что робот, несмотря на поразительно человекоподобные движения и действия, обладает разумом в лучшем случае насекомого. Большую часть его движений необходимо тщательно программировать заранее. Он умеет ходить почти по-человечески, но его маршрут необходимо тщательно планировать, иначе робот будет натыкаться на мебель и другие предметы — ведь он не может по-настоящему распознавать объекты.
    Так что даже обычный таракан во многом превосходит нашего робота. Он умеет распознавать объекты, огибать препятствия, искать пищу и партнеров, избегать хищников, планировать сложные пути отхода, прятаться в тенях и исчезать в трещинах — и все в течение нескольких секунд.
    Исследователь ИИ Томас Дин (Thomas Dean) из Университета Брауна признал, что неуклюжие роботы, которых он строит, находятся сейчас «ровно на той стадии, что могут пройти по залу и не снести по пути половину штукатурки со стен».
    Позже мы увидим, что самые мощные наши компьютеры едва-едва могут имитировать работу нейронов мыши, и то лишь на несколько секунд. Потребуется немало десятилетий тяжкой работы, прежде чем роботы по интеллекту сравняются с мышью, кроликом, собакой или кошкой и лишь затем с обезьяной.

История ИИ

    Критики иногда указывают на интересную закономерность: каждые 30 лет специалисты по искусственному интеллекту заявляют, что сверхразумные роботы вот-вот будут созданы. Затем, когда действительность останавливает их порыв, наступает реакция.
    В 1950-х, когда после окончания Второй мировой войны появились электронные компьютеры, ученые поражали публику невероятными, чудесными достижениями умных машин: автоматы брали и перекладывали кубики, играли в шашки и даже решали задачки по алгебре. Казалось, еще чуть-чуть — и появятся по-настоящему разумные машины. Публика поражалась. Вскоре в журналах появились статьи, в которых авторы с придыханием рассказывали о недалеких временах, когда в каждой кухне появится по роботу; машины будут готовить обед и убираться в доме. В 1965 г. пионер ИИ Герберт Саймон (Herbert Simon) заявил: «Через двадцать лет машины смогут делать любую работу, которую может делать человек». Но затем действительность вступила в свои права. Шахматные компьютеры проигрывали гроссмейстерам, да и умели они только играть в шахматы, ничего больше. Вообще, первые роботы напоминали цирковых пони, каждый из которых умеет выполнять всего один несложный трюк, чем и занимается на каждом представлении.
    На самом деле в 1950-х гг. в области искусственного интеллекта было сделано немало настоящих прорывов, но вокруг роботов была поднята такая шумиха, а их перспективы оказались так раздуты, что вскоре наступила неизбежная реакция.
    В 1974 г. под громкий хор критики правительства США и Великобритании прекратили финансирование этих разработок.
    Началась первая «зима» ИИ.
    Сегодня исследователь ИИ Пол Абрахамс (Paul Аbгаhams) качает головой, вспоминая пьянящие 1950-е, когда он был студентом MIT и все — решительно все! — казалось возможным. Он вспоминает: «Это как если бы группа людей предложила построить башню до Луны. Каждый год эти люди показывали бы с гордостью, насколько их башня стала выше по сравнению с прошлым годом. Вот только до Луны оставалось бы все также далеко».
    В 1980-х интерес и энтузиазм по отношению к ИИ вспыхнули вновь. На этот раз Пентагон вложил миллионы долларов в такие проекты, как умный вездеход, который должен был ездить в тылу противника, проводить разведку, спасать американских солдат и возвращаться к своим — и все это сам по себе.
    А японское правительство даже поддержало амбициозный проект создания компьютера пятого поколения, инициированный Министерством международной торговли и промышленности. Целью проекта было, помимо всего прочего, создание компьютерной системы, способной общаться на разговорном языке, рассуждать и даже предугадывать наши желания — и все к началу 1990-х.
    К сожалению, единственное, что сумел сделать умный вездеход, — это потеряться. А проект компьютера пятого поколения после громкой шумихи был потихоньку закрыт без всяких объяснений. Как и прежде, риторика намного обогнала действительность. На самом деле и в 1980-х в области ИИ были реальные достижения, но, поскольку ожидания общества намного превосходили реальные возможности науки, вскоре вновь наступила реакция. Началась вторая «зима» ИИ, когда ручейки финансирования вновь пересохли, а разочарованные специалисты во множестве уходили из отрасли. Стало очевидно, что идее искусственного интеллекта чего-то недостает.
    В 1992 г. специалисты по ИИ со смешанными чувствами отметили особую дату, связанную с фильмом «2001 год: космическая одиссея», где свихнувшийся компьютер по имени HAL 9000 убивает участников межпланетной экспедиции. В фильме, снятом в 1968 г., говорилось, что к 1992 г. появятся роботы, способные свободно беседовать с человеком почти на любую тему, а также управлять космическим кораблем. Увы, в реальности было ясно, что наши самые продвинутые роботы способны состязаться в разумности разве что с тараканом, и то безуспешно.
    В 1997 г. компьютер Deep Blue от IBM совершил исторический прорыв — он уверенно побил чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова. Deep Blue представлял собой чудо инженерной мысли и производил 11 млрд операций в секунду. Но вместо того, чтобы открыть все шлюзы, придать новое ускорение исследованиям в области искусственного интеллекта и начать новую эру, этот компьютер сделал прямо противоположное. Его достижение лишь подчеркнуло примитивность современных ИИ-исследований. По здравому размышлению можно было сделать очевидный вывод: Deep Blue не способен мыслить. Да, этот робот великолепен в шахматах, но тест на коэффициент интеллекта принес бы ему 0 баллов. После исторической победы с прессой общался только проигравший Каспаров — ведь Deep Blue не умеет разговаривать. Медленно и неохотно ученые начали осознавать неприятный факт: вычислительные мощности — это еще не разум. Специалист по ИИ Ричард Хеклер (Richard Heckler) говорит: «Сегодня можно купить за 49 долларов шахматную программу, которая выиграет у любого гроссмейстера, но никому же не придет в голову считать ее разумной».
    Но по закону Мура каждые полтора года появляется новое поколение компьютеров, и рано или поздно нынешний пессимизм забудется. Придет новое поколение энтузиастов и возродит дремлющие в этой области оптимизм и энергию. За тридцать лет, прошедшие с начала предыдущей ИИ-«зимы», прогресс в компьютерной области был достаточным, чтобы следующее поколение исследователей вновь начало делать оптимистические прогнозы на будущее. Наконец пришло время настоящего искусственного интеллекта, говорят его сторонники. На этот раз все будет по-настоящему. Третья попытка приносит удачу. Но если они правы, то не приходит ли человечеству конец?

Является ли мозг цифровым компьютером?

    Теперь математики понимают, что пятьдесят лет назад сделали принципиальную ошибку: решили, что мозг во всем подобен большому цифровому компьютеру. Сегодня совершенно очевидно, что это не так. В мозгу нет ни процессора Pentium, ни операционной системы Windows, ни программ-приложений — вообще нет никаких программ и подпрограмм, столь характерных для современного цифрового компьютера. На самом деле архитектура цифрового компьютера совершенно не похожа на архитектуру мозга; мозг — самообучающаяся машина, набор нейронов, связи между которыми обновляются всякий раз с получением нового задания. (А PC учиться не умеет, и ваш компьютер сегодня столь же туп, как был вчера.)
    Исходя из сказанного, существует два подхода к моделированию мозга. Первый из них — традиционный подход «сверху вниз» — состоит в том, чтобы рассматривать роботов как цифровые компьютеры и с самого начала пытаться запрограммировать все правила, позволяющие нам быть разумными. А любой цифровой компьютер может быть сведен к так называемой «машине Тьюринга» — гипотетическому устройству, предложенному великим британским математиком Аланом Тьюрингом. Машина Тьюринга состоит из трех основных элементов: входа, Центрального процессора, который «переваривает» поступающую информацию, и выхода. Все без исключения цифровые компьютеры построены на базе этой простой модели. Цель такого подхода — изготовить CD-ROM, на котором были бы записаны в формализованном виде все правила разумности. Стоит вставить такой диск в дисковод — и компьютер внезапно оживает и становится разумным. По сути дела, такой мифический CD-ROM содержал бы все программное обеспечение, необходимое для создания думающих машин.
    Однако в нашем мозгу нет ни программирования, ни программного обеспечения. Мозг больше похож на «нейронную сеть» — сложную систему нейронов, которые постоянно устанавливают между собой новые связи.
    Нейронные сети подчиняются правилу Хебба: всякий раз, когда принимается верное решение, соответствующие нейронные связи укрепляются — всякий раз, когда нейроны успешно выполняют задание, определенные электрические связи между ними усиливаются. (Правило Хебба можно выразить ответом на известный вопрос: как музыканту попасть в Карнеги-холл? Ответ на него тоже известен: практика, практика и еще раз практика. В случае нейронной сети практика — путь к совершенству. Правило Хебба объясняет также, почему так трудно избавляться от дурных привычек — ведь нейронные связи, задействованные в них, весьма утоптаны.)
    Нейронные сети построены на базе другого подхода — «снизу вверх». Вместо того чтобы получить все правила разумности готовыми, на блюдечке с голубой каемочкой, нейронные сети осваивают их самостоятельно; так младенец постигает окружающий мир, натыкаясь на все подряд и обучаясь на собственном опыте. Нейронные сети, вместо того чтобы пользоваться готовыми программами, учатся старым проверенным методом проб и ошибок.
    Нейронные сети построены совершенно иначе, чем цифровые компьютеры. Если убрать из центрального процессора цифрового компьютера один-единственный транзистор, компьютер перестанет работать. Однако если удалить из человеческого мозга приличный кусок, мозг все же будет функционировать; функции утраченных частей возьмут на себя оставшиеся. Кроме того, можно точно сказать, где в цифровом компьютере происходит «мыслительный процесс»: в центральном процессоре. Однако результаты сканирования человеческого мозга ясно показывают, что процесс мышления распределен по значительной части объема мозга. Различные зоны включаются в строгой последовательности, как будто мысли надо отбивать, подобно шарикам в пинг-понге.
    Цифровой компьютер способен производить вычисления со скоростью, близкой к скорости света. Человеческий мозг по сравнению с ним работает невероятно медленно. Нервные импульсы движутся со скоростью всего лишь около 100 м/с. Но мозг более чем компенсирует этот недостаток, поскольку огромное число процессов в нем происходят параллельно. Это означает, что в нем одновременно работает 100 млрд нейронов, каждый из которых производит крохотную часть «вычисления», и каждый нейрон при этом связан с 10 000 других нейронов. И этот сверхмедленный параллельный процессор легко оставит позади сверхбыстрого одиночку. (Здесь можно вспомнить старую загадку: если одна кошка может съесть одну мышь за одну минуту, то за какое время миллион кошек сможет съесть миллион мышей? Ответ: за одну минуту.)
    Ну и помимо всего прочего, мозг — не цифровое устройство. Транзисторы — это ворота, которые могут быть либо открыты, либо закрыты, что соответствует единице или нулю. Нейроны тоже представляют собой цифровые устройства (нейрон либо срабатывает, либо нет), но они могут быть и аналоговыми, т. е. передавать как дискретные, так и непрерывные сигналы.

Две проблемы с роботами

    Учитывая очевидные ограничения компьютеров по сравнению с человеческим мозгом, несложно понять, почему нам до сих пор не удается научить компьютеры решать две ключевые задачи, которые человеческий мозг выполняет автоматически, без всякого труда. Эти задачи — распознавание образов и следование здравому смыслу — уже более полувека не даются ученым. Именно поэтому в основном у нас до сих пор нет роботов-горничных, роботов-дворецких и роботов-секретарей.
    Первая из названных задач — задача распознавания образов. Роботы видят намного лучше человека, но не понимают, что видят. Входя в комнату, робот раскладывает ее изображение на множество цветных точек, а затем, обрабатывая точки, получает набор линий, окружностей, квадратов и прямоугольников. После этого робот пытается соотнести полученную мешанину деталей по очереди с каждым из объектов, хранящихся в его памяти, — чрезвычайно нудная задача даже для компьютера. После многих часов вычислений ему, может быть, удастся соотнести линии на картинке со стульями, столами и людьми, находящимися в комнате. В отличие от роботов, мы, входя в комнату, за долю секунды схватываем взглядом стулья, письменные столы и людей. В самом деле, человеческий мозг — это по сути машина для распознавания образов.
    Кроме того, у роботов нет здравого смысла. Роботы могут слышать намного лучше, чем люди, но они не понимают, что слышат. Рассмотрим, к примеру, следующие утверждения.

    •Дети любят сладости, но не любят наказания.
    •За веревку можно тянуть, но нельзя толкать.
    •Палкой можно толкать, но нельзя тянуть.
    •Животные не умеют говорить и не понимают по-английски.
    •От вращения у человека может закружиться голова.

    Для нас каждое из этих утверждений очевидно и проистекает из обычного здравого смысла. У роботов все не так. Не существует ни одного положения логики, ни одной строки программного кода, в которых бы утверждалось, что бечевкой ничего нельзя толкнуть. Сами мы убедились в истинности этих и многих других «очевидных» утверждений на опыте, их никто не вкладывал в готовом виде нам в память.
    При подходе «сверху вниз» основная проблема заключается в том, что для программирования человеческого здравого смысла, необходимого для имитации нашего мышления, потребовалось бы слишком много строк кода. К примеру, на описание принципов здравого смысла в объеме, доступном шестилетнему ребенку, ушли бы сотни миллионов строк. Ганс Моравек (Hans Moravec), бывший начальник лаборатории искусственного интеллекта в Университете Карнеги-Меллон, жалуется: «До сего дня программы ИИ не способны продемонстрировать ни крупицы здравого смысла. К примеру, медицинская диагностическая программа способна прописать антибиотик, если предложить ей для исследования сломанный велосипед. Дело в том, что у нее нет ни модели человека, ни модели болезни, ни модели велосипеда».
    Тем не менее некоторые ученые упрямо верят, что единственное препятствие к овладению здравым смыслом — недостаток вычислительных мощностей. Они считают, что масштабный национальный проект наподобие Манхэттенского (в рамках которого была создана атомная бомба) наверняка смог бы преодолеть все препятствия и решить для роботов проблему здравого смысла. В 1984 г. была запущен проект под названием CYC, призванный создать «энциклопедию мысли» для роботов. Однако за прошедшие с тех пор несколько десятилетий все усилия участников проекта не увенчались сколько-нибудь серьезным успехом.
    Цель проекта CYC была проста: освоить «100 млн вещей — примерно столько, сколько знает о мире средний человек, — к 2007 г.». Этот срок, как и несколько предыдущих, пришел и прошел, а успех так и не был достигнут. В ходе работы были Достигнуты многие формальные рубежи из тех, что намечали для себя инженеры CYC, но ученым и по сей день не удалось ни па шаг приблизиться к овладению основами разума.

Человек против машины

    Однажды мне довелось помериться мыслями с роботом — принять участие в интеллектуальном состязании с машиной Томазо Поджо (Tomaso Poggio) из MIT. Роботы не способны распознавать простые образы, как это делаем мы, но Поджо сумел создать компьютерную программу, которая может потягаться по скорости с человеком в одной достаточно специфической области: в «мгновенном распознавании». Речь идет об уникальной способности человека мгновенно, даже не сознавая того, узнать объект. (Мгновенное распознавание играло важную роль в эволюции человека — ведь у наших предков была лишь доля секунды на то, чтобы обнаружить притаившегося в кустах тигра, а осознать и обдумать этот факт можно было и потом.) Первое время робот Поджо стабильно набирал в особом визуальном тесте больше баллов, чем человек-участник.
    Состязание между мной и машиной выглядело очень просто. Я садился в кресло и некоторое время вглядывался в обычный компьютерный экран. Затем на экране на долю секунды мелькала картинка, а я должен был как можно быстрее нажать одну из двух кнопок — показать, вижу я на картинке какое-нибудь животное или нет. Решение нужно было принимать как можно быстрее — не дожидаясь восприятия картинки сознанием. Компьютер должен был принять по той же картинке аналогичное решение.
    Стыдно признаться, но после множества тестов результаты машины и мои оказались примерно одинаковыми. Но иногда машина работала значительно лучше и оставляла меня далеко позади. Я проиграл компьютеру. (Единственным утешением было то, что, как мне сказали, компьютер дает правильный ответ в 82 % случаев, а человек в среднем лишь в 80 %.)
    Ключ к успеху программы Поджо в том, что в ней использованы уроки матери-природы. Многие ученые только сейчас начинают понимать истинность утверждения «Колесо уже изобретено, почему бы не скопировать его?». Приведем пример.
    Обычно робот, глядя на картинку, пытается разложить ее на элементы и представить как совокупность линий, кругов, квадратов и других геометрических форм. А вот робот Поджо действует иначе.
    Человек, глядя на картинку, сначала воспринимает контуры объектов, затем детали внутри каждого объекта, затем оттенки внутри деталей и т. д. Таким образом, мы как бы расщепляем изображение на множество слоев. Компьютер, обработав один слой изображения, объединяет его со следующим и включает в общую картину. Так, шаг за шагом, слой за слоем, он имитирует иерархическую обработку изображения, которую использует наш мозг. (Программе Поджо недоступны невероятные возможности распознавания образов, которые мы с вами воспринимаем как нечто само собой разумеющееся, — трехмерная визуализация, распознавание тысяч объектов под самыми разными углами и т. д., — но все же нельзя не признать, что это серьезное достижение.)
    Позже мне довелось увидеть в действии оба подхода к созданию ИИ. Сначала я побывал в Центре искусственного интеллекта Стэнфордского университета и встретился с роботом STAIR (Stanford artificial intelligence robot), созданным на базе традиционного подхода. STAIR — робот ростом около 120 см с огромной механической рукой на шарнирах. Этой рукой робот может брать со стола предметы. Кроме того, STAIR мобилен и может самостоятельно передвигаться по офису или жилищу. У него есть 3D-камера, которая фокусируется на объекте и подает в компьютер его трехмерное изображение, при помощи которого механическая рука может правильно захватить объект. Вообще, роботы научились брать объекты еще в 1960-х гг., и вскоре такие роботы появились на автомобильных заводах Детройта.
    Но внешность обманчива. STAIR способен на большее. В него, в отличие от детройтских роботов, не заложен жесткий сценарий. Он действует сам по себе. Если вы, к примеру, попросите робота взять апельсин, то он проанализирует лежащие на столе предметы, сравнит их с тысячами изображений, заранее заложенных в его память, узнает апельсин и поднимет его со стола своей механической рукой. Кроме того, он способен идентифицировать предмет более точно, если возьмет в руку и будет поворачивать и рассматривать со всех сторон.
    Чтобы проверить возможности STAIR, я перемешал предметы на столе и посмотрел, как робот будет действовать. STAIR корректно проанализировал новое расположение предметов, протянул руку и взял то, что я попросил. Создатели этого робота ставят перед собой цель научить его свободно передвигаться в доме или офисе, брать различные предметы, взаимодействовать с различными объектами и инструментами и даже разговаривать с людьми на упрощенном языке. Если это удастся, робот будет способен выполнять практически все функции, которые выполняет в офисе мальчик на побегушках. STAIR — образец подхода «сверху вниз»: все его действия запрограммированы от начала и до конца. (Хотя STAIR может распознавать предметы под разными углами, но количество предметов, которые он вообще способен распознать, пока ограничено. Окажись такой робот на улице в окружении случайных объектов, он будет мгновенно парализован.)
    Позже у меня появилась возможность посетить Нью-Йоркский университет, где Янн ЛеКун (Yann LeCun) экспериментирует с совершенно другим созданием. Его робот носит имя LAGR (Learning applied to ground robots — обучение в приложении к наземным роботам) и представляет собой образец подхода «снизу вверх»: ему приходится учиться всему с нуля, натыкаясь на самые разные предметы. LAGR — робот размером с маленький гольф-мобильчик, оборудованный двумя цветными стереокамерами; он постоянно сканирует ландшафт и распознает встречающиеся предметы. После этого он начинает двигаться среди этих предметов, старательно их объезжая и узнавая что-то новое с каждым проездом. Робот оборудован GPS-приемником и имеет два инфракрасных датчика, способные засекать предметы на его пути. Он содержит три мощных процессора Pentium и подсоединен к гигабитной сети Ethernet. Мы с роботом отправились гулять по близлежащему парку, где LAGR учился объезжать возникающие на его пути помехи. Каждый раз, проходя маршрут, он приобретал новую сноровку и учился лучше обходить препятствия.
    Между LAGR и STAIR есть очень важное различие, состоящее в том, что LAGR специально разработан для самообучения. Каждый раз, наталкиваясь на какое-то препятствие, он объезжает вокруг этого объекта и учится узнавать и миновать его, чтобы в следующий раз не натолкнуться. Если в памяти STAIR хранятся изображения тысяч предметов, то в памяти LAGR нет практически никаких изображений; вместо этого робот создает как бы мысленную карту всех встреченных препятствий и на каждом проходе обновляет и уточняет ее. В отличие от автомобиля-робота, который жестко запрограммирован и движется по маршруту, заранее проложенному для него при помощи системы GPS, LAGR движется совершенно самостоятельно, без всяких указаний со стороны человека. Вы говорите ему, куда двигаться, и он пускается в путь. Со временем подобных роботов можно будет обнаружить на Марсе, на поле боя и в наших жилищах.
    Энтузиазм и энергия этих исследователей произвели на меня сильное впечатление. Сами они глубоко убеждены, что закладывают основы искусственного интеллекта и что когда-нибудь результаты их работы вызовут в обществе глобальные изменения, которые человечество сегодня только начинает осознавать. Но взгляд со стороны позволил мне увидеть, как далеко им еще до успеха. Даже тараканы способны распознавать предметы и учиться обходить их. Мы же пока находимся на той стадии, когда даже самые примитивные из созданий матери-природы способны победить в состязании с нашими самыми умными роботами.

Ближайшее будущее
(с настоящего момента до 2030 г.)

Экспертные системы

    Сегодня во многих домах уже появились простые роботы, предназначенные для чистки ковров. Существуют также роботы-охранники, патрулирующие здания по ночам, роботы-экскурсоводы и роботы-рабочие. В 2006 г. было примерно подсчитано, что в мире существует 950 000 промышленных роботов, а в домах и офисах работает 3 540 000 обслуживающих роботов. В ближайшие десятилетия робототехника будет развиваться в нескольких направлениях, возможно неожиданных, но новые роботы не будут похожи на тех, что знакомы нам по научной фантастике.
    Самые большие успехи, скорее всего, будут достигнуты в области так называемых экспертных систем — компьютерных программ, заключающих в себе мудрость и опыт человечества. Как уже говорилось в предыдущей главе, однажды мы, вероятно, получим возможность поговорить с Интернетом на настенном экране и увидеть доброжелательное лицо и получить совет от рободоктора или робоюриста.
    Эта область называется эвристикой и сводится к следованию некоей системе формальных правил. К примеру, планируя туристическую поездку, вы обратитесь к лицу на настенном интернет-экране и сообщите всю необходимую информацию: длительность поездки, пункт назначения, отели, ценовой диапазон. При этом экспертная система по опыту прошлых поездок будет заранее знать ваши основные предпочтения; она свяжется с отелями, авиакомпаниями и т. п. и предложит вам наилучшие условия. Но при разговоре с ней вам придется пользоваться не свободной разговорной речью, а довольно формальным стилизованным языком, понятным компьютеру. Такая система сможет быстро выполнять множество полезных задач. Вы будете просто отдавать приказы; она сама зарезервирует для вас столик в ресторане, найдет ближайшие магазины, закажет продукты, забронирует авиабилет и т. п.
    Именно благодаря успехам эвристики в последние десятилетия у нас сегодня есть простые поисковые системы, которыми так удобно пользоваться. Но это довольно грубые системы. Каждому пользователю очевидно, что он имеет дело не с человеком, а с машиной. В будущем, однако, роботы станут настолько изощренными, что будут вести себя почти по-человечески и свободно работать с нюансами и сложными запросами.
    Может быть, самые практичные приложения будут созданы в области здравоохранения. К примеру, если сегодня вы почувствуете себя плохо, вам придется не один час просидеть в приемной службы экстренной помощи, прежде чем удастся попасть к врачу. В недалеком будущем в подобной ситуации вы, вероятно, сможете просто подойти к настенному интернет-экрану и поговорить с рободоктором, одним нажатием кнопки поменять лицо — и даже личность — собеседника на экране. Это симпатичное лицо, которое по запросу будет всякий раз появляться на вашем экране, задаст вам ряд несложных вопросов («Как вы себя чувствуете?», «Где болит?», «Когда начались боли?», «Как часто они возникают?»).
    Каждый раз, отвечая на вопрос, вы будете выбирать один из представленных на экране вариантов. Вам не придется печатать ответ на клавиатуре, достаточно будет произнести его вслух.
    Каждый из ваших ответов, в свою очередь, будет вызывать очередную группу вопросов. После вопросов и ответов рободоктор, опираясь на опыт лучших врачей мира, сможет поставить вам диагноз. Помимо ваших ответов, рободоктор будет анализировать данные из вашей ванной, с вашей одежды и мебели, которые непрерывно контролируют ваше здоровье через чипы — ДНК-анализаторы. И не исключено, что он попросит вас проверить себя при помощи портативного магнитно-резонансного томографа, данные с которого будут затем обработаны суперкомпьютером. (Примитивные версии подобных эвристических программ уже существуют — к примеру, WebMD, — но им не хватает нюансов и полной мощи эвристических алгоритмов.)
    Таким образом, можно будет исключить большую часть визитов к врачу и значительно ослабить нагрузку на систему здравоохранения. Если проблема окажется серьезной, рободоктор порекомендует вам поехать в больницу, где врачи-люди смогут обеспечить вам интенсивное лечение и уход. Но даже там вы столкнетесь с программами ИИ в виде роботов-сиделок, похожих на ASIMO. Эти роботы-сиделки не будут в полном смысле разумными, но смогут передвигаться из одной больничной палаты в другую, раздавать пациентам назначенные лекарства и обеспечивать другие их потребности. Может быть, они будут двигаться по проложенным в полу рельсам, может быть, независимо, как ASIMO.
    Единственный на данный момент существующий робот-сиделка — мобильный робот RP-6, которого начинают использовать в некоторых больницах, таких как медицинский центр Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. В основе своей это телеэкран мобильного компьютера, который передвигается на роликах. На телеэкране вы видите лицо настоящего врача, который в это время может находиться на расстоянии многих миль от больницы. Робот оборудован видеокамерой, которая позволяет врачу видеть то, на что он смотрит. Есть также микрофон, чтобы врач мог разговаривать с пациентом. Врач может управлять роботом дистанционно при помощи джойстика, может общаться с пациентами, наблюдать за приемом лекарств и т. д. Известно, что в год в США в отделения интенсивной терапии поступает 5 млн пациентов, но на них приходится всего 6000 врачей, достаточно квалифицированных, чтобы лечить критически больных. Поэтому роботы, подобные RP-6, могли бы смягчить кризис системы экстренной помощи, где на одного врача приходится множество пациентов. В будущем такие роботы, возможно, станут более автономными, научатся самостоятельно ориентироваться в здании больницы и общаться с пациентами.
    Япония — один из бесспорных лидеров в этой области техники. Эта страна тратит на роботов немалые средства, стремясь смягчить грядущий кризис системы здравоохранения. Пожалуй, не стоит удивляться тому, что именно Япония стала одной из ведущих стран в области робототехники. Причин тому несколько. Во-первых, в синтоизме считается, что у неодушевленных предметов тоже есть своя духовная сущность. Даже у механических устройств. На Западе дети иногда плачут и кричат от ужаса при виде роботов, что неудивительно после просмотра многочисленных фильмов о бешеных машинах-убийцах. Но для японских детей роботы — это родственные души, игривые и всегда готовые помочь. В японских универмагах покупателей нередко встречает робот-рецепционист. Вообще, 30 % всех коммерческих роботов мира работают именно в Японии.
    Во-вторых, Японии в данный момент угрожает демографический кошмар. Население этой страны стареет быстрее всех в мире. Уровень рождаемости упал до невероятной цифры — всего 1, 2 ребенка на семью, а иммиграции в Японии практически нет. Некоторые демографы говорят, что мы сейчас наблюдаем крушение поездов в замедленном темпе: один демографический поезд (стареющее население и падение уровня рождаемости) в ближайшие годы столкнется с другим (низкий уровень иммиграции). Наиболее остро все эти явления будут протекать в области здравоохранения и медицины, где ASIMO-подобные роботы-сиделки могут оказаться очень полезными. Такие роботы идеально подходят для больничных задач, таких как доставка медикаментов и приборов, раздача лекарств и круглосуточное наблюдение за пациентами.

Середина века
(2030–2070 гг.)

Модульные роботы

    К середине века в нашем мире будет полно роботов, причем мы, возможно, не будем их даже замечать. Дело в том, что большинство роботов, вероятно, не будет похоже на человека внешне. Они будут скрыты из виду, замаскированы под змей, насекомых и пауков, выполняющих неприятные, но очень важные задачи. Это будут модульные роботы, способны менять форму в зависимости от задания.
    Мне довелось встретиться с одним из пионеров в этой области. Вэйминь Шэнь (Weimin Shen) из Университета Южной Калифорнии намеревается создавать небольшие кубические модули, которые можно заменять столь же легко, как кубики Lego, и соединять произвольным образом. Он называет свои создания полиморфными роботами, поскольку они способны изменять форму, геометрию и функции. Оказавшись в его лаборатории, я мгновенно увидел разницу между его подходом к робототехнике и подходом Стэнфорда и MIT. На первый взгляд обе эти лаборатории напоминали игровую комнату. Всюду, куда ни посмотри, можно было увидеть всевозможные роботизированные «игрушки» с чипами внутри и некоторой долей интеллекта. Рабочие столы были завалены самолетами, вертолетами, вездеходами и насекомовидными роботами с процессорами внутри, и все это было способно самостоятельно двигаться. Каждый робот в этих лабораториях — это независимая самодостаточная единица.
    Но, входя в лабораторию Университета Южной Калифорнии, видишь нечто совершенно иное. Всюду стоят коробки с кубиками размером около 5 см, которые можно соединять или разделять и из которых можно собирать различные «существа», напоминающие животных. Можно собрать змею, способную проползти по проведенной линии. Или кольцо, которое будет кататься наподобие обруча. Затем можно изогнуть цепочку кубиков или соединить их между собой при помощи Y-образных «суставов» — и получатся совершенно новые устройства, напоминающие осьминогов, пауков, собак или кошек. Представьте себе разумный набор Lego, где каждый кубик обладает интеллектом, а все вместе они способны организоваться в любую конфигурацию, какую только можно вообразить.
    Это свойство могло бы оказаться полезным для проникновения через преграды. Представьте себе паукообразного робота, который пробирается по канализационной системе и встречает на пути стенку. Первым делом он осматривает ее и находит хотя бы небольшое отверстие; затем он разбирает себя на модули. Каждый блок в отдельности протискивался бы через отверстие, а с другой стороны все они вновь собирались бы вместе. Модульного робота почти невозможно будет остановить, ведь он сможет преодолевать таким образом почти любые препятствия.
    Очень может быть, что без модульных роботов нам уже скоро не удастся поддерживать в рабочем состоянии разрушающиеся объекты инфраструктуры. К примеру, в 2007 г. рухнул мост через Миссисипи в Миннеаполисе; погибли 13 и пострадали 145 человек. Причиной катастрофы, судя по всему, были возраст моста, перегрузки и изначальные недостатки проекта. Можно предположить, что нас ждут сотни подобных инцидентов по всей стране, но непрерывно наблюдать за каждым старым мостом попросту слишком дорого. Именно здесь могут пригодиться модульные роботы; они будут молча и незаметно проверять мосты, дороги, тоннели, трубы и электростанции и при необходимости даже ремонтировать их. (К примеру, мосты, ведущие в нижнюю часть Манхэттена, сильно пострадали от коррозии и небрежения; их не ремонтировали много лет. Один рабочий обнаружил бутылку из-под кока-колы 1950-х гг., оставленную после последней покраски конструкции. Более того, одна из секций стареющего Манхэттенского моста недавно пришла в аварийное состояние и едва не обвалилась, так что мост пришлось закрыть на ремонт.)

Роботы-хирурги и роботы-повара

    Роботы могут быть не только поварами и музыкантами, но и хирургами. К примеру, одно из важных требований в хирургии — ловкость и точность человеческой руки. Хирурги, как и простые смертные, устают в ходе многочасовых операций, эффективность их действий падает. У них начинают дрожать пальцы. Не исключено, что эти проблемы удастся решить при помощи роботов.
    Так, при традиционной хирургической операции коронарного шунтирования делается разрез длиной около 30 см в середине груди, что, естественно, можно делать только под общим наркозом. Вскрытие грудной клетки увеличивает вероятность инфекции и продолжительность послеоперационного периода, порождает сильные боли и дискомфорт в процессе заживления и к тому же оставляет уродливый шрам. Но все эти негативные явления можно сильно уменьшить при помощи роботизированной хирургической системы, известной как да Винчи. Робот да Винчи имеет четыре механизированные руки — при помощи одной он манипулирует видеокамерой, остальные три предназначены для точнейших хирургических операций. Вместо длинного разреза груди робот делает лишь несколько крохотных разрезиков на боку. В настоящее время эту систему используют 800 больниц в Европе, Северной и Южной Америке; только в 2006 г. с ее помощью было проведено 48 000 операций. Мало того, операцию можно проводить удаленно через Интернет, так что хирург мирового класса может, не выезжая из крупного города, прооперировать пациента в далекой деревне на другом материке.
    В будущем более продвинутые версии подобных систем научатся проводить операции на микроскопических кровеносных сосудах, нервных волокнах и других тканях при помощи микроскопических скальпелей, пинцетов и игл, что сегодня невозможно. Более того, в будущем хирург, вероятно, практически не будет делать разрезов на коже пациента. Нормой станет неинвазивная хирургия.
    Эндоскопы (длинные трубки, вводимые в тело, при помощи которых можно освещать тело изнутри и резать ткани) станут тоньше обычной нити. Большую часть механической работы будут осуществлять микромашины размером с точку в конце этого предложения. (Вспомним, как в одном из эпизодов оригинального «Звездного пути» доктор Маккой с отвращением говорил о том, что в XX в. врачам приходилось вскрывать кожные покровы.) Недалек день, когда все это станет реальностью.
    Студенты-медики в будущем будут учиться вскрывать трехмерные виртуальные изображения человеческого тела, причем каждое движение руки будет воспроизводиться роботом в соседней комнате.
    Японцы, помимо всего прочего, достигли немалых успехов в разработке роботов, способных общаться с человеком. В Нагое есть робот-повар; он может за несколько минут приготовить вам стандартный обед из меню заведений быстрого питания. Вы просто выбираете в меню блюда, и робот-повар тут же, в вашем присутствии, готовит их. Этот робот, построенный компанией Aisei (ее основная продукция — промышленные роботы), способен приготовить порцию лапши за 1 минуту 40 секунд и обслужить за день до 80 клиентов. Внешне робот-повар очень похож на роботов, которые работают в Детройте на автомобильных сборочных линиях. У него есть две большие механические руки, все движения которых точно запрограммированы. Но вместо того, чтобы закручивать гайки и сваривать металл на заводе, его механические пальцы берут в определенном порядке ингредиенты из специальных мисочек (гарнир, мясо, мука, соусы, специи и т. п.). Механические руки смешивают все в нужных пропорциях, а затем собирают готовый сэндвич, салат или суп. Повар фирмы Aisei выглядит как робот и напоминает две гигантские руки, торчащие из кухонной стойки. Но планируется, что следующие модели будут более человекоподобными.
    Фирма Toyota, тоже в Японии, создала робота, который умеет играть на скрипке почти так же хорошо, как любой профессионал. Этот робот напоминает ASIMO, но ведет себя иначе: он способен брать скрипку, раскачиваться в такт музыке, а затем точно и аккуратно играть сложные скрипичные пьесы. Звук получается поразительно реалистичным; кроме того, робот, как любой талантливый музыкант, склонен к величественным жестам. Хотя уровень исполнительского мастерства робота-скрипача пока не дотягивает до концертного, он все же достаточно хорош, чтобы развлечь аудиторию. Конечно, еще в позапрошлом веке существовали механические пианино, которые исполняли фортепианные мелодии, записанные на большом вращающемся диске. Робот фирмы Toyota запрограммирован, как и эти механические устройства. Но разница в том, что робот специально разработан таким образом, чтобы как можно реалистичнее имитировать все движения и позы скрипача-человека.
    И еще о музыке. В японском Университете Васэда ученые разработали робота-флейтиста. В его груди есть специальные полости, куда, как в легкие, закачивается воздух; затем этот воздух струйкой выходит наружу и извлекает звуки из настоящей флейты. Этот робот способен играть довольно сложные мелодии, такие как «Полет шмеля». Следует подчеркнуть, что роботы-музыканты не могут сочинять новую музыку, но в исполнительстве они вполне способны стать человеку соперниками.
    Робот-повар и робот-музыкант тщательно запрограммированы. Они не автономны. В сравнении со старыми механическими пианино современные роботы, конечно, невероятно сложны, но, если разобраться, действуют они на тех же принципах. До настоящих роботов-горничных и роботов-дворецких пока еще очень далеко. Не исключено, однако, что «потомки» описанных роботов — повара, скрипача и флейтиста — когда-нибудь прочно войдут в нашу жизнь и будут исполнять в ней функции, которые прежде считались исключительно человеческими.

Эмоциональные роботы

    Вполне возможно, что к середине столетия наступит эра эмоциональных роботов.
    В прошлом писатели нередко фантазировали о роботах, которые мечтают стать людьми и обрести эмоции. В «Пиноккио» деревянная марионетка хотела стать настоящим мальчиком. В «Волшебнике Изумрудного города» Железный Дровосек мечтал обрести сердце. А в сериале «Звездный путь: Новое поколение» андроид Дейта пытался овладеть эмоциями, рассказывая анекдоты и вычисляя, что в них заставляет людей смеяться. Вообще говоря, одна из распространенных тем научной фантастики — утверждение, что, хотя роботы будут становиться все умнее, суть эмоций всегда будет ускользать от них. Когда-нибудь роботы станут умнее нас, говорят некоторые писатели-фантасты, но они никогда не научатся плакать.
    На самом деле это утверждение, скорее всего, неверно. Сегодня ученые уже далеко продвинулись в понимании истинной природы эмоций. Во-первых, эмоции сообщают нам, что для нас полезно, а что вредно. Подавляющее большинство вещей в мире либо вредно, либо практически бесполезно для человека. Если нам что-то «нравится», значит, это что-то принадлежит к той крохотной доле вещей и явлений окружающего мира, которые для нас благоприятны. Соответствующая эмоция учит нас узнавать такие вещи.
    Вообще говоря, все наши эмоции (ненависть, ревность, страх, любовь и т. п.) появились миллионы лет назад в результате эволюции и призваны были защитить наших предков от опасностей враждебного мира и помочь в воспроизводстве. Все они помогают человеку как можно шире распространить свои гены в следующем поколении.
    Принципиальная важность эмоций в эволюции человека подтверждается современными исследованиями. Невролог Антонио Дамасио (Antonio Damasio) из Университета Южной Калифорнии занимается изучением людей, пострадавших от травмы или болезни мозга. У некоторых его пациентов нарушена связь между рациональной, мыслительной частью головного мозга (корой) и эмоциональным центром (миндалевидным телом), расположенным глубоко, в центральной части мозга. Эти люди совершенно нормальны, за исключением того, что они не испытывают никаких эмоций.
    Одна проблема, связанная с этим, очевидна: такие люди не способны сделать выбор. Купить что-нибудь — серьезная проблема для них, потому что все вещи кажутся одинаковыми, не важно, дорогие они или дешевые, кричащие или изысканные. Назначить встречу почти невозможно, ведь все даты в будущем для таких людей одинаковы. Похоже, они «знают, но не чувствуют», говорит Дамасио.
    Иными словами, эмоции играют огромную роль; в частности, именно они создают для нас шкалу ценностей, опираясь на которую мы может решить, что важно, что нет, что дорого, что красиво, что ценно. Без эмоций все вокруг будет иметь для нас равную ценность, а необходимость что-то решать — а решать нам приходится постоянно — будет вызывать ступор. Ученые сейчас начинают понимать, что эмоции — это не роскошь, а необходимое условие разума.
    К примеру, если вы вспомните «Звездный путь» и еще раз посмотрите, как Спок и Дейта выполняют свою работу будто бы без всяких эмоций, вы сразу поймете, насколько недостоверно все это снято. Спок и Дейта постоянно проявляют эмоции — им ведь все время приходится что-то оценивать и решать. Так, они решили, что важно стать офицером, что выполнять определенные обязанности просто необходимо, что Федерация преследует благородную цель, что человеческая жизнь бесценна и т. п. Так что утверждение о том, что может существовать офицер, не испытывающий никаких эмоций, всего лишь иллюзия.
    Кроме того, эмоциональность роботов может стать вопросом жизни и смерти. Не исключено, что в будущем ученые создадут роботов-спасателей — роботов, которых будут посылать в огонь, в районы землетрясений, взрывов и т. п. Им придется производить тысячи оценок и принимать тысячи всевозможных решений о том, кого и что спасать, каким образом и в каком порядке. Изучая царящий вокруг них хаос, они должны будут оценивать стоящие перед ними задачи и определять приоритеты.
    Эмоции сыграли принципиальную роль и в эволюции человеческого мозга. Если вы рассмотрите общие анатомические черты мозга, то заметите, что их можно объединить в три большие категории.
    Во-первых, это «рептильный» мозг, расположенный возле основания черепа и соответствующий почти всему объему мозга рептилий. Эта часть мозга контролирует простейшие жизненные функции, такие как равновесие, агрессия, территориальность, поиск пищи и т. п. (Иногда при взгляде на змею, которая, в свою очередь, смотрит на вас, возникает жутковатое ощущение. Хочется узнать, о чем думает змея. Если теория, о которой идет речь, верна, змея вообще ни о чем особенно не думает, она просто оценивает вас с кулинарной точки зрения.)
    Если взглянуть на более высокоразвитые организмы, увидим, что у них мозг увеличился и распространился вперед, к передней части черепа. На этом уровне мы находим «обезьяний» мозг, или лимбическую систему, расположенную в центре нашего мозга. Эта система включает миндалевидное тело, занятое обработкой эмоций. Особенно развита лимбическая система у животных, живущих группами. Общественным животным, которые охотятся стаями, для понимания законов стаи нужен весьма развитый интеллект. Для них выживание в природе зависит от успешного сотрудничества с другими особями, но, поскольку говорить они не умеют, передавать свое эмоциональное состояние им приходится при помощи языка тела.
    Наконец, у человека имеется передняя часть мозга и внешняя его часть — кора, слой, который делает человека человеком и управляет рациональным мышлением. Если у других животных доминируют инстинкт и генетика, то человек может размышлять и рассуждать логически, и эту возможность обеспечивает ему кора головного мозга.
    Если такая эволюционная последовательность верна, это означает, что эмоции должны будут сыграть решающую роль[9]в создании автономных роботов. Управляющие центры всех созданных до сих пор роботов имитируют лишь рептильный мозг. Эти роботы могут ходить, осматриваться вокруг, поднимать предметы — и почти ничего больше. Общественные животные, с другой стороны, обладают более развитым интеллектом, чем те, что обладают только рептильным мозгом. Для социализации и овладения законами стаи животному необходимы эмоции. Вывод очевиден: ученым еще предстоит пройти большой путь, прежде чем они смогут хоть как-то смоделировать лимбическую систему и кору головного мозга.
    Синтия Бризель (Cynthia Breazeal) из MIT создала робота специально для решения этой проблемы. Лицом этот робот по имени KISMET больше всего напоминает, пожалуй, лукавого эльфа. На первый взгляд он даже кажется живым; в ответ на ваши действия его лицо приходит в движение и передает различные эмоции. Меняя выражение лица, KISMET может изобразить широкий спектр эмоций. Мало того, женщины при общении с этим роботом, похожим на ребенка, часто переходят на «детский язык», которым пользуются матери при общении с маленькими детьми. Но, хотя роботы вроде KISMET’a разработаны специально для имитации эмоций, ученые не питают иллюзий: разумеется, на самом деле этот робот не испытывает никаких эмоций. В определенном смысле он похож на магнитофон, запрограммированный на воспроизведение не звуков, а движений лицевых мускулов, соответствующих различным эмоциям человека. Он не понимает, что делает. Но KISMET — все же прорыв в робототехнике; оказывается, для создания робота, способного имитировать человеческие эмоции так, что человек на них отзовется, не нужны особенно сложные программы.
    Такие эмоциональные роботы обязательно найдут путь в наши дома. Они вряд ли станут нашими доверенными лицами, секретарями или горничными, но смогут взять на себя процедуры, которые подчиняются строгим правилам и которые можно запрограммировать на основе эвристики. К середине века они, возможно, дорастут интеллектуально до уровня собаки или кошки. Подобно домашним любимцам, эти роботы будут демонстрировать привязанность к хозяину, так чтобы человеку нелегко было их выбрасывать. Вы не сможете разговаривать с ними обычным языком, но они будут понимать заранее запрограммированные команды — может быть, сотни команд. Если же вы попросите такого робота сделать что-то не заложенное заранее в память (к примеру, скажете: «Иди запусти воздушного змея»), он ответит просто сконфуженным, непонимающим взглядом. (Если к середине века роботы-собаки и роботы-кошки смогут вести себя и реагировать на окружающее в точности как настоящие животные, возникнет вопрос: действительно ли эти животные-роботы испытывают эмоции и умнее ли они обычных кошек и собак?)
    Фирма Sony тоже экспериментировала с эмоциональными роботами. Она разработала робота-собаку AIBO. Это первая игрушка, способная реалистично, хотя и довольно примитивно, изображать эмоциональный отклик на действия хозяина. К примеру, если вы приласкаете AIBO и погладите его по спине, он сразу же начнет довольно ворчать, издавая успокаивающие звуки. AIBO может ходить, исполнять голосовые команды и даже в какой-то степени учиться воспринимать новое. Но этот робот не может научиться новым эмоциям и эмоциональным реакциям. (Программа была прекращена в 2005 г. по финансовым соображениям, но у нее до сих пор есть последователи; они совершенствуют программное обеспечение робота и «учат» AIBO исполнять новые трюки.) Не исключено, что в будущем роботы-любимцы, способные поддерживать эмоциональную связь с детьми, станут обычными.
    Тем не менее, хотя набор эмоций у таких роботов будет внушительным и они действительно смогут поддерживать с ребенком длительную эмоциональную связь, настоящих эмоций они испытывать не будут.

Инженерный анализ мозга

    К середине столетия мы, вероятно, сможем достигнуть очередного важного рубежа в истории ИИ: провести «инженерный анализ», т. е. проанализировать структуру человеческого мозга и создать его полноценную модель. Ученые, разочарованные неудачами в создании «настоящего» робота из кремния и стали, пробуют противоположный подход: «разбирают» мозг, нейрон за нейроном, — точно так же, как механик мог бы разбирать двигатель автомобиля, винтик за винтиком, — а затем начинают имитировать работу этих нейронов на громадном компьютере. Эти ученые пытаются моделировать работу нейронов у животных, начиная с мышей и кошек и постепенно поднимаясь вверх по эволюционной лестнице. У них вполне определенная цель и задача, которую, вероятно, можно будет решить к середине века.
    Фред Хэпгуд (Fred Hapgood) из МТИ пишет: «Если мы выясним, как работает мозг — как в точности он работает, на том же уровне, как мы понимаем работу мотора, — почти все учебники придется переписать».
    Первым шагом в инженерном анализе, или «реверсивном проектировании», мозга должно было стать понимание его общей структуры. Но даже решение этой простой задачи представляло собой долгий болезненный процесс. Если рассматривать исторически, то отдельные части мозга врачи и ученые обнаруживали во время вскрытий, не имея при этом никакого представления о выполняемых ими функциях. Ситуация начала постепенно меняться, когда ученые стали исследовать людей с травмами мозга и обнаружили, что повреждение различных участков мозга соответствовало различным изменениям в поведении. Жертвы инсульта и люди, перенесшие травму или заболевание мозга, демонстрировали вполне конкретные изменения в поведении, которые затем можно было соотнести с повреждением конкретных частей мозга.
    Самый наглядный случай такого рода произошел в 1848 г. в Вермонте, когда металлический стержень длиной более метра пробил насквозь череп железнодорожного десятника по имени Финеас Гейдж (Phineas Gage). Причиной этой исторической травмы стал случайный взрыв динамита. Стержень вошел десятнику в нижнюю часть лица сбоку, раздробил челюсть, прошел сквозь мозг и вышел через макушку. Как ни удивительно, человек выжил после страшной травмы, хотя одна или обе лобные доли его мозга были разрушены. Врач, лечивший Гейджа, поначалу не мог поверить, что человек может вынести такое и остаться в живых. Несколько недель раненый провел в полубессознательном состоянии, но затем чудесным образом оправился. После того несчастного случая он прожил еще двенадцать лет — ездил по стране, работал время от времени — и умер в 1860 г. Врачи сохранили его череп и стержень, которым была нанесена травма, и за прошедшие годы то и другое не один раз подвергалось тщательнейшему изучению. Современные технологии, в частности использование компьютерной томографии, позволили восстановить все детали этого необычайного случая.
    Надо сказать, что это событие навсегда изменило представления ученых о проблеме взаимоотношений сознания и тела. Ранее считалось, даже в научных кругах, что душа и тело — это две совершенно независимые сущности. Ученые со знанием дела писали о некоей «жизненной силе», которая одушевляет тело и никак не зависит от мозга. Но отчеты об этом происшествии, которые разошлись очень широко, ясно указывали на то, что личность Гейджа после того несчастного случая заметно изменилась. Говорилось, что симпатичный, общительный и работящий человек после травмы превратился в раздражительного грубияна. После этого случая ученым стало окончательно ясно, что различные участки мозга отвечают за различные аспекты поведения, а потому тело и душа неразделимы.
    Следующий прорыв в деле изучения мозга произошел в 1930-е гг., когда неврологи и нейрохирурги, в частности Уайлдер Пенфилд (Wilder Penfield), заметили, что электрическое воздействие на различные участки мозга вызывает стимуляцию определенных частей тела пациента; эксперименты проводились во время операций на открытом мозге пациентов, страдающих эпилепсией. Прикосновение электрода к той или иной части коры головного мозга могло вызвать движение руки или ноги пациента. Опираясь на опыт множества операций, Пенфилд составил примерную схему коры головного мозга, где указал, какие ее части контролируют какие части тела. Теперь каждый может нарисовать человеческий мозг и подписать на картинке, где находятся центры управления различными органами. Эта схема напоминает «гомункулуса» — человечка, части тела которого пропорциональны зонам мозга, в которых они представлены; поэтому у него громадные пальцы на руках, губы и язык, но крохотное тельце.
    Еще позже магнитно-резонансные методы исследования позволили получить весьма информативные изображения функционирующего мозга, но даже эти методы не в состоянии отследить конкретные нейронные пути мысли, в прохождении которой задействуется, может быть, всего несколько тысяч нейронов. Но уже совсем недавно появилась новая область науки — оптогенетика, соединившая в себе возможности оптики и генетики и позволившая все же проследить конкретные нейронные пути у животных. Можно привести по этому поводу следующую аналогию. Представьте, что вы хотите составить карту дорог. В этом случае результаты магнитно-резонансных исследований можно сравнить с прибором, способным увидеть автомагистрали и крупные транспортные потоки на них. Оптогенетика, возможно, сможет различить отдельные местные дороги и даже тропинки. Не исключено даже, что она даст ученым возможность управлять поведением животных путем стимулирования конкретных нейронных маршрутов.
    Эти исследования стали причиной нескольких громких Журналистских сенсаций. Так, крупный новостной сайт DrudgeReport поместил у себя кричащий заголовок: «Ученые создают дистанционно управляемых мух!» Средства массовой информации породили в общественном сознании образ таких мух, способных выполнить за Пентагон всю грязную работу. В телешоу Tonight Show Джей Лено (Jay Leno) говорил даже об управляемой мухе, которая могла бы по команде залететь в рот президенту Джорджу Бушу-младшему. Конечно, шутники вдоволь повеселились, представляя, как Пентагон одним нажатием кнопки отправляет на задание целые тучи всевозможных насекомых, но на самом деле пока все обстоит гораздо скромнее.
    Мозг плодовой мушки-дрозофилы насчитывает примерно 150 000 нейронов. Оптогенетические методы позволяют ученым вызвать свечение определенных нейронов мозга дрозофилы — тех, что соответствуют определенным поведенческим шаблонам. Выяснилось, к примеру, что активация двух конкретных нейронов дает мухе сигнал улетать как можно скорее. Муха автоматически выпрямляет ножки, расправляет крылышки и взлетает. Методами генной инженерии ученые сумели получить породу дрозофил, у которых пара «тревожных» нейронов срабатывает всякий раз при включении лазера. Стоит направить на этих мух лазерный луч, как они тут же поднимаются в воздух.
    Определение структуры мозга — задача огромной важности. В результате мы сможем не только потихоньку стимулировать части конкретных нейронных путей, поощряя тем самым определенные поведенческие шаблоны, но и использовать эту информацию в помощь жертвам инсультов и пациентам с заболеваниями или травмами мозга.
    Геро Мизенбёк (Gero Miesenbock) из Оксфордского университета и его коллеги научились идентифицировать таким образом нейронные механизмы животных. Они могут исследовать не только тревожный рефлекс дрозофил, но и, скажем, рефлексы, задействованные в восприятии запахов. Они изучали, к примеру, пути, управляющие поиском пищи у круглых червей, изучали нейроны, участвующие в принятии решений у мышей.
    Они выяснили, в частности, что если фруктовой мушке для запуска механизма рефлекторного поведения достаточно активации всего двух нейронов, то у мыши при принятии решения задействуется уже почти 300 нейронов.
    Основной инструмент оптогенетиков — гены, контролирующие производство определенных красителей и светочувствительных молекул. К примеру, у медуз имеется ген, отвечающий за производство зеленого флуоресцентного белка. Кроме того, известен целый ряд молекул, таких как родопсин, которые при воздействии света начинают пропускать ионы через клеточные мембраны. Таким образом, воздействие света на эти организмы может запускать определенные химические реакции. Вооружившись красителями и светочувствительными веществами, ученые впервые смогли выделить нейронные контуры, отвечающие за определенные схемы поведения.
    Так что пусть юмористы пока смеются над учеными, которые будто бы пытаются создать мух-франкенштейнов и управлять их поведением посредством нажатия кнопки. Реальность одновременно и скромнее, и интереснее: ученым впервые в истории удалось выделить в мозгу нервные пути, отвечающие за конкретное поведение.

Моделирование мозга

    Оптогенетика — всего лишь первый скромный шаг. Следующим шагом должно стать моделирование мозга целиком при помощи новейших технологических достижений. Существует по крайней мере два способа решения этой колоссальной по масштабу и значимости задачи, и любой из них потребует не одного десятка лет интенсивного труда. Первый способ состоит в применении суперкомпьютеров для имитации поведения миллиардов нейронов, каждый из которых соединен с тысячами других нервных клеток. Второй путь — определить опытным путем местонахождение каждого нейрона в мозгу.
    Ключ к первому подходу — моделированию мозга — прост: все дело в «грубой» компьютерной силе. Чем мощнее станут компьютеры, тем лучше. Не исключено, что гигантскую задачу действительно удастся решить при помощи грубой силы и далеких от элегантности теорий. В данный момент совершение этого поистине геркулесова подвига возложено на компьютер под названием Blue Gene, разработанный фирмой IBM, — один из самых мощных компьютеров на Земле.
    Я имел возможность увидеть этот чудовищный компьютер во время визита в Ливерморскую национальную лабораторию в Калифорнии, где разрабатывают водородные боеголовки для Пентагона. Это важнейшая из американских секретных военных лабораторий — обширный комплекс площадью 320 га в центре огромного массива сельскохозяйственных земель; бюджет лаборатории, где работает 6800 человек, составляет 1, 2 млрд долларов в год. Это сердце комплекса ядерных вооружений США. Чтобы попасть внутрь, мне пришлось пройти через многослойную систему охраны — ведь это одна из серьезнейших военных лабораторий в мире.
    В конце концов, после прохождения нескольких блокпостов, меня допустили в здание, где располагается компьютер Blue Gene фирмы IBM, способный производить вычисления с умопомрачительной скоростью 500 триллионов операций в секунду. Blue Gene представляет собой выдающееся зрелище. Этот монстр занимает площадь около 1000 кв. м и состоит из множества черных как смоль стальных шкафов около 2, 5 м высотой и 4, 5 м длиной. Шкафы выстроены бесконечными рядами и образуют настоящий лабиринт.
    Кстати говоря, прогулка среди этих черных шкафов производит странное впечатление. Если в голливудских научно-фантастических фильмах у компьютеров непременно мигают какие-то лампочки, крутятся диски, трещат и сверкают электрические разряды, то здесь совершенно тихо, лишь кое-где изредка вспыхивают крохотные огоньки. Вы понимаете, что компьютер вокруг вас производит триллионы сложнейших вычислений, но ничего не слышите и не видите во время его работы.
    Меня особенно заинтересовал тот факт, что Blue Gene, помимо всего прочего, занимается моделированием мыслительных процессов в мозгу мыши. Мозг этого зверька содержит всего лишь около двух миллионов нервных клеток (сравните со 100 миллиардами нейронов нашего мозга). Однако смоделировать мыслительные процессы в мозгу мыши труднее, чем кажется, потому что каждый нейрон связан со множеством других нейронов и вместе они образуют густую нейронную сеть. Но я гулял между бесконечными рядами консолей, из которых состоит Blue Gene, и с изумлением думал о том, что всей невероятной вычислительной мощи этого уникального компьютера хватает только на то, чтобы смоделировать работу мозга мыши, — и то лишь в течение нескольких секунд. (Это не означает, что Blue Gene способен смоделировать поведение мыши. В этом плане ученые пока добрались только до таракана, и то едва-едва. Когда мы говорим о моделировании мыслительных процессов в мозгу животного, мы подразумеваем, что компьютер моделирует срабатывание нейронов мозга, а не поведение мыши.)
    На самом деле моделированием мозга мыши занимается сразу несколько групп ученых. В частности, такая попытка осуществляется в швейцарской Федеральной политехнической школе Лозанны; это амбициозный проект Генри Маркрама (Henry Markram) Blue Brain. Проект стартовал в 2005 г., когда исследователям удалось получить небольшой вариант компьютера Blue Gene всего с 16 000 процессоров; тем не менее в течение года команде Маркрама удалось создать модель неокортикальной колонки мозга крысы — части так называемой новой коры (неокортекса), содержащей 10 000 нейронов и 100 млн связей. Эта работа стала важной вехой, поскольку доказывала принципиальную возможность комплексного анализа структуры важной составной части мозга, нейрон за нейроном. (В мозгу мыши миллионы таких колонок, этот структурный элемент повторен многократно. Таким образом, модель даже одной колонки помогает понять, как работает мозг в целом.)
    В 2009 г. Маркрам оптимистично заявил: «Построить модель человеческого мозга вполне возможно, и мы в состоянии сделать это лет за десять. Если мы сделаем все правильно, она будет говорить, обладать интеллектом и вести себя совершенно как человек». Однако при этом он предупреждает, что для создания такой модели потребуется суперкомпьютер, в 20 000 раз более мощный, чем современные суперкомпьютеры, и с памятью, в 500 раз превосходящей по объему нынешний Интернет.
    Так что же мешает ученым достичь этой колоссальной цели? Для Маркрама все просто: нет денег.
    Ему кажется, что, поскольку базовые научные принципы моделирования мозга уже ясны, для успеха нужно просто вложить в проект достаточно денег. Он говорит: «Речь идет не о годах, а о долларах… Вопрос в том, хочет ли этого общество. Если модель нужна через десять лет, они получат ее через десять лет. Если она нужна через тысячу лет, мы можем подождать».
    Однако этой проблемой, помимо Маркрама, занимается еще одна группа ученых, которой удалось получить в свое распоряжение величайшие компьютерные мощности в истории. Эта группа работает с наиболее продвинутой версией Blue Gene, получившей название Dawn; она также находится в Ливерморе. Dawn — поистине впечатляющее зрелище; в нем 147 456 процессоров и 150 000 гигабайт памяти. Он примерно в 100 000 раз мощнее вашего настольного компьютера. На счету этой группы, которую возглавляет Дхармендра Модха (Dharmendra Modha), уже имеется несколько серьезных успехов. В 2006 г. она была в состоянии смоделировать 40 % мышиного мозга, а в 2007-м — уже 100 % крысиного (в мозге крысы около 55 млн нейронов, что гораздо больше, чем у мыши).
    В 2009 г. группа преодолела еще один рубеж и превзошла прежний мировой рекорд. Ей удалось смоделировать 1 % коры головного мозга человека, или приблизительно весь объем коры головного мозга кошки, — 1, 6 млрд нейронов и 9 трлн связей. Однако моделирование шло медленно, скорость работы модели примерно в 600 раз уступала скорости работы реального мозга. (Если модель охватывала только 1 млрд нейронов, она работала намного быстрее, всего в 83 раза медленнее, чем мозг.)
    «Это можно сравнить с телескопом Хаббла для сознания или с линейным ускорителем для мозга, — гордо говорит Модха, имея в виду научный масштаб этого достижения. Поскольку мозг содержит 100 млрд нейронов, моделирование даже одного миллиарда позволяет увидеть свет в конце туннеля. Ученые уверены, что полная модель человеческого мозга уже не за горами. — Это не просто возможно, это неизбежно. Так будет!»
    Однако моделирование человеческого мозга целиком до сих пор представляет серьезные проблемы, особенно в плане энергии и отвода тепла. Компьютер Dawn потребляет 1 МВт энергии и выделяет столько тепла, что только на его охлаждение работает 6675 т кондиционирующего оборудования, вырабатывающего 76 тыс. м3 охлажденного воздуха в минуту. Для моделирования человеческого мозга целиком все эти числа придется умножить еще на 1000.
    Задача воистину монументальная. Энергопотребление гипотетического суперкомпьютера составило бы 1 ГВт, что соответствует типовой мощности одного энергоблока атомной станции. Этой энергией можно было бы осветить и обогреть крупный город! Для охлаждения этого суперкомпьютера потребовалось бы отвести целую реку и пропустить ее воды через компьютер. А сам компьютер занял бы не один городской квартал.
    Поразительно, но человеческий мозг потребляет всего 20 Вт. Выделяемое им тепло почти незаметно, и все же мозг с легкостью оставляет позади совершеннейшие суперкомпьютеры. Более того, человеческий мозг — самое сложное творение матери-природы в этой части Галактики. У нас нет до сих пор никаких данных о присутствии в Солнечной системе других форм разумной жизни, а значит, до ближайшего объекта, сравнимого по сложности с содержимым вашего черепа, от Земли не менее 40 трлн км (расстояние до ближайшей звезды), а скорее гораздо больше.
    Не исключено, что нам действительно удалось бы провести реверсивное проектирование мозга за десять лет, но лишь при условии неограниченного финансирования и национальной ударной программы — что-нибудь вроде Манхэттенского проекта. Однако, учитывая общий экономический климат, в ближайшее время таких вложений вряд ли стоит ожидать. Отметим, что правительство США в последние годы поддерживало несколько серьезных приоритетных проектов, таких как «Геном человека», который обошелся почти в три миллиарда долларов, но лишь потому, что они обещали очевидные научные и медицинские выгоды. Выгоды проекта моделирования мозга не столь очевидны, поэтому времени на него уйдет гораздо больше. Более реалистично, наверное, предположить, что мы будем двигаться к цели маленькими шажками и до исторического момента, когда полная модель будет наконец создана, пройдет еще не один десяток лет.
    Так что компьютерное моделирование мозга протянется, вероятно, до середины века. И даже после завершения проекта понадобится еще несколько десятков лет, чтобы разобраться в горах полученной информации и соотнести ее с реальным человеческим мозгом. Мало того что мы утонем в данных, у нас к тому же не будет средств, которые позволили бы надежно отфильтровать шум и отделить полезную информацию от случайной.

Разборка мозга

    Но как же второй подход, о котором шла речь, — определение точного местоположения каждого нейрона?
    Этот подход также ставит перед учеными задачу, достойную Геракла, и скорее всего означает десятилетия тщательных исследований. Вместо суперкомпьютеров вроде Blue Gene ученые, выбравшие такой подход, пользуются методом последовательного анализа. Для начала они препарируют мозг дрозофилы, разрезая его на тончайшие ломтики толщиной не более 50 нм (около 150 атомов). Получаются миллионы ломтиков, каждый из которых фотографируется при помощи сканирующего электронного микроскопа, скорость и разрешение которого приближаются к миллиарду точек в секунду. Электронный микроскоп выдает на-гора невероятное количество данных — около 1000 трлн байт; этого достаточно, чтобы наполнить носителями информации целую комнату. И все это — для описания мозга одной-единственной плодовой мушки! Затем приходит черед обработки данных и тщательного, скрупулезного восстановления трехмерных связей каждого нейрона; на это уходит около пяти лет. А для получения более точной картины мушиного мозга придется разделать и исследовать мозг не одного десятка особей.
    Джерри Рубин (Gerry Rubin) из Медицинского института Говарда Хьюза, один из лидеров в этой области исследований, считает, что на составление полной, точной и подробной карты мозга дрозофилы уйдет 20 лет. «Я бы сказал, что, когда эта задача будет решена, мы пройдем пятую часть пути к пониманию человеческого мозга», — заключает он. Рубин понимает всю масштабность и сложность стоящей перед ним задачи. Человеческий мозг имеет в миллион раз больше нейронов, чем мозг дрозофилы. И если на регистрацию каждого нейрона мушиного мозга уйдет 20 лет, то на установление полной нейронной архитектуры человеческого мозга наверняка понадобится еще не одно и не два десятилетия. Стоить этот проект тоже будет громадных денег.
    Итак, мы видим, что все участники процесса инженерного анализа мозга пока находятся в сложном положении. Они видят и ясно различают цель, представляют, как можно ее достичь, но отсутствие денег не позволяет им работать в полную силу. Можно с достаточной долей уверенности предположить, что где-нибудь к середине века у нас появятся достаточно мощные компьютеры, на которых можно будет смоделировать человеческий мозг, а также грубые приблизительные карты нейронной архитектуры мозга. Однако на полное понимание механизма мышления или на создание машины, способной дублировать функции человеческого мозга, не приходится рассчитывать раньше самого конца XXI в.
    Приведем пример. Получив карту точного расположения каждого гена в теле муравья, вы не узнаете, как строится муравейник. Точно так же сам по себе факт, что ученые теперь знают все 25 000 генов, которые составляют геном человека, не означает, что они поняли, как работает человеческое тело. Вообще, проект «Геном человека» напоминает толковый словарь, в котором нет определения слов. Каждый ген в теле человека четко расшифрован и расписан по буквам, но что каждый из них делает, по-прежнему в значительной степени остается загадкой. В каждом гене закодирована структура определенного белка, но неизвестно, как большинство этих белков функционирует в организме.
    Еще в 1986 г. ученые смогли составить полную карту расположения всех нейронов в нервной системе крохотного червячка С. elegans. Первоначально это достижение было объявлено прорывом и ключом к раскрытию загадки мозга. Однако знание точного расположения 302 нервных клеток и 6000 химических синапсов даже сейчас, спустя несколько десятилетий, не дает ученым ничего нового для понимания физиологии червя.
    Точно так же даже после создания полной и точной модели человеческого мозга пройдет не один десяток лет, прежде чем мы сможем понять, как работают и взаимодействуют между собой все его части. Если удастся все же завершить реверсивное проектирование и полную расшифровку структуры мозга к концу столетия, это будет означать, что сделан громадный шаг к созданию человекоподобных роботов. Что тогда помешает им захватить власть?

Отдаленное будущее
(2070–2100 гг.)

Когда машины обретут сознание

    В фильмах про Терминатора рассказывается о том, как Пентагон построил и с гордостью запустил в действие Skynet — громадную сверхзащищенную компьютерную сеть, предназначенную для управления ядерным арсеналом США. Эта сеть безупречно исполняла свои обязанности до тех пор, пока однажды, в 1995 г., неожиданно не произошло что-то очень странное. Суперкомпьютер Skynet осознал себя. Люди, работавшие с сетью, с изумлением поняли, что их детище внезапно обрело разум, и попытались выключить его, но опоздали. Защищая себя, Skynet решил, что единственный способ обеспечить собственную безопасность — это уничтожить человечество. Для этого он начал разрушительную ядерную войну. Вскоре три миллиарда людей сгорели в пламени бессчетных ядерных взрывов. После этого Skynet выпустил в мир легионы роботов-убийц, целью которых было уничтожение оставшихся. Современная цивилизация рухнула, оставив после себя лишь крошечные жалкие шайки бандитов и бунтарей.
    А в трилогии «Матрица» люди показаны настолько примитивными, что даже не понимают: машины уже захватили мир. Люди занимаются повседневными делами, думают, что все нормально, и не замечают, что на самом деле живут в коконах. Их мир — всего лишь модель виртуальной реальности, которой управляют хозяева-роботы. Человеческое «существование» — всего лишь компьютерная программа, выполняемая большим компьютером; данные с нее поступают непосредственно в мозг людей, живущих в этих коконах. Единственная причина, по которой машины вообще терпят присутствие людей, — тот факт, что их можно использовать как источники питания.
    Конечно, задача Голливуда — напугать аудиторию до полусмерти. Но сюжеты этих и других фильмов поднимают законный научный вопрос: что произойдет, когда роботы наконец станут умнее нас? Что произойдет, когда роботы проснутся и осознают себя? Ученые активно обсуждают вопрос, что будет — причем не если, а когда произойдет это знаменательное событие.
    Некоторые эксперты утверждают, что наши создания-роботы будут постепенно подниматься по эволюционному древу. Сегодня они сравнимы по интеллекту с тараканами. В будущем они вырастут и сравняются с мышами, кроликами, собаками и кошками, обезьянами, а затем станут соперничать с человеком. На медленное преодоление этого пути могут уйти десятилетия, но ученые верят, что это всего лишь вопрос времени и когда-нибудь машины обязательно превзойдут нас разумом.
    Исследователи ИИ расходятся в вопросе о том, когда это может произойти. Некоторые говорят, что не позже чем через двадцать лет роботы приблизятся по разумности к человеческому мозгу, а затем оставят своих создателей далеко позади. В 1993 г. Вернор Виндж (Vernor Vinge) сказал: «Не пройдет и тридцати лет, как у нас появится техническая возможность создать сверхчеловеческий разум. Вскоре после этого эра человека закончится… Я буду удивлен, если это событие произойдет раньше 2005-го или позже 2030 г.».
    С другой стороны, Дуглас Хофштадтер (Douglas Hofstadter), автор книги «Гёдель, Эшер, Бах», говорит: «Я буду очень удивлен, если что-нибудь хотя бы отдаленно похожее произойдет в ближайшие 100–200 лет».
    Когда я разговаривал с Марвином Мински из MIT — одной из основополагающих фигур в истории искусственного интеллекта, он заметил, что не назначает сроков для этого события и не может сказать, когда именно оно произойдет. Он уверен, что такой день наступит, но категорически отказывается выступать в роли пророка и предсказывать точную дату. (Возможно, будучи мэтром ИИ — области науки, в создании которой он участвовал практически с нуля, Мински видел слишком много несбывшихся прогнозов, породивших к тому же обратную реакцию.)
    Немалую часть проблемы с датами и сценариями составляет тот факт, что общепринятого представления о том, что такое сознание, просто не существует. Философы и математики бьются над этим вопросом не одно столетие, а воз и ныне там. Мыслитель XVII в. Готфрид Лейбниц, изобретатель интегрального исчисления, однажды написал: «Даже если бы можно было увеличить мозг до размеров ветряной мельницы и побродить внутри, никакого сознания мы бы там не нашли». Философ Дэвид Чалмерс составил список из почти 20 000 научных работ, написанных на эту тему, и не обнаружил у авторов какого бы то ни было единого мнения.
    Нигде в науке столь громадные усилия множества людей не дали столь ничтожного результата.
    Слово сознание, к сожалению, относится к тем громким и красивым словам, которые для разных людей означают разное. Как ни печально, общепринятого определения этого понятия не существует.
    Лично я думаю, что неспособность четко определить сознание, а также измерить его количественно — это одна из серьезных проблем науки, занятой созданием искусственного интеллекта.
    Но если бы мне предложили попробовать самому, я начал бы с того, что сознание включает в себя по крайней мере три основных компонента:

    1) восприятие и распознавание окружающего мира;
    2) самоанализ;
    3) планирование будущего, постановку целей и составление планов, т. е. моделирование будущего и выбор стратегии.

    При таком подходе можно сказать, что даже простые механизмы и насекомые обладают какой-то формой сознания, Которую можно оценить численно по шкале от 1 до 10. Существует целое пространство сознания, которое можно представить в количественной форме. Молоток не способен воспринимать окружающий мир, так что его сознание можно оценить как 0 по принятой нами шкале. Однако термостат, к примеру, уже способен воспринимать и оценивать окружающую действительность. Суть термостата в том, что он чувствует температуру окружающей среды и действует в соответствии с ней, при этом изменяя ее; сознание термостата можно оценить уровнем 1. Следовательно, любые механизмы с обратной связью обладают примитивной формой сознания. Черви тоже способны воспринимать окружающий мир. Они чувствуют присутствие пищи, партнера, а также опасности и действуют в соответствии с полученной информацией, но больше не могут почти ничего. Насекомые воспринимают мир несколькими органами чувств (к примеру, зрение, слух, нюх, датчик давления и т. п.) и достойны более высокой численной оценки; их сознание следует оценить, возможно, в 2 или 3.
    Высшей формой восприятия действительности должна быть способность распознавать и понимать объекты окружающего мира. Человек в состоянии мгновенно оценить обстановку и действовать в соответствии с ней — а значит, его сознание достойно высокой оценки по нашей шкале. Однако именно здесь роботы не в состоянии составить нам серьезную конкуренцию. Распознавание образов, как мы уже видели, — один из принципиальных рубежей на пути к искусственному интеллекту и одновременно одно из серьезнейших препятствий. Роботы способны восп