Развитие науки угрожает человеческой цивилизации? - Высокие технологии и эволюция человека

Книги, предрекающие гибель человечеству, появляются достаточно часто.

В 2003 г. в Великобритании вышла в свет одна из таких книг -- книга английского ученого Мартина Риса "Наш последний час". В ней 60-летний ученый предупреждает о самых главных угрозах человечества в XXI веке. В их числе -- ядерный терроризм, искусственно созданные смертоносные вирусы и генная инженерия, которая может изменять человеческий характер.

Автор -- профессор Кембриджского университета, ведущий специалист в таких областях, как физика черных дыр и проблема возникновения и эволюции Вселенной. Кроме того, Мартин Рис известен в научной среде как специалист, никогда не имевший склонности к громогласным публичным высказываниям, способным посеять страх.

И вот именно он озвучивает идею о том, что если человечество хочет предотвратить чудовищные техногенные катастрофы, которые могут унести в этом столетии миллионы и даже миллиарды жизней, то ему, человечеству, необходимо рассмотреть возможность ограничения научных исследований в ряде конкретных областей.

Биотехнологии, компьютерные технологии и нанотехнологии становятся все более сложными, получают все более широкое распространение. Недостаточно обдуманные действия или даже злой умысел ученых либо одного ученого могут повлечь гибель нашей цивилизации. Есть ли у нас шанс выжить? "Думаю, что шансы у нынешней цивилизации на Земле дожить до конца текущего столетия не лучше, чем пятьдесят на пятьдесят", -- уверен Мартин Рис.

Что может ускорить приближение катастрофы? Например, человек уже скоро сможет создать сверхминиатюрных самовоспроизводящих роботов. Они вырвутся из-под контроля и уничтожат все на нашей планете в поисках материалов, необходимых им для воспроизводства. Или еще пример. Физики в одном из экспериментов создадут, случайно или специально, черную дыру или "разрывы" в пространственно-временном континууме, что опять же приведет к гибели планеты.

По мнению ученого, теперь в науке ни одно решение о проведении эксперимента, способного повлечь катастрофические последствия, не должно приниматься до тех пор, пока население планеты или репрезентативная его часть не придут к выводу, что уровень риска лежит ниже удовлетворяющего всех порогового значения.

Но сколь близким к нулю должен быть риск, чтобы подобного рода эксперименты получили разрешение на проведение? Неужели все настолько серьезно?

Напомним о проекте, вызвавшем многочисленные споры. В Брукхейвенской национальной лаборатории на Лонг-Айленде (США) с помощью ускорителя элементарных частиц физики пытаются получить кварк-глюонную плазму -- очень горячий и плотный "суп" из субатомных частиц, возникший 13,7 млрд лет назад -- сразу после Большого взрыва, давшего начало нашей Вселенной. При проведении этого эксперимента создается очень высокая концентрация энергии. Вот один из вариантов дальнейшего развития события: образуется небольшая черная дыра, которая втягивает в себя все вокруг и уничтожает планету. Конечно, сторонники эксперимента предоставили расчеты, доказывающие, что ничего подобного не произойдет. Кроме того, существуют независимые оценки, показывающие, что подобные уровни концентрации энергии возникают в космическом пространстве естественным путем при взаимодействии частиц космических лучей -- и катаклизмов вселенского масштаба не возникает. Мартин Рис соглашается с тем, что катастрофа очень и очень маловероятна. Но, тем не менее, предупреждает, что нельзя быть на сто процентов уверенным в том, что может реально произойти при проведении такого эксперимента. Стоит ли подвергать риску планету и людей, на ней живущих, даже если шансы возникновения подобной космической катастрофы чрезвычайно малы? Согласно некоторым оценкам, они составляют один на 50 миллионов.

В 2008 году закончилось строительство Большого андронного коллайдера (БАК) -- ускорителя заряженных частиц встречных пучках, предназначенного для разгона протонов и тяжелых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований, на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы. По состоянию на 2008 год БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире.

В начале 20 века в физике появились две основополагающие теории -- общая теория относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, которая описывает Вселенную на макроуровне, и квантовая теория поля, которая описывает Вселенную на микроуровне. Проблема в том, что эти теории несовместимы друг с другом. Например, для адекватного описания происходящего в черных дырах (область в пространствевремени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света) нужны обе теории, а они вступают в противоречие. БАК позволит провести эксперименты, которые ранее было невозможно провести и вероятно, подтвердит или опровергнет часть этих теорий. В БАК физики хотят поймать бозон Хиггса, именуемый также "частицей Бога". На теоретическом обосновании ее существования строятся все современные теории происхождения вселенной. Если "частицу Бога" не найдут, все аккуратно выведенные физиками законы окажутся всего лишь неверными гипотезами.

БАК будет самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов.

Официальный запуск коллайдера был произведен 10 сентября 2008 года. После аварии в криогенной системе 19 сентября было принято решение, что БАК возобновит работу в июле 2009 года.

Некоторые специалисты и представители общественности высказывают опасения, что имеется отличная от нуля вероятность выхода проводимых в коллайдере экспериментов из под контроля и развития цепной реакции, которая при определенных условиях теоретически может уничтожить всю планету. Из-за подобных настроений БАК иногда расшифровывают как Last Hadron Collider (Последний Адронный Коллайдер). В этой связи наиболее часто упоминается теоретическая возможность появления в коллайдере микроскопических черных дыр, а также теоретическая возможность образования сгустков антиматерии и магнитных монополей с последующей цепной реакцией захвата окружающей материи.

Рис. Большой андронный коллайдер

ОТО в виде, предложенном Эйнштейном, не допускает возникновения микроскопических черных дыр в коллайдере. Однако они будут возникать, если верны теории с дополнительными пространственными измерениями. По мнению сторонников катастрофического сценария, хотя такие теории и умозрительны, вероятность того, что они верны, составляет десятки процентов. Излучение Хокинга, приводящее к испарению черных дыр, также является гипотетическим -- оно никогда не было экспериментально подтверждено. Поэтому есть достаточно большая вероятность того, что оно не действует.

Ученый приводит список других угроз для человечества -- это, по его мнению, ядерный терроризм, смертельные вирусы, вышедшие из-под контроля машины и генная инженерия, способная менять человеческую личность. Все они могут стать последствием как невинной ошибки, так и злонамеренных действий одного человека. Например, к 2020 году биотеррор или ошибка в биологических исследованиях могут стать причиной смерти 1 млн. человек, считает Рис. В ряд опасных технологий ученый поставил также исследования ДНК, нанотехнологии и клонирование, а также эксперименты с ускорителями частиц.

По мнению Мартина Риса, над человечеством всегда висел дамоклов меч всеобщего уничтожения и чем дальше, тем жить становится все рискованней и рискованней. Вряд ли мы живыми перевалим через следующий столетний рубеж. Если вероятность всемирной катастрофы до 1900 года можно было оценить в 20 % (Рис говорит, например, о всегда висевшей над нами угрозе столкновения с гигантскими астероидами, пандемиях и внезапной активизации "супервулкана", способного затмить продуктами своей деятельности свет на всей Земле), то в наше время при сохранении старых угроз появились новые -- ядерные конфликты, экологические бедствия (в том числе угроза глобального потепления), искусственный интеллект, киборги, биотеррор и "биоеррор" ("bioerror" -- катастрофическая ошибка при выведении новых организмов с помощью биотехнологий, распространение смертельных вирусов, созданных в научных лабораториях).

Биотехнология может решить многие проблемы человечества, но может и приблизить его смертный час. "Впервые подвержена угрозе непредсказуемых изменений сама человеческая природа", -- говорит Рис. Продукты биотехнологии и генная инженерия делают как никогда легким путь к пропасти, ведь все может зависеть от неправильного решения или злого умысла одного-единственного человека или небольшой группы сторонников зловещего культа (вроде японской Аум Сенрике или всем известной сейчас аль-Кайды). В качестве примера Рис приводит историю с паникой, которая охватила все Соединенные Штаты после 11 сентября 2001 года, когда вдобавок ко всему началось распространение сибирской язвы. Тысячи людей способны теперь проектировать вирусы и бактерии, которые в состоянии принести смерть миллионам. Даже если одна такая "извращенная личность" и не сможет погубить множество людей, этот тип биологического терроризма серьезно изменит нашу повседневную жизнь, предупреждает ученый.

Революция в информационной технологии может также сослужить дурную службу в распространении таких опасностей. Детали научных исследований теперь распространяются по всему свету чуть ли не со скоростью света. В то время как такое положение вещей несет вполне очевидные выгоды (например, астрономы-любители могут делать важные открытия и взаимодействовать при этом в режиме реального времени с профессионалами), то безусловно это палка о двух концах. Если ученые разгадывают генетический код специфического вируса (группа ученых из Университета Британской Колумбии (University of British Columbia) такое проделала недавно с вирусом SARS), то эта информация также может быть обнародована почти мгновенно. "Взаимодействие любительских астрономов безопасно, -- говорит Рис, -- но представьте подобную совместную работу международного сообщества биотехнологов-любителей!"

В список относительно свежих угроз техногенного характера Мартин Рис включил и бурно развивающуюся нанотехнологию. Есть ли хоть какая-то надежда для несчастного обреченного человечества? -- задает сам себе вопрос Мартин Рис. В этом деле он, оказывается, осторожный оптимист. Чтобы попытаться обмануть судьбу, британский ученый призывает к лучшей организации научных исследований и пристальному вниманию общественности к критичным научным данным и экспериментам. "Мы должны держать под контролем тех, кто обладает потенциально опасным знанием", -- напоминает Рис. Он также предлагает срочно предпринять усилия "по уменьшению числа людей, считающих себя чем-то исключительным, осознавшим свою инаковость, у которых может возникнуть желание причинить людям зло".

Теперь появились и иные угрозы. Не только технические изменения в этом столетии будут более быстрыми, чем ранее, это затронет и другие сферы. До сих пор одним из неизменных свойств на протяжении всей человеческой истории оставались человеческая природа и его физические данные; люди сами по себе не менялись, менялись лишь наше окружение и технологии. В этом столетии, похоже, человек изменится за счет генной инженерии, развития лекарственных средств, возможно, даже за счет вживления чего-нибудь в мозг для увеличения его способностей. Многое из того, что теперь кажется научной фантастикой, через сто лет может стать научным фактом. Фундаментальные изменения вроде этих, а также стремительное развитие биотехнологии, возможно -- нанотехнологии, возможно -- искусственного интеллекта, открывают захватывающие перспективы, но также и множество вариантов разрушения общества или даже всеобщего уничтожения.

Мы должны быть очень осторожными, если хотим пережить это быстрое развитие без серьезных проблем. В самое ближайшее время наибольшую угрозу будет представлять развитие биотехнологии и генной инженерии. Официальный доклад Национальной Академии Наук США 2006 года отмечает, что достаточно большое число людей могут получить возможность модифицировать вирусы так, что существующие вакцины будут неэффективны против них, что может привести к эпидемиям.

В марте 2006 года на пресс-конференции в центральном офисе "Интерфакса" в Москве выступил директор научно-исследовательского института (НИИ) вирусологии им. Ивановского РАМН Дмитрий Львов, который заявил, что до пандемии "птичьего гриппа" остался один шаг. "Не хватает одной аминокислотной замены в геноме, чтобы вирус стал передаваться от человека к человеку. И тогда начнется пожар". При этом Львов полагает, что средств от пандемии "птичьего гриппа" нет. "Все те, кто говорит, что можно бороться с распространением этого вируса, вероятно, могут предотвратить и землетрясение, цунами, ураган. Это природный катаклизм и никто не может бороться с этим", -- сказал академик. По его оценке, пандемия "птичьего гриппа" может поразить за короткое время до одной трети населения Земли, и человеческие потери в случае пандемии будут исчисляться десятками миллионов жизней.

Пугает то, что для этого вовсе необязательна огромная террористическая или преступная организация, достаточно лишь одного человека с недобрым складом ума. Такие люди могли бы модифицировать вирусы точно так же, как хакеры изменяют компьютерные программы.

Сама цивилизация приобретает иное качество ввиду своей новооткрытой уязвимости. Нынешняя цивилизация становится хорридной (horrid -- жуткий, ужасный). Хоррор -- это состояние цивилизации, которая боится сама себя, потому что любые ее же достижения -- почта, медицина, компьютеры, авиация, высотные здания, водохранилища, все средства транспорта и коммуникации -- могут быть использованы для ее разрушения.

Если поллюция, угроза природе, исходящая от цивилизации, окрашивала вторую половину XX века, то XXI век может пройти под знаком хоррора -- угроз цивилизации самой себе. На смену экологии как первоочередная забота приходит хоррология (horrology) -- наука об ужасах цивилизации как системе ловушек и о человечестве, как заложнике сотворенной им цивилизации.

Как отметил один американский ученый, если минувший век был эпохой "оружия массового поражения", то нынешний станет веком "знаний массового поражения". Сумеет ли общество создать средства внешнего и внутреннего контроля, адекватные новым технологиям, -- большой вопрос.

Ускорение темпов научно-технологического прогресса

Прогнозируемые варианты будущего включают как экологическую катастрофу, так и утопическое будущее, в котором беднейшие люди живут в условиях, которые сегодня можно считать богатыми и комфортными, и даже трансформацию человечества в постчеловеческую форму жизни, а также уничтожение всей жизни на Земле в нанотехнологической катастрофе.

В июле2006 года ведущий американский стратегический центр RAND Corporation официально представил доклад "Глобальная технологическая революция-2020" (Global Technology Revolution 2020).

Основной объем информации собирался авторами исследования в период с июня 2004-го по август 2005 года.

Общий вывод исследования звучит так: "Сегодня мы находимся в самом центре глобальной технологической революции. За прошедшие тридцать лет в целом ряде технологических отраслей был осуществлен серьезный прорыв, благодаря которому уже в самом скором времени могут произойти радикальные изменения во всех сферах человеческой жизнедеятельности. Причем, по нашим оценкам, темпы развития этих прорывных отраслей в ближайшие пятнадцать лет не только не замедлятся, но и напротив, могут оказаться еще более впечатляющими".

Особый упор авторы исследования делают и на то, что "технологии будущего" станут по большей части интегрированными, то есть будут объединять в себе достижения сразу нескольких научных отраслей.

Нет никаких признаков того, что в предстоящие полтора десятилетия замедлятся темпы научно-технологического прогресса. Каждая страна найдет свой собственный, иногда уникальный метод извлечения выгод из этого процесса. Однако для этого многим государствам мира требуется предпринять значительные усилия. При этом ряд технологий и открытий потенциально могут представлять угрозу для человеческой цивилизации.

Первую скрипку в мировом научно-техническом прогрессе будут продолжать играть страны Северной Америки, Западной Европы и Восточной Азии. В ближайшие полтора десятилетия ожидается уверенный прогресс Китая, Индии и стран Восточной Европы. Позиции России в этой сфере будут немного ослаблены. Разрыв между лидерами и технологически отсталыми странами мира будет углубляться.

В доклад вошел обзорный рейтинг современных научных и технологических возможностей стран мира, в рамках которого были проанализированы такие факторы, как количество ученых и инженеров на 1 млн. населения, количество опубликованных научных статей, расходы на науку, количество полученных патентов и пр. При подготовке рейтинга использовались данные за период с 1992 по 2004 год.

Согласно этому рейтингу, наибольшим потенциалом в создании новых материалов и технологий, а также их применении на практике, обладают США (получили 5.03 балла). США намного опережают ближайших преследователей. У занимающей второе место Японии только 3.08 балла, у Германии (третье место) -- 2.12. В первую десятку также вошли Канада (2.08), Тайвань (2.00), Швеция (1.97), Великобритания (1.73), Франция и Швейцария (по 1.60), Израиль (1.53).

Россия оказалась первой среди всех постсоветских государств и заняла в итоговом рейтинге 19-е место (0.89). Ее опередили Южная Корея, Финляндия, Австралия, Исландия, Дания, Норвегия, Нидерланды и Италия.

По мнению авторов доклада, Россия относительно успешно будет действовать в сфере применения на практике новых технологий в сфере здравоохранения, охраны окружающей среды, безопасности. Ее результаты в сфере развития сельскохозяйственных районов, укрепления вооруженных сил, улучшения работы органов власти будут менее впечатляющими. По всем этим направлениям ее опередят не только индустриально развитые страны, но и Китай, Индия и Польша.

В современную эпоху стало особенно заметно все более ускоряющееся развитие Цивилизации. Причем, в последнее время все меняется буквально на наших глазах, при жизни даже одного поколения.

Для наглядного сравнения, здесь уместно привести выдержку из записок римского императора Марка Аврелия, сделанных им в 70-е годы II в н. э.:

"...Да живи ты хоть три тысячи лет, хоть тридцать тысяч, только помни, что человек никакой другой жизни не теряет, кроме той, которой жив; и живет лишь той, которую теряет. Вот и выходит одно на одно длиннейшее и кратчайшее. Ведь настоящее у всех равно, хотя и не равно то, что утрачивается; так оказывается каким-то мгновением то, что мы теряем, а прошлое и будущее терять нельзя, потому что нельзя ни у кого отнять то, чего у него нет. Поэтому помни две вещи. Первое, что все от века единообразно и вращается по кругу, и безразлично, наблюдать ли одно и то же сто лет, двести или бесконечно долго. А другое, что и долговечнейший и тот, кому рано умирать, теряет ровно столько же. Ибо настоящее -- единственное, чего они могут лишиться, раз это и только это, имеют, а чего не имеешь, то нельзя потерять".

Раньше люди даже не замечали какого-либо прогрессивного развития. Теперь же, не заметить его трудно. Современный человек "среднего возраста", в течение только своей жизни мог наблюдать, как появились персональные компьютеры, Интернет, сотовые телефоны, а обладателем личного автомобиля теперь может стать уже каждый желающий и т. п.

Расстояния теперь не имеют такого уж большого значения. В начале 90-х годов прошлого века начался резкий рост процессов глобализации и взаимопроникновения экономик разных стран. Развитые страны уже, по сути, все больше превращаются в некий гигантский управляющий офис. Происходить это могло, однако, лишь при условии одновременной индустриализации развивающихся стран, куда перемещается основное производство. Это ведет к углублению международного разделения труда.

Рост важнейших показателей -- народонаселение, энергопотребление, накопление продуктов промышленного производства, рост научной информации -- происходит экспоненциально. Поскольку такое развитие сопряжено с расходованием энергии и других ресурсов, ясно, что со временем они должны истощиться. Вопрос в том, когда это произойдет?

Социолог М. Сухарев в своей популярной работе "Взрыв сложности" рисует следующую картину:

"В развитии общества видна еще одна закономерность -- ускорение роста сложности со временем. Десятки тысяч лет жили на Земле племена, вооруженные копьями и луками. За несколько сотен лет мы проскочили промышленно-техническую цивилизацию. Сколько лет отпущено компьютерному этапу, не известно, но нынешняя скорость эволюции общества беспрецедентна.

Если мы экстраполируем эти тенденции в будущее, то получится, что скорость развития общества должна увеличиться настолько, что общественные формации начнут сменяться каждые пятьдесят, десять и меньше лет, а человечество в течение XXI века объединится в сверхгосударство".

Расчеты показывают, что при современных (экспоненциальных) темпах роста энергопотребления и промышленной переработки земного вещества довольно быстро достигаются пределы развития, за которыми дальнейший рост становится невозможным.

Если современные тенденции развития нашей Цивилизации сохранятся, утверждают ученые и экологи, то уже в первых десятилетиях XXI века наступит критическая ситуация, вызванная истощением ресурсов, падением промышленного производства, резким сокращением количества пищи на душу населения при одновременном сильном загрязнении окружающей среды.

"...Если сегодня не принять специальных мер, не изменить характер нашей цивилизации, (т. е. систем ценностей, которые определяют деятельность людей), то теряющая стабильность биосфера, даже без шоковых воздействий человека, перейдет в состояние, непригодное для его жизни.

...Потерю стабильности биосферы вряд ли можно отождествить с экологическим кризисом: кризис можно пережить, найти из него выход, а возврата биосферы в состояние, пригодное для жизни человека, быть не может!".

Это означает, что современная техническая цивилизация может перестать существовать...

Всем достижениям технической цивилизации мы обязаны научно-техническому прогрессу и природным источникам энергии. Но запасы основных источников энергии (нефть, газ, уголь) конечны, срок их исчерпания -- несколько десятилетий. Переход на повсеместное использование ядерной и термоядерной энергии если и возможен, все равно он не получится быстрым и безболезненным (а другие альтернативные источники энергии -- солнечная, ветровая и гидроэнергия вряд ли смогут покрыть экспоненциально растущие потребности Цивилизации).

Как пишет в своей работе астрофизик Л. М. Гиндилис:

"Острота ситуации состоит в том, что коллапс должен наступить очень скоро, в первых десятилетиях XXI века. Поэтому, если бы даже человечество знало, как "повернуть" (или хотя бы приостановить) этот процесс, обладало бы средствами и волей для того, чтобы осуществить поворот уже сегодня, -- у него просто не хватило бы времени, так как все негативные процессы обладают определенной инерцией, в силу которой их невозможно немедленно остановить...

Экономика Земли похожа на тяжело груженый транспорт, который на большой скорости мчится по бездорожью прямо к бездне. Видно мы уже проскочили точку, где надо было свернуть, чтобы вписаться в "траекторию поворота". И затормозить тоже не успеваем. Положение усугубляется тем, что никто не знает, где находятся руль и тормоз. Тем не менее и экипаж, и пассажиры настроены весьма благодушно, наивно полагая, что, "когда понадобится", они разберутся в устройстве транспорта и смогут совершить необходимый маневр. Не думаю, что нарисованная картина означает непременную гибель человечества, хотя тяжкие испытания для нас, видимо, неизбежны. Если человечество сможет пройти через эти испытания, то характер развития должен коренным образом измениться".

На симпозиуме VISION-21, который проводился в 1993 году Центром космических исследований NASA им. Льюиса и Аэрокосмическим институтом Огайо, прозвучало нашумевшее выступление математика и писателя Вернора Винджа. В нем, рассматривая перспективы развития компьютеров, Виндж предложил новый термин "технологическая сингулярность"[14].

По его мнению, ускорение технического прогресса -- основная особенность XX века. Мы на грани перемен, сравнимых с появлением на Земле человека. Сугубая причина этих перемен заключается в том, что развитие техники неизбежно ведет к созданию сущностей с интеллектом, превышающим человеческий. Наука может достичь такого прорыва разными путями (и это еще один довод в пользу того, что прорыв произойдет).

Компьютеры обретут "сознание" и возникнет сверхчеловеческий интеллект. В настоящее время нет единого мнения о том, сумеем ли мы создать машину, равную человеку, однако, если это получится, вскоре можно будет сконструировать еще более разумные существа.

Крупные компьютерные сети (и их объединенные пользователи) могут "осознать себя" как сверхчеловечески разумные сущности.

Машинно-человеческий интерфейс станет настолько тесным, что интеллект пользователей можно будет обоснованно считать сверхчеловеческим.

Биология может обеспечить нас средствами улучшения естественного человеческого интеллекта.

Первые три возможности напрямую связаны с совершенствованием компьютерного аппаратного обеспечения. Прогресс аппаратного обеспечения на протяжении уже нескольких десятилетий поразительно стабилен. Если исходить из этой тенденции, то интеллект, превосходящий человеческий, появится в течение ближайших тридцати лет.

Каковы будут последствия этого события? Когда прогресс будет направляться интеллектом, превосходящим человеческий, он станет куда стремительнее.

Такое событие аннулирует за ненадобностью весь свод человеческих законов, возможно, в мгновение ока. Неуправляемая цепная реакция начнет развиваться по экспоненте безо всякой надежды на восстановление контроля над ситуацией. Изменения, на которые, как считалось, потребуются "тысячи веков" (если они вообще произойдут), скорее всего, реализуются в ближайшие сто лет.

Вполне оправданно будет назвать данное событие сингулярностью.

Возможно, на взгляды Винджа повлияло неукоснительное следование все ускоряющегося развития компьютерной техники так называемому "закону Мура"? Ведь вычислительная мощность компьютеров растет с поразительно высокой и удивительно постоянной скоростью.

В апреле 1965 года, примерно за три с половиной года до создания корпорации Intel, Гордон Мур, занимавший в ту пору должность директора отдела разработок компании Fairchild Semiconductors, в статье для журнала Electronics дал прогноз развития микроэлектроники, получивший вскоре название "закона Мура". Представив в виде графика (рис. 4) рост производительности запоминающих микросхем, он обнаружил любопытную закономерность: новые модели микросхем разрабатывались спустя более-менее одинаковые периоды -- 18--24 месяца -- после появления их предшественников, а емкость их при этом возрастала каждый раз примерно вдвое. Если такая тенденция продолжится, заключил Мур, то мощность вычислительных устройств экспоненциально возрастет на протяжении относительно короткого промежутка времени.

Наблюдение Мура, еще не возведенное в то время в ранг закона, впоследствии блестяще подтвердилось, а обнаруженная им закономерность наблюдается и в наши дни, причем с поразительной точностью, являясь основой для многочисленных прогнозов роста производительности. Например, за 30 лет, истекшие с момента появления микропроцессора 4004 в 1971 году и вплоть до выпуска процессора Pentium 4, количество транзисторов выросло более чем в 18000 раз: с 2300 до 42 миллионов.

Утверждение, сделанное в 1965 году, за прошедшие годы обрело статус чуть ли не закона природы и нашло подтверждение во множестве областей, как самой микроэлектроники, так и смежных с нею областей: согласно закону Мура усложняются и чипы оперативной памяти, и микропроцессоры, множится тактовая частота электронных компьютерных сердец, развиваются многие другие параметры и показатели. Даже размеры телескопов (площадь зеркала/линзы, чувствительность) подчиняются этому закону.

За истекшие более сорока лет, скептики сотни раз предсказывали закону Мура скорую кончину, но он продолжает действовать.

До математической точности "закону Мура" далеко: даже сложность микросхем он описывает весьма приблизительно и сам Мур, проводя редакцию в 1975 г., был вынужден опираться на цифры, полученные посредством приближения. По своей сути, закон Мура является не законом природы, а скорее эмпирическим правилом.

Рис. График развития микропроцессоров соответствует "закону Мура"

Нанотехнология микропроцессор антропный риск

Но ведь рано или поздно усложнение микроэлектронной продукции приведет к исчерпанию возможностей существующих технологий (транзистор не может быть меньше атома).

В ведущей корпорации по производству процессоров (Intel) обнародованы планы на ближайшее будущее. На 2007-й был намечен переход на 45-нанометровый процесс, на 2009 год -- внедрение 32-нанометрового, а в 2011 году настанет черед технологического процесса 22 нм.

Минимальная возможная величина -- 4 нанометра. И если закон Мура будет продолжать исполняться, этот показатель будет достигнут уже к 2023 году.

К тому времени или несколько позже, размеры всех элементов транзистора достигнут атомарных размеров и уменьшать их дальше будет просто невозможно, поэтому уже сейчас ищутся новые подходы. Каким путем пойдет дальнейшее развитие -- покажет время. Но один вывод можно сделать -- 2023 год это одна из критических точек. А если исходить из того, что развитие идет по принципу -- прирост величины пропорционален самой величине (самоподобное развитие), то после каждой критической точки, время, остающееся до критической даты (точки сингулярности), будет в два раза меньше длительности цикла. Т. е., длительность микропроцессорного цикла: 2023-1971=52. Сингулярность наступит соответственно 2023+52/2=2049 г., что несколько позже, чем предсказал Вернор Виндж.

Основное следствие закона Мура: где-то между 2015 и 2035 годами вычислительная мощность персональных компьютеров сравняется с "сырой" вычислительной мощностью человеческого мозга (порядок последней оценивается в 1016 операций в секунду -- хотя сигналы в человеческом мозгу передаются крайне медленно, за счет параллельной обработки его общая производительность пока выше), а затем и превзойдет ее. Это еще совсем не означает обязательного появления ИИ, но такая возможность появится.

За последние 10 лет мы стали свидетелями революции в нейрофизиологии. Технологии сканирования мозга и молекулярная биология позволили в целом понять, как работают память, восприятие и сознание. Параллельно с этим продолжается неотвратимый рост производительности как персональных компьютеров, так и суперкомпьютеров. А последние уже сегодня практически сравнялись с производительностью человеческого мозга.

Для проекта по моделированию человеческого мозга, в 2005 г. была построена специальная версия суперкомпьютера под кодовым названием Blue Brain. С его помощью исследователи надеются пролить свет на главные загадки человеческого мозга -- познание, память, и если удастся, то и само сознание. Машина имеет пиковую скорость около 22,8 терафлопс.

Согласно предварительным расчетам, на построение полностью работоспособной модели человеческого мозга потребуется не менее десяти лет.

Знаменитый суперкомпьютер Deep Blue, который в 1997 г. впервые в истории обыграл чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова, имел производительность 1 терафлопс. А уже в 2006 г., компания IBM сообщила, что она приступает к созданию нового суперкомпьютера для Департамента Энергетики США, ведающему вопросами ядерной безопасности. Суперкомпьютер Roadrunner, имеющий пиковую производительность 1,6 петафлопс (что равно 1600 терафлопс или 1x1015 операций в секунду) сдан в 2008 г. Это более чем тысячекратный прирост производительности по сравнению с обыгравшем Каспарова суперкомпьютером, причем всего за срок порядка десяти лет.

В 1956 году, когда в IBM изобрели жесткий диск, хранение 1 Мб, с поправкой на инфляцию, обходилось в 65 тысяч долларов. Сегодня флэшка USB с 2 Гб данных эквивалентна устройству, которое в 1956 году стоило бы 130 млн. долларов.

А теперь экстраполируем эту тенденцию на ближайшее будущее. В 2025 году всего за 100 долларов можно будет приобрести в любом магазине носитель для хранения 6,3 петабайт данных. Чтобы лучше понять, что такое 6,3 петабайт, представьте, что все происходящее вокруг снималось бы на цифровую камеру с таким объемом памяти с начала промышленной революции -- то есть с 1700 года -- по настоящий момент. Даже в этом случае в камере осталось бы свободное дисковое пространство на несколько лет работы. И весь этот гигантский объем информации через 18-20 лет можно будет приобрести всего за 100 долларов!

Или такой пример. По оценкам IBM, к 2010 году объем цифровой информации в мире будет удваиваться каждые 11 часов. Мы создаем столько данных, что поиск полезной и нужной информации становится все более затруднительным.

Перспективы еще интереснее. Молекулярные компьютеры, которые станут реальностью уже через 10-20 лет, будут обладать производительностью в миллиарды раз большей нынешних, основанных на кремниевых микропроцессорных технологиях. Их процессоры будут в десятки тысяч раз меньше современных. Большие надежды в будущем возлагаются и на квантовые компьютеры.

Динамика развития микроэлектроники в предшествующие 30 лет и прогноз на следующее десятилетие на примере роста параметров больших интегральных схем оперативной памяти для персональных компьютеров отображена на рис. 5.

Рис. Динамика развития микроэлектроники в предшествующие 30 лет и прогноз на следующее десятилетие на примере роста параметров больших интегральных схем оперативной памяти для персональных компьютеров

Ускорение темпов биологической и общественной эволюции

Вместе с ускорением научно-технического прогресса идет ускорение темпов как биологической, так и человеческой эволюции.

Весьма интересное исследование этого вопроса провел российский ученый А. Д. Панов в своей работе "Кризис планетарного цикла Универсальной истории и возможная роль программы SETI в посткризисном развитии"[52]. Для осмысления происходящих процессов, он использует понятие аттрактора, которое обычно определяется как траектория в пространстве состояний системы, к которой притягиваются все реальные траектории. Аттрактором истории является идеальная автомодельная последовательность, вокруг которой флуктуируют точки реальных революций.

"Можно сказать, что, несмотря на кризисный характер, вся предшествующая история человечества следует единственному гладкому аттрактору, характеризующемуся автомодельным ускорением исторического времени...

...Идеальная автомодельная последовательность точек tn описывается уравнением

Tn = t* -- T / an

В формуле a > 1 -- коэффициент ускорения исторического времени, показывающий, во сколько раз каждая последующая эпоха короче предыдущей. T задает длительность всего описываемого промежутка времени, n -- номер революции, а t*-- некоторый момент времени, который можно назвать моментом сингулярности...

Легко видеть, что при n стремящемся к бесконечности, последовательность tn неограниченно приближается к сингулярной точке t*, никогда ее не переходя. Промежутки между кризисами или революциями вблизи сингулярности стремятся к нулю, а плотность их бесконечна. Дальше сингулярности эволюция в автомодельном режиме не продолжается, а реально не может даже к ней приблизиться, так как ситуация, когда последовательные революции разделяют дни или часы, не имеет смысла.

Так как сингулярность предсказывалось уже в 2027 году, можно с уверенностью сказать, что время автомодельной истории истекло или истекает в ближайшем будущем. Поэтому приближающийся эволюционный кризис -- это не обычный эволюционный кризис, каких было много, это кризис всего аттрактора истории цивилизации. Можно сказать, что это кризис самого предшествующего многомиллионолетнего кризисного характера развития разума на Земле, кризис кризисов. Трудно делать отдаленные прогнозы развития цивилизации, но одно предсказание можно сделать с полной определенностью: эффекта ускорения исторического времени больше не будет, так как мы уже находимся вблизи точки, в которой эта скорость формально бесконечна. Теперь характер эволюции человечества неизбежно должен глубочайшим образом измениться, история должна пройти через точку сингулярности и пойти по совершенно новому руслу. Важно отметить, что проход через точку сингулярности вовсе не означает неминуемую катастрофу для человечества".

Переходя к рассмотрению биологической истории за все время существования Земли, автор показывает, что аналогичная автомодельность характерна и для всего периода ее развития (около 4 млрд. лет). "Наилучшее приближение дается коэффициентом автомодельности a = 2,66 (что удивительно близко к числу e = 2,718...)". Используя именно e и t* = 0 -- допуская, что сингулярность приходится ориентировочно на наше время (это упрощает формулу, но не делает ее менее точной). Время Т примем равным 4 млрд. -- примерный срок биологической эволюции на Земле. Подставляя в формулу развития (t = Т/е") натуральные числа начиная с нуля, получаем время ключевого события, которое можно сравнить с реальными "революционными" событиями происходившими в процессе эволюции на Земле. Формула отражает тот же принцип развития -- прирост величины пропорционален самой величине.

Как видно совпадение очень хорошее.

"Видно, что автомодельность имела место с удивительной точностью на протяжении всех 3,8 млрд. лет истории биосферы включая историю человечества (с двумя небольшими нарушениями, которые не вызывают удивления, так как речь идет не о точной автомодельности, а об автомодельном аттракторе)... Для сингулярной точки получается значение t* = 2004 год, что очень близко к 2027 году, полученному на основании анализа только человеческой истории. Разница между этими двумя датами определяется масштабом ошибки применяемой математической процедуры... Можно предположить, что полученный результат не случаен: вся эволюция биосферы и затем, ноосферы, действительно представляет собой единый процесс, подчиняющийся единому глубокому эволюционному закону, главным проявлением которого является автомодельное ускорение эволюции...

И вот как раз сейчас этому единому автомодельному процессу пришел конец. Не только история человечества, но и вся планетарная эволюция должна повернуть в какое-то совершенно новое русло. Поэтому современный системный кризис цивилизации -- это кризис глобального планетарного аттрактора Универсальной истории, а не только аттрактора истории человечества".

Петербургский историк И. М. Дьяконов в своем обзоре истории человечества "Пути истории" указал на экспоненциальное сокращение продолжительности исторических периодов -- фаз развития общества -- по мере приближения к нашему времени: "Нет сомнения, что исторический процесс являет признаки закономерного экспоненциального ускорения. От появления Homo Sapiens до конца I фазы прошло не менее 30 тыс. лет, II фаза длилась около 7 тыс. лет, III фаза -- около 2 тыс., IV фаза

Около 1,5 тыс., V фаза -- около тысячи лет, VI -- около 300, VII фаза -- немногим более 100 лет; продолжительность VIII фазы пока определить невозможно".

Нанесенные на график эти фазы складываются в экспоненциальное развитие, которое предполагает в конце концов переход к вертикальной линии или, вернее, к точке -- так называемой, сингулярности. По экспоненциальному же графику развиваются научно-технические достижения человечества, а также численность населения Земли.

Развитие науки угрожает человеческой цивилизации? - Высокие технологии и эволюция человека

Похожие статьи