Полная версия
Физика будущего
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. Инновации и 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 ШопенгауэрНи одному пессимисту в истории не удалось раскрыть тайны звезд, доплыть до неведомой земли или открыть новые горизонты человеческого разума.
Хелен КеллерЖиво 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 владением 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 бо`льшая вычислительная мощность, чем та, что находилась в распоряжении NASA в 1969 г., когда два его 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.)
