Франклин Дэниел

Мегатех. Технологии и общество 2050 года в прогнозах ученых и писателей

Будущее, которое уже наступило

О технологиях уже никто не говорит в будущем времени, они давно вошли в нашу жизнь, прочно закрепились в ней и изменили ее навсегда. Мы уже живем в цифровой реальности.

Многие из нас просыпаются по команде фитнес‑трекера, который внимательно следит за качеством и фазами сна. Первым делом проверяют сообщения на смартфоне и отправляют друзьям несколько фотографий. Спрашивают голосового помощника о рецептах вкусных и полезных завтраков. В наши автомобили встроены навигаторы, которые указывают самый быстрый путь без пробок. Для работы большинство из нас использует компьютер или другие «умные» гаджеты. И так можно продолжать до бесконечности.

Искусственный интеллект, интернет вещей, большие данные, блокчейн — эти слова уже не вызывают удивленных вопросов. А ведь всего пятнадцать лет назад телефоны были кнопочными, компьютеры обладали гораздо меньшей мощностью, а проникновение интернета в нашу жизнь было крайне низким. Двадцать лет назад, благодаря своему весу, сотовый телефон считался неплохим средством самообороны, и чтобы носить его с собой, необходимо было получить специальное разрешение. Сорок лет назад никаких сотовых телефонов не было вообще.

Технологии меняются с огромной скоростью — и это факт, с которым важно научиться жить. При этом стремительное развитие технологий влияет не только на отдельно взятых людей, но и на мир в целом. Он превращается в экосистему «умных» вещей, связанных как между пользователями, так и между собой в самых разных сферах — от медицины до сельского хозяйства.

Развитие технологий невозможно без развития телекоммуникаций. Связь и доступ в интернет — это база, которая позволяет реализовывать новые проекты, воплощать в жизнь идеи и совершенствовать уже существующие сервисы. Без доступа к сети «умное» устройство превращается в обычное «железо». Поэтому на телеком‑отрасли лежит огромная ответственность за технологическое будущее.

К примеру, одно из основных направлений инновационной деятельности телеком‑операторов — развитие стандарта связи 5G. Колоссальная скорость сетей пятого поколения позволит практически моментально загружать видеоконтент сверхвысокой четкости, развивать беспилотные автомобили, анализировать данные с миллионов подключенных устройств в считанные секунды. Такие сети будут быстрее реагировать и станут более экологичными. И согласно прогнозу компании Ericsson, к 2022 году к пятому поколению будут подключены уже 550 млн. абонентов по всему миру, а общее количество абонентов мобильной связи достигнет 8,9 млрд.

В России первые шаги к развитию стандарта 5G делает «МегаФон», оператор цифровых возможностей и лидер инноваций. Уже 25 лет мы строим будущее и первыми на российском рынке расширяем границы представления об игроке телеком‑сегмента. Потому что верим, что благодаря технологиям мы все будем жить в лучшем будущем. И работаем над тем, чтобы новые умные сервисы становились доступнее, надежнее и отвечали всем потребностям и запросам абонентов.

Россия быстрыми шагами движется к развитию цифровой экономики. На повестке дня — цифровизация многих отраслей, от образования и здравоохранения до транспорта и энергетики. Внедрение новых технологий в такие, казалось бы, традиционные сферы позволит кардинально изменить принципы их работы и сделает их более эффективными, что в конечном итоге повысит конкурентоспособность всей страны. Впереди непростая дорога, но анализируя первые шаги, можно сказать, что мы на правильном пути. России уже удалось заявить о себе как о сильном игроке на «цифровой» международной арене.

Важно сделать так, чтобы это было не просто развитие ради развития, а чтобы технологии действительно приносили пользу. Мобильная индустрия уже осознала уровень ответственности, который на нее возлагает мировое сообщество, и первой от бизнеса поддержала программу ООН в области устойчивого развития. Мобильные технологии — это не просто связь. Они могут помочь во многих сферах: способствовать сокращению цифрового неравенства, развитию городских сообществ, сокращению потребления электроэнергии, повышению безопасности и даже борьбе с голодом. В 2017 году Ассоциация GSM запустила инициативу «Большие данные на благо общества», которая позволит использовать возможности мобильных операторов для решения гуманитарных кризисов, включая эпидемии и стихийные бедствия. Например, анализируя большие данные и контролируя поток людей в пострадавшие районы и из них, можно эффективно реагировать на эпидемии и замедлять распространение болезней.

Масштабы внедрения и возможности для применения новых технологий поражают. А что же ждет нас дальше, через десять, двадцать, тридцать лет? Это, безусловно, дискуссионный вопрос, на который у каждого найдется свой ответ. Будущее может быть разным, но оно точно будет интересным. Будущее, которое начинается с каждого из нас.

Сергей Солдатенков,

Генеральный директор компании «МегаФон»

Авторы

Райан Авент — штатный обозреватель журнала The Economist по вопросам экономики. Автор книги «Благосостояние человечества: работа и ее отсутствие в XXI веке» («The Wealth of Humans: Work and its Absence in the Twenty‑First Century»).

Джеффри Карр — научно‑технический редактор The Economist.

Тим Кросс — научный корреспондент The Economist.

Роберт Карлсон — ученый, предприниматель и автор книги «Биология — это технология: обещание, опасность и новый бизнес в области инженерии» («Biology is Technology: The Promise, Peril, and New Business of Engineering Life»). Является директором‑распорядителем инвестиционной компании Bioeconomy Capital, финансирующей проекты в области биотехнологий, а также одним из руководителей Biodesic, консалтинговой фирмы, работающей в области стратегии, технологий и безопасности.

Кеннет Кукьер — старший редактор The Economist по цифровым продуктам. Соавтор книги «Большие данные: революция, которая изменит то, как мы живем, работаем и мыслим» («Big Data: A Revolution that Transforms How We Work, Live and Think»).

Джанрико Фарруджа — руководитель клиники «Майо» в Джексонвилле, штат Флорида. Профессор медицины и физиологии, он специализируется в области гастроэнтерологии и является пионером индивидуализированной медицины.

Лучано Флориди — профессор философии и этики информации Оксфордского университета. Его последняя книга — «Четвертая революция: как инфосфера преобразует нашу реальность» («The Fourth Revolution: How the Infosphere is Reshaping Human Reality»).

Мелинда Гейтс — соучредитель и сопредседатель Фонда Билла и Мелинды Гейтс.

Линда Граттон — профессор менеджмента Лондонской школы бизнеса. Среди ее книг о влиянии меняющегося мира на работу — «Будущее работы: что нужно делать сегодня, чтобы быть востребованным завтра» («The Shift») и «Ключ» («The Key»). А последняя на данный момент книга, написанная в соавторстве с Эндрю Скоттом — «100‑летняя жизнь: жить и работать в эпоху долголетия» («The 100‑Year Life: Living and Working in an Age of Longevity»).

Нэнси Кресс — американская писательница‑фантаст, обладательница нескольких премий. Среди ее произведений — «После падения», «Перед падением», «Во время падения» и «Вчерашняя родня» («After the Fall», «Before the Fall», «During the Fall», «Yesterday’s Kin»).

Пол Маркилли — пишущий об инновациях редактор The Economist. Ранее занимал пост редактора газеты Technology Quarterly и был автором специального доклада о будущем производства «Третья промышленная революция».

Лео Мирани — редактор отдела новостей The Economist. Ранее освещал вопросы технологии в Quartz.

Оливер Мортон — редактор сводки новостей The Economist и опытный научный писатель. Его последняя книга — «Планета преображенная» («The Planet Remade: How Geoengineering Could Change the World»).

Аластер Рейнольдс — британский писатель‑фантаст, среди сочинений которого «Дети Посейдона» («Poseidon’s Children») и серия романов «Пространство откровения» («Revelation Space»).

Энн Шукат — внештатная журналистка, часто писавшая для The Economist статьи, посвященные науке и технике.

Том Стендейдж — заместитель редактора и руководитель цифровой стратегии The Economist. Один из ведущих авторов статей, посвященных вопросам технологий. Среди его книг следует отметить «Викторианский интернет» («Victorian Internet») и «Надпись на стене: социальные сети — первые 2000 лет» («Writing on the Wall: Social Media — The First 2000 Years»).

Бенджамин Сазерленд — постоянный автор The Economist. Автор книги «Технологии, которые преобразуют современную войну, разведку и систему сдерживания» («Modern Warfare, Intelligence and Deterrence: The Technologies that are Transforming Them»).

Фрэнк Вильчек — профессор теоретической физики в Массачусетском технологическом институте. В 2004 году был удостоен Нобелевской премии по физике. Среди его книг — «Красота физики. Постигая устройство природы» («A Beautiful Question: Finding Nature’s Deep Design»).

Энн Уинблад — партнер‑сооснователь компании Hummer Winblad Venture Partners, базирующейся в Сан‑Франциско. На протяжении более 30 лет является крупным предпринимателем и инвестором в индустрию программного обеспечения.

Эдриан Вулдридж — редактор The Economist, ведущий колонки Schumpeter, названной так в память о Йозефе Шумпетере. Его последняя книга называется «Великое потрясение: как бизнес переживает трудные времена» («The Great Disruption: How Business is Coping with Turbulent Times»).

Редактор

Дэниел Франклин — исполнительный редактор The Economist и редактор ежегодного издания «Мир в … году» («The World in …»). Соредактор сборника «Мир в 2050 году» («Megachange: The World in 2050»).

Введение: познакомьтесь с мегатехнологиями

Дэниел Франклин

Основная идея этой книги заключается в том, что, возможно, было бы полезным заглянуть далеко в будущее. Обратив свои взоры на 2050 год, мы можем понять, какие силы, скорее всего, будут формировать наш мир в период между «сейчас» и «потом». В предыдущей книге («Мир в 2050 году», «Megachange: the World in 2050», вышедшей в 2012 году) был дан обзор различных тенденций — от демографии и религии до экономики и культуры. Здесь же основное внимание будет уделяться только технологиям, но в весьма широком диапазоне, ведь на них влияет практически все.

Очевидно, что точно сказать, какими будут технологии 2050 года, невозможно. Точно так же как 30 лет назад невозможно было предвидеть сегодняшний мир с Apple, Amazon, Facebook и Google. И тем не менее высказывать научные предположения — интересное и полезное для ума занятие. Именно поэтому мы привлекли к созданию «Мегатех» авторитетных ученых, предпринимателей, писателей‑фантастов и журналистов The Economist. В результате мы получили множество различных точек зрения на то, как технологии будут развиваться и влиять на нас в ближайшие десятилетия.

Инструменты и платформы

Мы начинаем с основ. В первых шести главах, образующих первую часть, рассматриваются фундаментальные вопросы, касающиеся будущего технологий и факторов ускорения и сдерживания перемен. Где нам следует искать признаки грядущего? Какие возможны достижения в науке — в частности, в физике и биологии — и где технологии могут столкнуться с ограничениями? Как инвесторы выделяют среди новых технологий достойные интереса в будущем и куда они вкладывают деньги сейчас? Будут ли изменения действительно столь быстрыми и впечатляющими, как это обычно предполагается, или они будут выглядеть бледно в сравнении с технологической революцией прошлого века?

Приступая к предсказанию будущего технологий, неплохо бы подыскать подходящие инструменты. Например, их предлагает нам журналист Том Стендейдж. Он считает, что подсказки можно найти в закономерностях прошлого, в «крайних случаях» настоящего и в различных вариантах «воображаемого будущего» научной фантастики. Проверка всегда производится на четырех перспективных областях: виртуальной реальности, беспилотных автомобилях, частной космонавтике и генной инженерии. Эти примеры показывают, что впереди нас ждет богатый на открытия период (два писателя‑фантаста одновременно предложили назвать предстоящий период радикальных изменений музыкальным термином «аччелерандо», означающим постепенное ускорение темпа), и по значимости он будет сопоставим научно‑технической революцией середины XVII века.

Последние научные открытия делают период «аччелерандо» вполне вероятным. В своем замечательном обзоре состояния фундаментальной физики (многие читатели пожалеют, что физику в школе им не объясняли так же ясно) американский ученый Фрэнк Вильчек делает поразительное заявление:

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

В результате вычисления все чаще могут заменять эксперименты при разработке новых технологий, позволяя продвигаться вперед значительно быстрее. Это открывает «блестящие возможности для творчества на службе человечества» и «вдохновляющие перспективы для достижения новых уровней материального благосостояния и духовного обогащения». Вместе с тем это несет и серьезные угрозы (или «аварийные режимы»), наиболее тревожными из которых являются ядерная война, экологическая катастрофа и появление вооружений, оснащенных искусственным интеллектом.

Хотя физика уже и достигла высокого уровня творческой зрелости, биология все еще переживает пору активной юности. За время, оставшееся до 2050 года, мы узнаем, как сочетаются друг с другом все элементы и системы, лежащие в основе жизни, — прогнозирует Роберт Карлсон. В ближайшие годы можно ожидать подключения нашего мозга к интернету и замены поврежденных частей тела новыми. Все это поднимает ряд этических проблем. Между тем биоинженерия, постепенно становящаяся средством изготовить искусственно все, что мы видим в природе, и еще многое сверх того, преобразует целые отрасли промышленности, от пищевой до фармацевтической.

За устрашающим потенциалом биотехнологии стоит «сверхэкспоненциальный» рост производительности в секвенировании ДНК. Десять лет назад The Economist назвал этот головокружительный рост эффективности «кривой Карлсона» и сравнил ее с неумолимым прогрессом в области микрочипов, известным как «закон Мура» и обусловившим бурное развитие цифровых технологий. Но последний выдыхается. Означает ли это, что многочисленные требования к вычислительным мощностям, необходимым для решения различных интереснейших задач, описанных в этой книге, в будущем столкнутся с физическими ограничениями? Короткий ответ, по словам Тима Кросса, таков: вероятно, нет. На помощь придут другие технологии. Без задающего ему ритм, подобно метроному, закона Мура прогресс станет менее регулярным и предсказуемым, но 3D‑чипы, квантовые компьютеры и передача большей части задач в крупные «облачные» центры обработки данных — все это в совокупности позволит вычислительной революции продолжаться.

Судя по опыту последних десятилетий, она примет форму последовательных технологических «волн». Начиная с 1950‑х годов мы видели полдюжины таких волн — начиная с ранних огромных ЭВМ и заканчивая современными «умными» компьютерами и «интернетом вещей». В ходе каждой волны рождается множество компаний, но лишь немногие добираются до берега. И каждая последующая волна сильнее предыдущей, поскольку ее подпитывает мощь предшественницы. Инвесторы Силиконовой долины уже оседлали последнюю (седьмую) волну на самых ранних стадиях ее формирования: они учреждают компании по созданию искусственного интеллекта (ИИ). Первые венчурные капиталисты начали вкладывать средства в ИИ еще в 2010 году, и теперь в фирмы, разрабатывающие программное обеспечение для ИИ и соответствующих приложений, инвестируются миллиарды долларов. Энн Уинблад считает, что, «пока создавалась седьмая волна, быстрый, эффективный и конкурентоспособный цикл инноваций набрал мощное ускорение». Сила этой волны будет ощущаться в течение нескольких ближайших десятилетий.

Однако насколько большим будет влияние ИИ и других новых технологий на самом деле? Американский экономист Роберт Гордон — один из тех, кто утверждает, что цифровая революция, при всех ее впечатляющих проявлениях, имеет относительно ограниченный потенциал трансформации по сравнению с великими открытиями второй половины XIX века. Электричество, автомобили, канализация и современная медицина привели к быстрому росту производительности труда. Но сегодня, несмотря на распространение интернета, смартфонов, приложений и ботов, производительность и оплата труда растут неутешительно медленными темпами. В любом случае развитие технологий способствует неравенству и порождает разочарование. Однако, как объясняет Райан Авент, при взгляде на грядущие десятилетия есть веские основания для большего оптимизма. Обучение использованию новых технологий требует времени, это очень похоже на электрификацию (действительно, структура роста производительности труда в эпоху информационных технологий удивительно схожа с той, которая наблюдалась во времена электрификации). Как и в случае с предыдущими технологически обусловленными всплесками экономического роста, завтрашние успехи будут достигаться новыми способами, которые сейчас трудно себе представить. Из этого не следует, что к быстрым изменениям в мире технологий станет легко приспособиться. Напротив, многое из того, что будет появляться, окажется сложным и даже разрушительным — об этом мы расскажем в последних главах книги.

Промышленные революции

Во второй части мы, прежде всего, рассмотрим технологию трансформации, которая будет развиваться в ряде важнейших отраслей промышленности. В первую очередь речь о сельском хозяйстве. Как вы будете кормить население Земли, которое к 2050 году составит почти 10 млрд человек? Это не вызовет затруднений, утверждает Джеффри Карр, при условии, что люди согласятся использовать те методы производства продуктов питания, которые станут возможными в недалеком будущем. Они включат в себя модификацию генов растений. Это могло бы, например, форсировать фотосинтез — для ускорения роста и резкого повышения урожайности. Городские рыбные хозяйства могут заменить собой океаны и сделать рыбу основным источником животного белка. Если только их не превзойдет массовое производство продуктов животного происхождения — стейков, молока и яиц без скорлупы, выращенных из клеточной культуры, без использования живых животных и птиц.

При отсутствии причин для голода есть все основания ожидать, что люди будут здоровее. В прошлом здравоохранение брало на вооружение новые технологии относительно медленно. Тем не менее темпы изменений в этой области растут. Прорыв предполагается во многих областях, включая ИИ, большие данные и удешевление секвенирования генома. Все будет выглядеть совсем по‑другому. Новые приложения и все более сложные инструменты ИИ заменят врачей; при разработке лекарств будет доминировать «целевая терапия», направленная на конкретные молекулы или клетки; появятся новые отрасли здравоохранения, например в области регенеративной медицины и агрегирования данных. Но в одном ключевом отношении, предполагает Джанрико Фарруджа, результат покажется довольно знакомым: здравоохранение все больше станет напоминать другие отрасли, и пациент будет рассматриваться в качестве клиента.

В будущем энергетическая отрасль ради сохранения планеты должна перестать полагаться в основном на топливо, способствующее изменению климата. В ближайшие десятилетия Энн Шукат рассчитывает увидеть отказ от ископаемого топлива и быстрый рост возобновляемых источников энергии — особенно солнечной и ветряной, цена которых снижается. Принесут огромную пользу и значительные улучшения в технологии производства аккумуляторов: станет популярным «распределенное» хранение энергии — как в домохозяйствах, так и в бизнесе. Раньше мир тревожился из‑за нехватки энергии. Но с ростом возобновляемых источников, а также с распространением добычи сланцевой нефти и газа возникает перспектива их изобилия.

Новые материалы помогут сделать производство гораздо более энергоэффективным. Как указывает Пол Маркилли, представление о будущем дает изготовление электромобиля «BMW i3» из углеродного волокна: на это уходит на 50 % меньше энергии и на 70 % меньше воды, чем при использовании традиционных процессов и сырья. Это часть революции материалов. Помимо углеродного волокна, в нее войдут такие возможности, как создание «умных» веществ, способных запоминать свою форму и собираться в компоненты, манипуляции на молекулярном уровне для создания заданных субстанций, а также изменение способов реагирования материалов на свет, электричество, воду и тепло. Умные новые вещества также помогут в распространении «добавочного производства», более известного как 3D‑печать. По мере того как материалы и процессы начнут становиться важнейшими элементами конкурентного преимущества, многие компании, перенесшие производство в более дешевые страны, вернутся домой, чтобы стать ближе к потребителям.

Новые материалы также будут иметь военное применение. Например, это позволит дать солдатам более легкую и гибкую броню. Появятся и другие технологии — в том числе лазерные пушки и боевые роботы. США по‑прежнему лидируют в производстве вооружений, но их догоняют потенциальные противники. Как считает Бенджамин Сазерленд, к середине XXI века монополия Запада на высокоточное оружие вполне может уйти в прошлое. Но надежда на сохранение преимущества есть. В том числе на культурное превосходство, на свободу мысли, которая может позволить солдатам более эффективно использовать разведывательные данные, поставляемые с помощью таких смарт‑устройств, как дисплеи «дополненной реальности».

Впрочем, такие технологии в любом случае распространятся дальше и шире. Как предсказывает Лео Мирани, они изменят поведение человека даже больше, чем смартфоны и интернет. Лео описывает мир 2050 года, в котором очки дополненной реальности заменили смартфоны, беседы людей, говорящих на разных языках, мгновенно переводятся на них, и вам не придется вспоминать имя собеседника, поскольку все, что вы знаете о нем, мгновенно появится на дисплее. Мирани считает, что технологии подступят к нашим телам все ближе и ближе, а порой даже проникнут внутрь них. По мере того как это будет происходить, в обществе усилится беспокойство по поводу объема собранных о нас данных, а также о том, что могут с ними делать компании, накапливающие эту информацию.

Общество в ближайшем будущем

Сегодня уже очевидно, что социальные и политические последствия технологических изменений огромны. Именно им и посвящена третья часть книги — начиная с мрачных предостережений Стивена Хокинга и Илона Маска относительно искусственного интеллекта. Могут ли «умные» машины стать угрозой для существования человеческой расы? Лучано Флориди утверждает, что основные проблемы будут создавать не они, но люди, которые их окружают и используют.

Несмотря на подводные камни, здесь есть огромные возможности для развития. Как указывает Кеннет Кукьер, в мире, управляемом данными, будет легче производить то, что в настоящее время сделать трудно, многое станет дешевле, а дефицит всего значительно уменьшится. Врачи будут использовать большие данные для повышения качества принимаемых решений, преподаватели — для адаптации темпа обучения к отдельным студентам, юристы — для более быстрого поиска доказательств и прецедентов. Эти и другие профессии не будут сметены технологиями. Может быть, нам даже захочется иметь больше врачей, учителей и юристов, но им нужно будет изменить методы работы и освоить новые навыки.

Хотя грядущее ускорение цифровых технологий может вызвать серьезные потрясения в развитых странах, это не единственный путь кардинальных изменений. Не менее (если не более) важно распространение на более бедные страны того, что уже имеется в богатых. Мелинда Гейтс представляет себе мир, в котором каждая женщина имеет смартфон. Это имело бы мощный трансформационный эффект — от здравоохранения до сельского хозяйства и банковского дела. К 2050 году подобное, безусловно, возможно.

Это лишь один из примеров того, как технология может уменьшить неравенство в мире. Эдриан Вулдридж предполагает, что технологии, будучи в основном ответственными за усиление неравенства в прошлом, обратят эту тенденцию вспять в будущем. Например, она может помочь находить талантливых молодых людей — независимо от их социального происхождения — и давать им шанс выбиться наверх: без этого они были бы лишены возможности достойно проявить себя. Но в любой области — будь то образование или здравоохранение, борьба с коррупцией или обеспечение безопасности — технологии являются мощным инструментом в руках политиков.

Столь значительные предполагаемые потрясения вызывают беспокойство, как это отзовется на рынке труда. Что произойдет: новые машины вытеснят человека с заводов или создадут больше рабочих мест? И будут ли рабочие места появляться достаточно быстро, чтобы избежать массовой безработицы среди тех, кого заменят машины? Линда Граттон определяет круг вопросов, которыми следует задаться представителям бизнеса и политики. И делает вывод: в основе хорошей организации должны лежать гибкость и адаптивность. Это означает креативность при проектировании карьерных лестниц, воображение при воспитании талантов, гибкость в обучении и свежий взгляд на машины как на партнеров: «Какие именно выдающиеся достижения станут возможными для работников благодаря совместному труду с коллегами‑роботами?»

При взгляде в технологическое будущее частью инструментария Тома Стендейджа стало воображение (в форме научной фантастики). Так что мы включили в эту книгу некоторые картинки «воображаемого будущего», пригласив внести вклад в предсказания на 2050 год двух писателей‑фантастов. Аластер Рейнольдс и Нэнси Кресс отлично воплотили в жизнь варианты технологических возможностей, одновременно поднимая вопросы морали. Их фантастические романы кажутся невероятно реальными.

Опасное величие

Через всю книгу проходят три сквозные темы, переплетающиеся весьма причудливым образом. Первая отражает качество, заложенное в названии: ощущение величия. Возможности, открываемые запланированными на 2050 год технологиями, огромны. Трудно не испытать восторг от экстраординарности достижений, которые окажутся в пределах досягаемости. Или от дразнящей перспективы мира, в котором услуги предоставляются быстрее, дешевле и лучше, а доступ к ним расширяется, уменьшая неравенство; в котором пища — в изобилии, энергия — чище, а транспорт — безопаснее; в котором люди здоровее и имеют больше возможностей.

Тем не менее подчеркивает Оливер Мортон в заключительной главе, многое может пойти не так, как хотелось бы. Могут возникать и непредвиденные последствия, и потенциально опасные ситуации, и неправильное использование могущества технологий. Защита от будущих рисков — вот вторая тема, пронизывающая все главы этой книги: мегатехнологии могут стать гибельными. Фрэнк Вильчек предупреждает об «аварийных режимах», другие авторы — что политикам придется справляться с проблемами, которые поставят перед людьми новые технологии: отрасль за отраслью начнут переживать серьезные потрясения, связанные с наличием рабочих мест и, как следствие, с жизнями людей. Лучано Флориди показывает, как меняются темпы прогресса:

«Для значительного преобразования общества сельскохозяйственной революции понадобились тысячелетия. Промышленная революция растянулась на столетия. А цифровой потребовалось всего несколько десятилетий. Неудивительно, что мы чувствуем себя испуганными и запутавшимися».

Взаимосвязь идей величия и риска, однако, является третьей сквозной темой: авторы постоянно напоминают о том, что в грядущем нет ничего неизбежного. Влияние технологий лишь частично связано с инновациями ученых, гениальных чудаков и предпринимателей. То, что будет создано к 2050 году, также зависит от решений правительств, стратегий компаний и выбора отдельных людей. По большей части мегатехнологии будут создаваться каждым из нас.

Часть 1. Основы

1. Набор инструментов для прогнозирования будущего

Том Стендейдж

Чтобы увидеть будущее технологий, полезно посмотреть на три вещи: прошлое, настоящее и воображаемое будущее научной фантастики.

Новые сетевые технологии революционизировали связь на огромных расстояниях, сделав ее дешевле и удобнее, чем когда‑либо ранее. Они были восприняты с энтузиазмом одними и с пессимизмом другими. Сторонники неустанно укрепляют и раскручивают их, а недоброжелатели высмеивают. Эти технологии делают возможными новые бизнес‑модели и порождают новые формы преступности. Правительства пытаются запретить использование криптографии, требуя доступа ко всем сообщениям. Люди заводят друзей онлайн и влюбляются благодаря сетям. Кое‑кто даже утверждает, что новые технологии приведут к миру во всем мире, поскольку такая связь стирает границы и объединяет человечество. Это напоминает историю интернета в 1990‑е годы. Но на самом деле она подобна истории распространения в середине XIX века телеграфа, который называли «великой дорогой мысли».

Яркие параллели между двумя этими технологиями (одна — современная, а возраст другой приближается к 150 годам) впечатляют, и они могут быть полезны. Изучение истории — один из трех инструментов, которые можно использовать для прогнозирования будущего технологий или по крайней мере для построения более обоснованных предположений.

Уроки истории

Подобные исторические аналогии, охватывающие достаточно длительные периоды в несколько лет, десятилетий или даже веков, позволяют предвидеть социальные и культурные последствия изобретений, оценить возможность реализации новых идей, представить, как технология может развиваться в будущем, и напомнить, что проблемы, связанные с внедрением новшеств в нашу жизнь, часто обусловлены человеческой природой. Например, на оптическом телеграфе, построенном в эпоху Наполеона, были случаи того, что мы сейчас называем «киберпреступностью».

Конечно, история никогда не повторяется в точности и подобные аналогии не идеальны. Но для информативности им и не нужно быть совершенными. Посмотрите внимательно: как в близком, так и в далеком прошлом вы найдете много повторяющихся моделей.

Новые изобретения часто вызывают опасения по поводу разрушения границ частной жизни. Скажем, в 1880‑х годах первая камера Kodak вызвала панику из‑за тайной съемки людей — такую же, как Google Glass в 2013‑м. Последнее устройство обвиняли в развращении нравов молодежи так же, как романы 1790‑х, кинофильмы 1910‑х, комиксы 1950‑х и видеоигры 1990‑х. Страх перед тем, что новые машины лишат людей работы, не нов: его испытывали все поколения — начиная с луддитов XIX века и до современных пророков массовой безработицы, вызванной повсеместным внедрением роботов. То же самое можно сказать и об опасениях по поводу новых технологий, позволяющих человеку почувствовать себя Богом — от ядерного оружия до генной инженерии и искусственного интеллекта. Все это — современные версии мифа о Прометее и сомнений в том, можно ли доверять человечеству огонь. Независимо от того, серьезны такие опасения или нет, понимание реакции на развитие технологий в прошлом может дать футурологам, предпринимателям и изобретателям ценные идеи относительно того, как получить новые продукты.

«Хорошо известно, что криминальные элементы — именно та часть населения, которая берет на вооружение новейшие достижения науки наиболее охотно и оперативно», — заметил один из сотрудников правоохранительных органов. Эти слова очень современны, но на самом деле были произнесены чикагским полицейским в 1888 году.

Завтра рождается сегодня

К сожалению, полезность истории этим и ограничивается. Второе место, где можно найти признаки будущего — настоящее. Как очень метко заметил писатель‑фантаст Уильям Гибсон, «будущее уже здесь — оно просто еще не очень равномерно распределено». Технологии имеют удивительно длинные периоды зарождения. Кажется, что они появляются в одночасье, но это не так. Таким образом, зная, где искать, можно увидеть завтрашние технологии уже сегодня. Подобный подход используют журналисты и корпоративные аналитики, пытающиеся уловить новые тенденции. Их работа заключается в поиске «пограничных случаев»: примеров технологий и поведения, использующихся группами людей или в определенных странах до того, как стать широко распространенными. Классическим примером можно назвать Японию и смартфоны на рубеже XX и XXI веков.

В 2001 году в этой стране были распространены мобильные телефоны с камерами и цветными экранами. Они могли отображать карты с пешеходными маршрутами и позволяли пользователям загружать электронные книги, игры и другие приложения. Журналисты и аналитики стекались в Японию, чтобы увидеть эти устройства в действии. А когда японцы приезжали на европейские и американские технологические конференции и демонстрировали свои телефоны, окружающие относились к последним как к артефактам из будущего, упавшим через разрыв в пространственно‑временном континууме. Япония прорвалась в будущее раньше остальных из‑за своей изолированности и закрытого характера ее телекоммуникационной отрасли. Ее внутренний рынок был достаточно большим, чтобы позволить технологическим компаниям экспериментировать с новыми идеями, не беспокоясь о совместимости с телекоммуникационными системами других стран. Подобное происходило еще за несколько лет до того, как телефоны с сопоставимыми характеристиками смогли купить потребители в Европе и США. Некоторое время в американском журнале Wired выходила колонка под названием «Japanese Schoolgirl Watch» («Следим за японскими школьницами»). Оно намекало: то, что японские школьницы (наиболее страстные пользователи ранних смартфонов) делают сегодня, остальной мир, возможно, будет делать завтра.

Пограничные случаи могут возникать в самых неожиданных местах. Например, в использовании мобильных платежей, позволяющих мгновенно переводить средства с одного телефона на другой так же легко, как и СМС, в мире долгое время лидировала Кения. Уже много лет вы можете оплатить такси с помощью телефона в Найроби, но не в Нью‑Йорке. Мобильные деньги в Кении ввели отчасти из‑за отсутствия банковской инфраструктуры с безупречной репутацией — в стране, где у большинства людей нет банковских счетов, конкуренция со стороны местных платежных систем практически отсутствует. Свою роль сыграли и политические факторы: мобильные деньги были введены в период кризиса 2007–2008 гг., когда они рассматривались в качестве более безопасной альтернативы втянутым в межэтнический конфликт банкам.

Иногда пионерами в использовании новой технологии становятся люди, объединенные неким общим интересом, а не определенным местом. Самый очевидный пример — технологические сообщества: именно энтузиасты раньше других принимали новые разработки — от электронной почты до Uber. Но в этом отношении речь можно вести о более широких областях. Например, именно технари первыми начали использовать устройства отслеживания физического состояния организма. Возникшее впоследствии движение «Измерь себя», заключавшееся в навязчивом мониторинге здоровья и фитнес‑активности, началось как технологический культ, у которого затем появлялось все больше и больше последователей.

Крис Диксон, венчурный капиталист из Andreessen Horowitz, часто заглядывает на онлайн‑форум Reddit, крупной службе онлайн‑конференций. Он ищет случаи, когда из‑за новой технологии или нового поведения там возникает новая ветка. Если что‑то подобное происходит, значит, соответствующая тенденция набирает силу. Например, сегодня все больше энтузиастов от технологии интересуются нововведениями в пищевой промышленности — от полноценных питательных коктейлей (не нужно готовить, достаточно просто выпить) до сладостей с высоким содержанием кофеина, являющихся альтернативой кофе; хотя пока еще рано говорить, станут ли такие продукты популярными.

Естественно, использование пограничных случаев в качестве инструмента прогнозирования столь же несовершенно, как и исторические аналогии: опора на них может оказаться рискованным делом. Некоторые технологии либо никогда не привьются, или же если это произойдет, то самым неожиданным или искаженным образом. Например, на Западе смартфоны изначально делались по подобию японских, но затем, с появлением iPhone и других сенсорных устройств, дело приняло совершенно иной оборот. Однако существует один неоспоримый факт: все технологии, в конечном итоге принятые массами, поначалу проходят период скрытого развития, когда их использование ограничено относительно небольшой группой людей. Они не появляются из ниоткуда. Обнаружение этих пограничных случаев и выявление новых технологий и моделей поведения — в большей степени искусство, чем наука. Подобные тренды очень трудно уловить. Но именно этим занимаются бесчисленные консультанты и футурологи. Не говоря уж о журналистах, пишущих о новейших технологиях — эти‑то всегда находятся в поиске новых идей и тенденций.

Предвидение и предвосхищение

Третье место, где можно увидеть проблески грядущего, — воображаемое будущее из научной фантастики: неважно, в виде книг, телепередач или фильмов. Эти истории несут интересные идеи и делают из них свои логические выводы. Что было бы, если бы мы могли построить роботов широкого профиля или космический лифт? А если бы нано‑ или биотехнологии вышли из‑под контроля? Или генетическая модификация самого себя стала бы таким же обычным явлением, как тату? Подобные футуристические произведения дают нам представление о том, как мог бы выглядеть мир, где общедоступны искусственный интеллект и замедляющие старение процедуры, способные существенно продлить срок человеческой жизни, где колонизированы Марс и другие тела Солнечной системы, или где трансгуманизм разделил человечество на несколько ветвей. Это удобный способ наметить долгосрочные прогнозы — то, что ведущий предприниматель в области новых технологий Илон Маск называет «ветвящимися потоками вероятности» будущего.

Но научная фантастика занимается не только предсказаниями. Она еще и вдохновляет на изобретения. Можно сказать, что, если присмотреться к любому энтузиасту технологий, увидишь любителя научной фантастики. Например, очень похоже, что люди, в 1990‑х годах придумавшие раскладные мобильные телефоны, вдохновлялись портативными коммуникаторами из сериала «Звездный путь» («Star Trek»), вышедшего на экраны в 1960‑х. А совсем недавно идея о возможности общения с компьютерами только голосом, без применения рук (тоже заимствованная из «Звездного пути»), послужила источником вдохновения для создания новой волны соответствующих устройств, начиная с Amazon Echo. На рассказах Айзека Азимова о роботах уже выросло целое поколение компьютерщиков. Многие предприниматели (в том числе Маск) цитируют романы Иэна М. Бэнкса, упоминая их в качестве своего источника вдохновения. Как и в «Звездном пути», там изображается цивилизация изобилия, в которой люди и искусственный разум спокойно живут и работают вместе.

Несмотря на то что в большинстве случаев научная фантастика описывает будущее, в действительности она тесно связана с настоящим и чутко реагирует на современные идеи и проблемы — такие, как чрезмерная зависимость от машин или опасения по поводу экологической катастрофы. Чтение научно‑фантастических романов может развить большую гибкость ума, позволяющую предвидеть различные сценарии будущего — как технологические, так и социальные. Но оно также может и невольно ограничивать кругозор, формируя определенный способ восприятия технологических разработок. Например, в реальном мире роботы выглядят совсем не так, как в фантастических сагах, и попытки подражать вымышленному разнообразию образов могут направить разработку этих машин в неверном направлении. Стоит прочитать классические научно‑фантастические романы середины XX века и посмотреть, что в них не соответствует действительности и почему. А затем спросить себя, какие ошибочные предположения делаются в современных книгах.

Испытание инструментов

Теперь у вас есть три инструмента — опора на информацию о прошлом, настоящем и будущем технологий, — которые могут помочь представить будущее. Итак, давайте попробуем применить эти инструменты на практике, рассмотрим четыре рабочих примера. Каждый из них — это технология, на момент написания статьи уже появившаяся, но ее польза все еще не подтверждена. Другими словами, пограничные случаи. Что могут сказать об их вероятном развитии современные тенденции, история и образы из научной фантастики? (Некоторые из этих примеров будут более подробно рассмотрены в последующих главах; цель приводимого здесь анализа заключается в том, чтобы просто показать инструментарий прогнозирования в действии.)

Виртуальная реальность

Провалившаяся в 1990‑х из‑за незрелости технологической базы того времени, виртуальная реальность вернулась в 2016‑м. Сразу несколько компаний запустили производство высококлассных гарнитур, управляемых мощным ПК или игровой приставкой и способных перенести владельца в захватывающую трехмерную альтернативную реальность. Тогда же появилась и более дешевая форма этой технологии, предполагающая использование смартфона.

Что происходит сейчас? Современные тенденции показывают четкий сдвиг в сторону смартфона, заменившего ПК на вершине списка наиболее важных устройств. Таким образом, вполне вероятно, что гарнитуры виртуальной реальности на базе ПК или консолей станут лишь переходным этапом, а будущее останется за виртуальной реальностью на основе смартфонов. (Некоторые люди готовы платить дороже за высокопроизводительные системы виртуальной реальности — точно так же, как за высококлассные аудиосистемы, — но большинство предпочтет более дешевый вариант.) Сегодняшние гарнитуры, работающие со смартфонами, по‑прежнему достаточно неуклюжи и напоминают ранние мобильные телефоны. Однако в ближайшие годы они могут стать гораздо компактнее, и люди привыкнут носить их с собой, как солнцезащитные очки или наушники.

Что касается будущего, среди технологических энтузиастов и писателей‑фантастов существует широко распространенное мнение: вслед за сенсорными экранами очередным важным шагом в развитии компьютерных интерфейсов, скорее всего, станет дополненная реальность, где виртуальные образы накладываются на реальность обычную. Мир, в котором изображения сочетаются с реальностью, является каноническим образом из научной фантастики (там это часто реализуется с помощью высокотехнологичных контактных линз или имплантатов в мозгу). Но уроки истории показывают: виртуальная и дополненная реальность почти наверняка вызовут панику по поводу влияния этих технологий на детей, как это ранее случалось с фильмами и видеоиграми. Сторонники дополненной реальности могли бы преодолеть этот барьер, если бы провели соответствующие исследования, которые бы развеяли подозрения и подчеркнули возможность образовательного и терапевтического использования технологии в дополнение к потенциалу в сфере развлечений, коммуникации и совместной работы.

Беспилотные автомобили

Сегодня на дорогах иногда уже можно встретить автомобили с автопилотом. Существуют два конкурирующих подхода: внедрение этих функций как вспомогательных для водителя‑человека или же создание полностью беспилотного автомобиля. Последние, например, можно было бы использовать в качестве такси в центрах городов, а вызывать их можно было бы при помощи мобильного приложения. Кроме того, уже разрабатываются беспилотные грузовики.

Существует много исторических параллелей, связанных с появлением автомобиля: опасения по поводу безопасности, расплывчатость соответствующего законодательства, определение виновного при несчастных случаях, а также страх потерять работу из‑за внедрения новой технологии. Автомобиль изменил существовавшую туристическую инфраструктуру, выстроенную вокруг лошадей с каретами и связанных с ними профессий. Но он также создал новые рабочие места для механиков, водителей и иных служащих в придорожных станциях технического обслуживания, ресторанах и мотелях. Он стимулировал торговлю в целом, значительно упростив путешествия. Переход к беспилотным автомобилям, которого так боятся водители грузовиков и таксисты, приведет к аналогичным смещениям на рынке труда, но также обеспечит важные преимущества в долгосрочной перспективе.

Моделирование показывает, что благодаря беспилотным такси количество транспортных средств в типичном городе уменьшится на 90 %. Большинству людей автомобиль окажется не нужен, и отводящиеся сейчас под парковку территории (до 20 % площади некоторых городов в США) можно будет использовать для строительства жилья или парков. Беспилотные автомобили могут быть электрическими, что уменьшит выбросы в атмосферу, приводящие к изменению климата. Снижая стоимость доставки, транспортные средства без водителя помогут значительно повысить спрос на местную продукцию. Снизится количество автокатастроф и погибших. Привычные нам автомобили изменили облик города XX века. История и современные тенденции позволяют предположить, что машины с автопилотом могли бы сделать подобное и в XXI веке.

В целом научной фантастике не удалось предвидеть эту перемену. Конечно, для целей повествования более предпочтительны автомобили, управляемые живыми людьми. Но в будущем, скорее всего, это будет исключением, а не правилом.

Частная космонавтика

В последние годы наибольшего прогресса в космической технологии достигли не государственные космические агентства, а частные компании, например SpaceX, основанная Илоном Маском. Последняя стала пионером в использовании технологии многоразовых ракет, успешно сажая первые ступени своих ракет «Falcon 9» на наземные посадочные площадки и дрейфующие в океане беспилотные платформы. Это очень важно, поскольку первая ступень ракеты — это около 70 % ее стоимости, и обычно после запуска она тонет в море. Таким образом, восстановление и повторное использование этой системы может значительно снизить стоимость запусков и, следовательно, доступа в космос. (Конкурирующая компания Blue Origin, основанная хозяином Amazon Джеффом Безосом, также осуществила запуск и повторное использование небольших суборбитальных ракетных ступеней.) В настоящее время ракеты SpaceX отправляют на орбиту спутники и доставляют грузы на Международную космическую станцию. Однако Маск не скрывает свою долгосрочную цель: создать колонию на Марсе как страховку от катастрофы, грозящей человечеству на Земле.

В научной фантастике, посвященной колонизации Солнечной системы, подробно описываются сложность создания человеческой колонии на Марсе и вероятные политические конфликты, которые могут возникнуть как внутри поселения, так и между Землей и Марсом. Кое‑где уже начались дискуссии о том, какие политические и правовые системы следует ввести на Марсе и в других колониях. Но история тоже может быть весьма информативной.

Очевидна аналогия с созданием британскими поселенцами колоний в Америке и их последующей борьбой за независимость. Стоит изучить и другие параллели. Например, в эпоху освоения Арктики и Антарктики частные экспедиции в целом оказывались успешнее, чем финансировавшиеся государством, и количество жертв в них было меньше. История золотой лихорадки может пролить свет на предполагаемые схемы добычи ископаемых на астероидах. Но, пожалуй, наиболее яркую аналогию можно увидеть в развитии авиации.

В начале XX века считалось невозможным создать летательный аппарат, который был бы тяжелее воздуха. Едва появились доказательства обратного, это объявили опасным. Затем, начиная с 1930‑х годов, начала развиваться индустрия авиаперевозок, первоначально обслуживавшая только богатых людей. К концу же века перелеты стали широко доступными и теперь считаются вполне заурядным делом. Учитывая нынешние темпы прогресса, вполне можно предположить, что космическая индустрия в XXI веке может пойти аналогичным путем — от безумия к обыденности. И будущие поколения, оглянувшись на первые два десятилетия нынешнего века, увидят эпоху, когда после фальстарта космической гонки в период холодной войны космические полеты станут неотъемлемой частью повседневной жизни.

Генетическая модификация человека

Семейство методов генетического модифицирования под названием CRISPR вызывает серьезное беспокойство как ученых, так и обычных людей. По сути CRISPR является генетическим эквивалентом функции замены текста в редакторе Microsoft Word: эта методика позволяет обнаруживать и модифицировать конкретные генетические последовательности с большей точностью, чем когда‑либо ранее. Она имеет огромный терапевтический потенциал. Например, можно изменять эмбрионы с целью удаления генов, вызывающих наследственные заболевания, и люди, рожденные из таких эмбрионов, не передадут эти болезни своим потомкам. Но генетическая терапия так же легко может перерасти и в генетическое улучшение (зрения, интеллекта и т. д.), повышая перспективу рождения «дизайнерских младенцев». В настоящее время ведутся дискуссии о том, как законодательно лучше всего регулировать использование подобных технологий.

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

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

Ускоряющееся будущее?

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

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

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

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

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

2. Физические основы будущей технологии

Фрэнк Вильчек

Достижения фундаментальной физики качественно изменили ее взаимоотношения с технологиями. Надежный фундамент позволяет четко видеть как ограничения, так и возможности. Перед нами открываются не только блестящие перспективы, но и опасности.

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

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

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

От тайны к умению

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

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

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

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

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

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

Оглядываясь назад, в качестве ключевых можно выделить два события на границе начала XX века. Первое — открытие Дж. Дж. Томсоном в 1897 году важного компонента материи — электрона. У него есть отличительные свойства, одинаковые для всех электронов в любом месте и в любое время. В этом отношении они являются архетипическими «элементарными частицами». Поскольку электроны идеально подчиняются простым уравнениям, они и сегодня рассматриваются как элементарные частицы. Их роль в химии и, конечно же, в электронике сложно переоценить.

Другим событием стало открытие Максом Планком в 1900 году неразложимой единицы или кванта действия — постоянной Планка h (технически действие = энергия × время). Ученый использовал эту постоянную в ходе сложной для понимания дискуссии о термодинамике излучения и оперировал ею исключительно в этом контексте. И лишь Альберт Эйнштейн в 1905 году интерпретировал постоянную Планка, чтобы показать: свет движется в виде потока неразрушимых частиц, которые мы сегодня называем фотонами. Фотон — вторая элементарная частица. Важным философским следствием идей Планка — Эйнштейна является облегчение понимания разницы между светом (состоящим из элементарных частиц) и другими видами материи (также состоящими из частиц). Эти идеи выдержали испытание временем. В дальнейшем под словом «материя» я буду подразумевать все ее виды, включая свет.

Следующим значительным шагом стало получение физически обоснованной модели атомов. Это произошло в 1911–1913 годах. Процесс включал в себя как экспериментальные, так и теоретические компоненты. В 1911 году Ханс Гейгер и Эрнест Марсден по предложению Эрнеста Резерфорда изучали отклонение быстро движущихся альфа‑частиц золотой фольгой. Резерфорд изучал неожиданную способность золота вызывать значительные изменения траекторий частиц. Все указывало на то, что весь положительный электрический заряд и почти вся масса атома золота сосредоточены в крошечном ядре, занимающем примерно миллионную долю от миллиардной части объема атома. Резерфорд предположил, что электрические силы связывают электроны с ядром, образуя атом. Но эту правдоподобную картину нельзя было примирить с известными тогда законами физики. Не было известно ничего, что могло бы предотвратить падение электрона на ядро по спирали. В 1913 году Нильс Бор предположил возможность существования лишь очень ограниченного класса орбит, что вопиюще противоречило ньютоновской картине мира. Критерий Бора, определяющий эти орбиты, включал в описание электронов константу Планка, до тех пор применявшуюся только к фотонам.

Модель Бора была невероятно смелой и простой, а в применении к водороду настолько поразительно успешной, что Эйнштейн даже назвал ее «высшей формой музыкальности в сфере мысли». Тем не менее она не была сформулирована в виде уравнений, что позволило бы применить ее к другим задачам. Поскольку его гипотезы противоречили принципам макроскопической (ньютоновской) механики, было совершенно непонятно, как облечь теорию Бора в математически непротиворечивые и широко применимые уравнения.

Упорные усилия нескольких физиков позволили внести важный вклад в решение этой проблемы. Предельно упрощая картину для нужд настоящего обзора, я хотел бы ограничиться сообщением, что в 1925 году Вернер Гейзенберг получил логичные и непротиворечивые уравнения для электронов, описывающие их как частицы. В 1926 году Эрвин Шредингер получил логичные и непротиворечивые уравнения для электронов, описывающие их в виде волн. Поначалу связь между этими работами была неочевидной, но Поль Дирак — также в 1926 году — показал, что она имеет место, что их следствия математически эквивалентны и оба уравнения могли бы быть получены из общей отправной точки. Математика Дирака может включать и электроны, и фотоны. Его теория взаимодействия электронов и света — квантовая электродинамика (КЭД) — успешно охватывала столь широкий спектр явлений, что уже в 1929 году ученый утверждал:

— Таким образом, полностью известны основные физические законы, необходимые для создания математической теории большей части физики и всей химии. Трудность только в том, что точное применение этих законов приводит к уравнениям, которые слишком сложны, чтобы быть решаемыми.

Из этого утверждения вытекает и наше заявление.

В 1940‑х годах эксперименты в атомной физике стали настолько точными, что для тщательной проверки теории потребовались новые, более строгие методы решения основных уравнений КЭД. И таковые, разработанные Джулианом Швингером, Ричардом Фейнманом, Синъитиро Томонагой и Фрименом Дайсоном, показали: КЭД описывает поведение электронов в широком диапазоне состояний (включая все те, которые имеют отношение к химии и инженерному делу) — и с точностью, большей, чем несколько частиц на миллиард.

С внешними частями атомов все стало понятно, но их ядра остались загадкой. В 1970‑х годах возникла теория субъядерных сил так называемых сильного и слабого взаимодействия. Будучи тщательно проверенной в 1990‑х, она завершила создание «эффективной теории» материи, которую мы используем сегодня. Теперь давайте перейдем от рассказа к описанию.

Система мира

Не‑физики часто с ошеломлением реагируют на то, как физики говорят о «простоте» своих фундаментальных теорий. Ведь на практике их понимает лишь очень небольшая часть человечества, и для этого требуются годы обучения и усердных размышлений. Тем не менее есть точное и принципиальное определение такой простоты.

Уравнения фундаментальной физики можно описать с помощью короткой программы. Следуя ее указаниям, компьютер будет в состоянии (при наличии достаточного времени) однозначно определить все последующие состояния описываемой ими системы.

Насколько я знаю, никто пока не написал такую программу, хотя это было бы интересным упражнением. Полагаю, на таком высокоуровневом компьютерном языке, как Mathematica, для этого потребуется не более нескольких сотен строк кода. (Пожалуйста, обратите внимание на то, что эффективное программирование, позволяющее быстро решать уравнения в интересных приложениях, является совсем другой и, вероятно, пока еще не решенной проблемой.)

Основные принципы

Как мы сегодня понимаем, фундаментальные уравнения физики распределяются в соответствии с четырьмя основными теориями, описывающими четыре основные силы: гравитацию, электромагнетизм, сильное и слабое ядерное взаимодействие. Их совокупность часто называют стандартной моделью. Они воплощают и могут быть получены из трех основных принципов: относительности, калибровочной инвариантности (также называемой локальной симметрией) и квантовой механики.

Первые два из них являются формулировкой симметрии. Это слово в данном контексте используется для обозначения «преобразования без изменений» или, более элегантно, «изменение без изменений». Основную концепцию иллюстрирует круг. Мы можем пытаться преобразовать эту фигуру, вращая ее вокруг ее центра. Каждая точка на окружности движется, так что это истинное преобразование. Но сам круг не меняется. Аналогичным образом основное допущение специальной теории относительности заключается в возможности преобразовать свойства всех объектов физического мира, перемещая их с постоянной скоростью (тем самым изменяя их видимую скорость), но не трансформируя законы, которым подчиняются эти объекты. Калибровочная инвариантность включает в себя другие преобразования, состоящие из гораздо менее знакомых свойств, чем скорость, но обращающихся к той же самой идее. Мы ограничиваем законы, требуя, чтобы они действовали одинаково в самых различных ситуациях.

Третий принцип — квантовая механика. Это скорее не конкретная гипотеза, а широкая структура. В этом аспекте она напоминает классическую (ньютоновскую) механику, которая объясняет, как в результате воздействия определенных сил происходит движение, но не говорит, что это за силы. При более подробном рассмотрении неоднозначность квантовой теории оказывается еще значительнее. (Для специалистов: здесь я намекаю на альтернативные варианты выбора динамических переменных и на принцип неопределенности.) Таким образом, до появления базовых теорий применение квантовой механики к конкретным физическим задачам всегда подразумевало необходимость до некоторой степени строить догадки. Но базовые теории настаивают на уникальном выборе, о чем я буду говорить в следующей главе. Хотя это и не очень приветствуется, полагаю, будет справедливым сказать: что такое квантовая механика, мы понимаем лишь в контексте наших базовых теорий.

Получается, сформулировать уравнения, согласующиеся как с принципом относительности, так и с принципами квантовой механики, довольно сложно. Это смогли обеспечить лишь релятивистские квантовые теории поля, содержащие много основных величин, которые либо плохо определены, либо — формально — бесконечны. При моделировании физического мира могут быть использованы только тщательно подобранные комбинации, в которых бесконечности взаимно уничтожаются. Чтобы их оказалось достаточно, структурой квантовой механики нужно пользоваться очень специфичным образом. Неопределенность при этом полностью устраняется. Поиск теорий, реализующих наши основные принципы, затрудняется тем, что они находятся на грани непротиворечивости. Зато эти теории основательны. Это приводит нас к очень специфическим уравнениям и процедурам, стойкость которых к изменениям обеспечивает их долговечность.

Новые принципы

Два следствия основополагающих законов настолько фундаментальны и важны, что заслуживают упоминания даже в этом кратком обзоре.

Первичными объектами в природе являются заполняющие пространство и постоянные (то есть заполняющие время) поля. Частицы — такие, как электроны — являются возбуждениями соответствующего поля. Таким образом, все электроны обладают одинаковыми свойствами, где бы и когда бы они ни встречались, потому что каждый из них является возбуждением одного и того же поля. Точное сходство всех электронов (и других элементарных частиц) имеет огромное значение. В ходе промышленной революции XIX века важнейшим шагом вперед стала разработка взаимозаменяемых деталей: это обеспечило возможность массового производства, сборки и ремонта. Подобным же образом на изобилие в природе взаимозаменяемых объектов опираются химия, биология и инженерия.

Когда электроны и атомное ядро соединяются в атом, или кварки и глюоны соединяются в протон, получившийся объект имеет неповторимую и стабильную структуру, которая не может быть изменена без применения значительного количества энергии. (Это контрастирует с системами, основанными на классической механике, такими как планетные системы звезд, которые могут произвольно поглощать некоторое количество энергии за счет небольших изменений в их структуре.) Такая «квантовая цензура» означает, что при соответствующих обстоятельствах (когда энергии не так много) мы можем рассматривать атом или протон как черный ящик, внутренняя структура которого от нас скрыта. Так, например, при проектировании транзистора не нужно думать о кварках и глюонах.

Эти два следствия фундаментальных законов позволяют нам поэтапно наращивать наш синтез картины природы и использовать при работе с большим числом неотличимых сущностей статистические методы. Таким образом, они подвели под многие распространенные методики химиков и инженеров прочную базу, позволив рассматривать их как следствия «сокращения» круга используемых понятий.

Строительные блоки

Стандартные элементарные описания материи представляют протоны и нейтроны как строительные блоки атомных ядер. Затем электроны заполняют большую часть атомов, а те, в свою очередь, объединяются в молекулы, молекулы — в различные материалы. Для отображения текущего положения дел эта схема нуждается в нескольких уточнениях.

Во‑первых, как упоминалось ранее, теперь мы понимаем, что неестественно и не нужно отделять свет от материи. Фотоны — такая же материя, как и все остальное.

Во‑вторых, мы должны избавиться от мысли о том, что протоны и нейтроны являются подходящими объектами для фундаментального изучения. Согласно результатам экспериментов, это составные объекты, обладающие сложной внутренней структурой. Базовые частицы, из которых состоят протоны и нейтроны, называются кварками и глюонами. Все имеющиеся данные подтверждают: последние подчиняются идеально простым уравнениям квантовой хромодинамики (КХД). Существуют два важных вида кварков: верхние (или u‑кварки) и нижние (или d‑кварки).

В‑третьих, не следует забывать о нейтрино. Эти частицы испускаются в ходе питающих Солнце ядерных превращений и используются в различных ядерных технологиях (включая медицинскую диагностику, некоторые формы лучевой терапии, ядерные реакторы и ядерное оружие).

Теперь основных ингредиентов — электронов, фотонов, глюонов, u— и d‑кварков и нейтрино — достаточно, чтобы построить «эффективную теорию», которая бы удовлетворяла нашим основным требованиям. Она состоит из гораздо более скромного числа компонентов, чем традиционная периодическая таблица, снабжена гораздо более точным руководством по эксплуатации (фундаментальными уравнениями) и охватывает гораздо более широкий спектр явлений.

Наша эффективная теория имеет известные ограничения, о которых я сейчас расскажу, но в обозримом будущем они не представляются значимыми для любой правдоподобной и широко используемой технологии.

Космические ресурсы

Последние несколько десятилетий стали золотым веком физической космологии. Доказательства удивительно простой истории Вселенной — начиная от Большого взрыва, когда вещество было почти однородным и горячим, до обретения структуры под действием гравитации — стали одновременно точными и ошеломляющими. Здесь не было бы необходимости вспоминать об этом, если бы не два следствия из этой теории, весьма актуальных для нашей основной темы.

В нашей эффективной теории говорится о различных формах, которые может принимать материя, но сама по себе она не в состоянии сообщить нам, какие материалы на самом деле доступны. Гипотеза Большого взрыва, согласно которой образование Вселенной было очень жарким, подразумевает, что ядра собирались из первичной смеси кварков и глюонов, и позволяет вычислить относительные количества различных химических элементов в ранней Вселенной до образования звезд. Результат — радикальное преобладание водорода и гелия над другими элементами. Тяжелые элементы возникали уже внутри звезд, а после смерти последних высвобождались в процессе взрывов сверхновых. Следуя этому сценарию, мы получаем хорошо согласующееся с опытом описание материи, образующую Вселенную сегодня. Это согласие между фундаментальной физической теорией и наблюдениями еще больше укрепляет нашу уверенность в теории — даже применительно к условиям, гораздо более экстремальным, чем в земных химии, биологии или инженерном деле.

Однако астрономы собрали убедительные доказательства того, что обычная материя, основанная на электронах, фотонах, глюонах и кварках, составляет всего около 4 % веса Вселенной. Остальное относится к категориям «темной материи» (около 25 %) и «темной энергии» (около 70 %). Обе пока идентифицируются лишь посредством их слабого (но кумулятивного) гравитационного влияния на обычную материю. Поскольку взаимодействие темной энергии и темной материи с обычной материей крайне слабое, трудно представить, каким образом они могли бы стать полезными для технологий.

Нерешенные проблемы и пробелы

Осложнения: больше материала

Наиболее решительно анализ и синтез, или редукционизм, осуществляется на больших ускорителях, таких как Большой андронный коллайдер (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Протоны в нем разгоняются до огромных энергий, а потом им дают столкнуться. При этом кратковременно создается плотность энергии, далеко превосходящая все, что происходит естественным образом на Земле (как, насколько мы знаем, где‑либо еще в современной Вселенной). Это позволяет проверить теории фундаментальных взаимодействий в условиях гораздо более тяжелых, чем встречающиеся в обычной практике.

У наиболее заметного результата этой работы есть два важных для наших целей аспекта.

Для начала плохая новость: наша «эффективная теория» оказывается весьма неполной. Чтобы получить хорошее описание всех обнаруженных на ускорителях явлений, следует добавить еще четыре вида кварков (странный s, очарованный с, прелестный b и истинный t), две тяжелые электроноподобные частицы (мюон µ, тау‑лептон τ), каждая из которых вдобавок вводит собственное нейтрино, двоих тяжелых родственников фотона и глюона (W— и Z‑бозоны) и, наконец, недавно обнаруженный бозон Хиггса.

Смысл плохой новости в том, что столь близкое рассмотрение реальности приводит к неожиданным осложнениям.

Теперь хорошая новость: эти осложнения лишь укрепляют принципы эффективной теории и не ставят под угрозу ее практическое применение. Изучение новых частиц предоставляет массу новых способов проверки общих принципов, лежащих в основе нашей эффективной теории — теории относительности, квантовой теории и локальной симметрии. Действительно, эти принципы предсказывают доли, в которых различные частицы будут производиться при разных условиях, то, на что они будут распадаться, и многое другое. До сих пор прогнозы — все без исключения — подтверждали правильность нашего описания реальности.

Таким образом, мы можем с определенной долей уверенности предположить, что последствия влияния этих частиц на земную среду в обычном (без ускорителя) режиме незначительны.

Смысл хорошей новости в том, что добавляемые элементы легко количественно определить и без нашей эффективной теории. Их наблюдаемое поведение усиливает обоснованность общих принципов. Но их очень трудно производить, и по большей части (за исключением новых нейтрино) они крайне нестабильны. Впрочем, их практическое влияние почти наверняка будет незначительным.

Квантовые сомнения и квантовая гравитация

Многие из пионеров квантовой теории — в частности, Планк, Эйнштейн и Шредингер — были недовольны ее зрелой формой. Им не нравилось пользоваться вероятностными прогнозами, а также упорствованием этих теорий в том, что в субатомном мире «идеальные» измерения — то есть измерения, не влияющие на измеряемую систему, — являются даже не идеализацией, а физической, объективной невозможностью. Эти особенности квантовой теории, похоже, подрывали представление о существовании объективного мира, содержащего объекты с определенными свойствами, которые эволюционируют согласно определенным принципам.

Более поздние поколения физиков по большей части примирились с квантовой теорией. Она привела к появлению многочисленных новых достижений и сумела пережить массу проверок. Кроме того, техническая работа над понятием «декогеренция» прояснила, каким образом стабильное и по существу детерминированное поведение тел в макромире возникает из квантового поведения в микромире. Впрочем, и сегодня некоторые высококвалифицированные физики с трудом воспринимают основы квантовой теории (я к этому числу не принадлежу). При проектировании квантовых компьютеров активно используются самые странные и сложные свойства этой теории. Было бы весьма любопытно, если бы они неожиданно потерпели неудачу.

Поскольку сложность, в частности, полного примирения теории гравитации и общей теории относительности с принципами квантовой механики все же сильно преувеличена, важно спустить эту дискуссию с небес на твердую землю. На практическом уровне проблем нет. Астрофизики и космологи регулярно и успешно рассчитывают развитие физических ситуаций, в которых одновременно действуют гравитационная и квантовая теории. В процессе всей этой работы не возникает никаких существенных неоднозначностей или исключений.

Сложности возникают, если попытаться применить уравнения к таким экстремальным условиям, какие могут возникнуть в самые ранние моменты Большого взрыва, или в глубине черных дыр, где решения становятся сингулярными. Концептуальные головоломки также возникают в квантовой теории малых черных дыр.

Можно было бы говорить о важном достижении и значительном прогрессе, если бы удалось выявить какое‑либо конкретное наблюдаемое явление, несущее в себе характерные черты квантовой гравитации, — и, конечно, понаблюдать за ним. До сих пор, несмотря на повсеместное интенсивное внимание и перспективу славы и премий, это еще никому не удалось.

То, что не происходит

Важная функция фундаментального знания состоит в том, чтобы избавить нас от мыслей, которые, скорее всего, окажутся непродуктивными. Здесь я хотел бы упомянуть о трех потенциальных «технологиях», широко представленных в популярных СМИ, но не слишком хорошо стыкующихся с фундаментальной физикой. Конечно, сюрпризы всегда возможны, и природа — это высший авторитет. Но развитие событий в следующих направлениях потребует от нас отказаться от принципов, которые до сих пор нам очень хорошо служили.

• Передача информации со сверхсветовой скоростью противоречит специальной теории относительности. В экстремальных условиях, при наличии сильных гравитационных полей, пространство‑время может деформироваться. Из‑за этого возникает вероятность образования туннелей в пространстве («кротовых нор») между точками, которые иначе находятся невероятно далеко одна от другой. Но, как я буду размышлять ниже, использование «кротовых нор» выходит далеко за пределы возможностей любой достижимой технологии.

• Воздействие на большом расстоянии, о котором говорила, например, астрология, не является частью нашей стандартной модели. Не случайно это также не согласуется с накопленным наукой опытом. Стоит предпринять несколько обычных мер предосторожности, как даже невероятно тонкие эксперименты дают воспроизводимые результаты, независимые от внешнего мира.

• Ментальное воздействие, явным образом проявляющееся в экстрасенсорном восприятии, телекинез, ясновидение и так далее, оторванные от физического субстрата, являются объектами аналогичных толков. Для них в современной фундаментальной физике нет места. И даже после максимально тщательно проведенных исследований экспериментаторы не сочли нужным беспокоиться о том, что думают люди.

Перспективы

Вычисляя реальность

Можно ожидать, что скоро компьютеры сделают для ядерной физики, астрофизики, материаловедения и химии то, что уже сделали в области авиастроения, дополнив и в конечном счете заменив лабораторные эксперименты вычислениями.

Недавняя разработка КХД — нашей теории сильного взаимодействия — позволяет достаточно четко предвидеть грядущее. Первоначальная проверка теории производилась при помощи точного количественного описания процессов очень высоких энергий, где ее закономерности упрощаются. Но ядерная физика, требующая изучения, в первую очередь, сильных взаимодействий, оказалась крепким орешком. Для решения уравнений КХД аналитическими методами потребовалась значительная изобретательность, а наиболее успешным подходом на сегодняшний день стало представление фундаментальных уравнений в формате, с которым могут работать компьютеры с тем, чтобы дальше действовали они. Теперь мы можем предвидеть будущее, в котором ядерная физика достигнет того же уровня точности и универсальности, которого добилась сегодня атомная. Усовершенствованная ядерная «химия» может дать нам сверхплотные источники энергии — более компактные, более управляемые и более универсальные, чем современные реакторы (или бомбы).

При проектировании полезных катализаторов и препаратов расчет будет все чаще заменять эксперименты, что приведет к значительно большей эффективности и откроет новые возможности для творческих исследований.

Многие технологические проблемы напрямую связаны со свойствами материалов. Создание более производительных аккумуляторных батарей (источников энергии) может привести к революции в области робототехники; повышение эффективности работы фотоэлементов может облегчить переход на широкомасштабное использование солнечной энергии; сверхпроводники, сохраняющие свойства при комнатной температуре, могут облегчить движение железнодорожного транспорта; прочные материалы позволят построить космический лифт, способный дешево и надежно связать Землю с космосом. В каждой из этих — и многих других — важных областей относительно небольшие улучшения ключевых свойств материалов могут кардинально изменить основные правила функционирования объектов. Можно ли это сделать? Ответ скрыт в наших уравнениях, но, чтобы извлечь его, надо произвести вычисления.

Здесь есть две проблемы: аппаратное и программное обеспечение. А 25 циклов закона Мура (глава 4) дали людям в целом и физикам в частности вычислительные средства огромной мощности. Рост, раньше бывший экспоненциальным, замедляется, больше не предполагая удвоения количества компонентов в интегральной схеме каждые два года, поскольку, когда миниатюризация достигает атомных масштабов, начинают действовать другие законы физики. Тем не менее в ближайшие десятилетия мы можем ожидать по крайней мере еще несколько циклов даже без резкого изменения ситуации в существующей полупроводниковой технологии.

Существует и ряд перспективных новых направлений. В основном обработка информации сегодня основана на перемещении электрического заряда, реализуемом как движение электронов. Но электроны движутся гораздо медленнее света, и их трафик порождает тепло, которое хлопотно удалять. Для передачи больших объемов информации на дальние расстояния уже регулярно используется свет — процесс, требующий преобразования из электронного кодирования в световое и обратно. При работе с ним преобразователи быстро становятся более эффективными и универсальными и могут превратиться в самостоятельные «фотонные» компьютеры.

Более революционной является перспектива квантовых компьютеров, использующих для кодирования информации явление квантовой запутанности. В принципе, это явление имеет сложную структуру, что позволяет использовать его для хранения и обработки информации с чрезвычайно высокой плотностью. К сожалению, сложность эту переоценить трудно. Весьма перспективными кажутся несколько возможных технологий для защиты и эксплуатации этого явления, но пока они находятся в зачаточном состоянии. Если большие и практичные квантовые компьютеры могут быть построены, они должны быть очень хороши в решении задач квантовой механики, высвобождая скрытую силу нашей основной темы.

Еще одно направление — возможность черпать вдохновение в биологии. Современные компьютеры в основном двумерны. Они базируются на чипах, которые должны производиться в условиях идеально чистого помещения, поскольку любое отклонение от этого требования может оказаться фатальным для их работоспособности. Если чип поврежден, его уже нельзя восстановить. Мозг человека отличается от чипов во всех отношениях: он трехмерный, создается в грязных условиях, не требуя при этом особого контроля со стороны, и способен восстанавливаться при сбоях и травмах. В системах, сохраняющих плотность записи, скорость и масштабируемость полупроводниковых технологий, существует хорошая возможность достижения этих характеристик, и нет явного физического барьера, не позволяющего реализовать эту идею.

Наиболее эффективные алгоритмы используют особенности задач, для решения которых они предназначены. Их работа — это совершенно творческий процесс, который трудно рассматривать в общих чертах. Здесь я остановлюсь только на одном — наиболее примечательном — аспекте разработки программного обеспечения. Значительная часть работы, проделанной для подкрепления закона Мура (особенно в его самых последних циклах), была основана на современных программных средствах и системах автоматизированого проектирования (САПР). Последние, описывая влияние фундаментальной физики в новых условиях, позволяют инженерам исследовать и уточнять новые пути реализации элементов схемы (например, уменьшая транзисторы) и оптимизировать ее архитектуру. Таким образом, существует мощный цикл обратной связи, благодаря которому успехи в области вычислений приводят к усовершенствованию конструкции компьютера, в свою очередь, способствуя дальнейшему прогрессу в вычислениях. Мы можем предвидеть, что с усложнением искусственного интеллекта возникнут многие другие петли обратной связи такого же рода. В результате открытия, сделанные при помощи наиболее мощных (и все более автономных) компьютеров, приведут к созданию еще более мощных компьютеров.

Расширяя реальность

Фундаментальная физика утверждает, что существуют важные аспекты мира, которые мы могли бы наблюдать, но пока не можем этого сделать. Хочу упомянуть о нескольких наиболее выдающихся из них.

Еще недавно лазерно‑интерферометрическая гравитационно‑волновая обсерватория (еще известная под английской аббревиатурой LIGO), которая работает для нужд Калифорнийского и Массачусетского технологических институтов, была мало кому известна. Она наблюдала сигнал гравитационных волн, вызванных слиянием двух массивных черных дыр, каждая из которых весила в несколько десятков раз больше Солнца. LIGO предназначена для обнаружения совершенно ничтожных изменений расстояния между несколькими парами зеркал. Цифры просто потрясающие. Зеркала расположены в 4 километрах друг от друга, и предполагается, что расстояния между ними должны меняться менее чем на одну тысячную диаметра протона. Зеркала могут смещаться вследствие множества причин, но гравитационные волны создают уникальную картину изменений, поэтому их сигнал можно вычленить из шума. Это стало кульминацией 50‑летних трудов. Конечно, это было бы немыслимо без указания со стороны фундаментальной физики о том, каких сигналов следует ожидать и как измерять такие крошечные расстояния. (Между прочим, тот факт, что подобные колоссальные события производят столь ничтожные изменения в пространстве‑времени, сильно охлаждает наши мечты об искусственно созданных «кротовых норах», двигателях для перемещения в гиперпространстве, машине времени и т. п.)

Гравитационные волны открывают новое окно во Вселенную, позволяя получить доступ к ее скрытым областям, а также ко внезапным и бурным событиям. Чтобы в полной мере использовать их потенциал, нам необходимо развернуть в космосе множество высокоточных приборов, простирающихся на многие миллионы километров в межпланетном пространстве.

Человеческое восприятие оставляет желать много лучшего. Рассмотрим, например, цветовое зрение. В наши глаза поступают электромагнитные волны непрерывного спектра, которые, кроме того, поляризованы. То, что мы воспринимаем при этом как «цвет», является лишь грубой хеш‑функцией, выделяющей из всего спектра одну октаву, распределяющую ее по трем сенсорам, причем поляризация при этом игнорируется. Многие животные реализуют более совершенный алгоритм восприятия, и чувствительность их зрения распространяется на инфракрасный или ультрафиолетовый диапазон. Мы, люди, способны на гораздо более точный частотный анализ звука и можем выделить много различных тонов в аккордах.

Таким образом можно получить ценную информацию об окружающей нас среде, не говоря уже о возможностях для искусства и визуализации данных. Современные микроэлектроника и компьютеры обеспечивают привлекательные возможности для доступа к ней. Путем соответствующих преобразований мы можем закодировать ее таким образом, что она станет доступной для наших органов восприятия в виде своего рода индуцированной синестезии. Это значительно расширит возможности наших органов чувств, раздвинув наши горизонты восприятия.

При наличии более мощных датчиков и приводов опыт познания окружающего мира станет более убедительным. Легко представить себе разнообразные привлекательные возможности: туризм в любом месте и в любое время, не выходя при этом из дома. Хрупкие человеческие тела плохо подходят для освоения глубокого космоса, но наше сознание сможет добираться в самые труднодоступные места. Мы предвидим серьезное развитие астрономии — благодаря увеличению количества автоматизированных межпланетных зондов, виртуальному телеприсутствию и использованию подходящего биологического материала. Это гораздо надежнее и проще, чем отправка хрупких и плохо приспособленных для этого человеческих тел в глубины космоса.

Биология как ресурс и вдохновение

Если взять наше основное заявление в чистом виде, то биология предоставляет такие «доказательства существования» потенциальных возможностей материи, которые в ином случае были бы весьма неочевидны. Я уже упоминал о целесообразности создания сложных трехмерных, самособирающихся и саморегулируемых информационных процессоров. Это могло бы показаться фантазией, но в большинстве человеческих черепов содержатся полностью реализованные примеры подобных устройств. Точно так же нереализуемой мечтой может показаться возможность чрезвычайно быстрой параллельной обработки больших объемов данных с использованием медленных, ненадежных элементов схемы, но это описание реальной деятельности человеческой зрительной системы.

Именно биология вдохновила Джона фон Неймана на новаторские разработки самовоспроизводящихся «универсальных конструкторов» машин. В отличие от его проектов по компьютерной архитектуре, ставших основой технологии, полностью изменившей наш мир, самовоспроизводящиеся (эволюционирующие, а почему бы и нет?) машины в настоящее время остаются интеллектуальным курьезом. Но человеческая раса сама служит доказательством своего потенциала. Наши значительно улучшившиеся понимание того, как действует природа на молекулярном уровне, а также способность управлять потоками вещества и информации — в частности, в 3D‑печати (глава 10) — позволяют вдохнуть жизнь в эту удивительную концепцию.

И наоборот, ничто в самой природе материи не говорит о том, что людям как физическим существам обязательно присущи старение или болезни. Понимание и способность управлять материей и контролировать ее на фундаментальном уровне должны позволить нам преодолеть эти немощи. На практике это поставит перед людьми множество сложнейших проблем и вдохновит на новые открытия в области микроскопии и анализа данных (это позволит проводить сложную диагностику), а также в молекулярной инженерии (это обеспечит возможность проведения лечения).

Резюме: аварийные режимы

По причинам, изложенным выше, я, как физик, уверен: наше глубокое понимание того, как работает мир, открывает вдохновляющие перспективы для достижения новых уровней материального и духовного обогащения.

Однако, прежде чем закрыть тему, следует сделать несколько замечаний о мерах предосторожности.

Поскольку современные технологии обеспечивают создание надежной документации и широкое распространение знаний, можно было бы подумать, что историю технологий (и, следовательно, в конечном счете, человечества) в настоящее время невозможно откатить назад. Прогресс может быть неравномерным, но регресс исключен.

Но так ли это? Особенно тревожными мне кажутся три варианта сбоев, являющихся следствием самых современных технологий: ядерная война, экологическая катастрофа и вооружения, оснащенные искусственным интеллектом.

Некоторое знакомство с темой и 70 лет удачи не должны позволить нам недооценивать ужасающий потенциал ядерного оружия. Оно по‑прежнему существует в большом количестве — многие тысячи единиц — и контролируется девятью отдельными государствами. Посмотрите фильмы «Нити» («Threads»), а затем «Доктор Стрейнджлав» («Dr. Strangelove»). Этим все сказано.

Еще одной потенциальной катастрофой является экологический коллапс вследствие антропогенного изменения климата. Загрязнение атмосферы углекислым газом накапливается медленно, и надлежащая реакция (то есть учет внешних факторов) потребует вложения многих триллионов долларов. Вопрос в том, сможет ли человечество достигнуть зрелости и мудрости для решения этой коварной проблемы.

Ни человек, ни искусственный интеллект не могут избежать влияния открытия Дэвида Юма, заключающегося в том, что никакое моральное «должен» не может возникнуть из совокупности логических или научных «так есть». Вот его заключение: «Разум является, да и должен быть рабом страстей и никогда не может претендовать на какую‑либо другую роль, кроме служения и подчинения им».

Создатели умных автономных существ (таких, как гуманоидные роботы) будут либо явно, путем программирования, либо неявно, путем проектных решений, устанавливать их цели и мотивы — «страсти». Предполагается, что искусственный интеллект предназначен для служения человечеству самым простым и дружественным образом и это намерение лучше всего будет реализовываться автономными существами, цели и мотивы которых так же просты и дружественны. Но тогда весьма проблематичным станет использование искусственного интеллекта для военных задач, скажем, для создания армии роботов или, более обобщенно, высокоэффективных военных систем, вроде машины Судного дня доктора Стрейнджлава, которые будут реагировать на угрозы без вмешательства человека. Можно ожидать, что сверхразумные сущности, специально созданные подозрительными и агрессивными, проявят эти качества совершенно оригинальным и неожиданным образом. Конкурирующие группы таких созданий могли бы развязать уникальную войну, где людям и их цивилизации была бы отведена лишь роль случайных жертв.

Примечание

Эта работа поддерживается Министерством энергетики США по грантовому контракту № DE‑SC0012567.

3. Возможности биотехнологий

Роберт Карлсон

Биология откроет исключительные возможности для отдельных лиц, компаний и целых экономик — от медицины до промышленности.

В 2050 году «The Economist» сможет попадать прямо в ваш мозг. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) хочет построить мост между цифровыми устройствами и корой больших полушарий человеческого мозга. Этот проект стоимостью в 60 млн долларов преследует весьма смелую цель: привить мозгу универсальные цифровые функции для ввода и вывода информации. Трудно предположить, что может произойти в результате такой интеграции. Но очевидно, что будущее биологии не ограничивается лишь тем, что мы способны представить себе сегодня. Прямое слияние электронных и биологических вычислений позволит расширить возможности как живой, так и неживой материи в новых и совершенно непредсказуемых направлениях.

Менеджеры программ DARPA иногда называют этот нейронный интерфейс «кортикальным модемом». Проект опирается на значительный клинический опыт, полученный при подключении человеческих нейронов к электронным устройствам. Кохлеарные имплантаты и искусственные сетчатки используются уже в течение многих лет, восстанавливая соответственно слух и зрение людей. Проводятся клинические испытания имплантированных в мозг электродных массивов, использующихся для переноса нейронных сигналов мимо поврежденных участков позвоночника и обеспечения прямого нейронного управления роботизированными конечностями. В некоторых случаях такие нейронные протезы позволяли парализованным снова начать двигаться.

Тем не менее даже когда ученые добивались реального прогресса в создании «бионической женщины» (героиня американского телесериала), эта технология, по природе своей являющаяся разрушающим воздействием, встречается с разрушающим воздействием уже в отношении себя. Кибернетическое восстановление биологических функций скоро начнет конкурировать с регенерацией тканей и их заменой. Тканевые инженеры создают или выращивают пригодные для трансплантации внутренние органы, кости и соединительную ткань. Некоторые из этих нововведений все еще исследуются в лабораториях, тогда как другие уже вошли в клиническую практику — среди них такие разнообразные элементы, как мочевые пузыри, тазобедренные суставы, влагалища, трахеи, вены, артерии, яичники, уши, кожа, коленные мениски и «заплатки» для поврежденного сердца.

Прогресс ускоряется за счет разработки все более разнообразных методов изготовления тканей. Так же, как кортикальный модем расширит биологический потенциал человека, обеспечив возможность непосредственного участия в цифровых вычислениях, плоды последних дадут возможность создания новых средств манипулирования клетками. Возможно, тогда тканевые инженеры, сегодня ограничивающиеся выращиванием тканей из отдельных клеток в чашке Петри, смогут использовать 3D‑принтеры, чтобы точно вставлять клетки в заготовку требуемого органа, выращиваемую на специальной матрице, называемой еще «скаффолд», точно так же, как детали автомобиля, самолета или смартфона устанавливаются на положенное им место в конструкции. Если рассматривать наши тела тоже как конструкцию, вскоре лечение станет заключаться в замене изношенных или поврежденных «деталей» новыми. Человеческий биоматериал можно будет обновлять.

Создание заменяющих тканей является лишь первым шагом в развитии регенеративной медицины, которая изначально улучшит качество жизни, а затем, скорее всего, значительно расширит ее. В ближайшие десятилетия начнут постепенно возникать варианты терапии, затрагивающие молекулярные механизмы старения. Постепенно они будут набирать обороты, и, может быть, придет день, когда нам не придется говорить: «Это конец». Однако последствия со временем будут накапливаться.

Люди не ограничатся хирургическими и фармацевтическими вмешательствами и вскоре начнут модифицировать свой геном. Сперва мы постараемся исключить из него определенные заболевания. Начнем с генетических, которые относительно легко идентифицировать — таких как бета‑талассемия, болезнь Хантингтона и серповидноклеточная анемия. Затем займемся снижением риска возникновения болезни Альцгеймера, рака всех типов и болезней сердца.

Сегодня многие наблюдатели беспокоятся по поводу генетических изменений, внесенных в исследовательских целях в нежизнеспособные зиготы. Однако у возможности изменять геном будущих поколений потенциальные последствия более существенны. Не нужно даже особенно напрягаться, пытаясь перечислить то, что люди захотели бы генетически улучшить — здоровье, умственные и физические способности, внешний вид. Дискуссий о том, насколько далеко можно зайти в подобных изменениях, и о том, кто имеет право на доступ к ним или право отказывать в этом другим людям, хватит на десятилетия.

Независимо от хода этих обсуждений, спрос, вероятно, приведет к принятию быстрого решения. Оно будет основано на стремлении людей расширить унаследованный умственный и физический потенциал с помощью технологий. Мы ежедневно видим проявление этого желания в результатах работы косметической хирургии, в татуировках, в коррекции зрения, а также в использовании средств для улучшения достижений в спорте и учебе. Таким образом, даже если ремонт тел может быть чисто биологическим, спрос на расширенные возможности, скорее всего, приведет к разработке и внедрению технологии, включающей кортикальный модем.

Человек, подключенный к сети

Нейронный интерфейс обеспечит прямую связь между человеческим разумом и интернетом. Благодаря ей вся имеющаяся физическая, электронная и экономическая инфраструктура станет, если можно так выразиться, могучим экзоскелетом, обеспечивающим огромную силу тем, кто его носит. При помощи роботов, подключенных к Сети, мы проникнем в самые удаленные уголки планеты. Мы увеличим свою интеллектуальную мощь благодаря прямому доступу к библиотекам, суперкомпьютерам и космическим телескопам. Нашему разуму больше не придется всматриваться в окружающую действительность через две узкие щелки в черепе, поскольку он станет по‑настоящему открытым для Вселенной — со всеми сопутствующими этому преимуществами и рисками.

Кортикальный модем, по определению, будет двухсторонним каналом связи. Подключение такого интерфейса к нейронам человека поднимает вопрос о том, что еще может быть включено в этот информационный поток. Если мы начнем потоковую передачу данных из Интернета в мозг, то попутно также импортируем и все проблемы, связанные с сетевой безопасностью, с которыми мы сталкиваемся сегодня (и, предположительно, с ныне еще даже не возникшими). Причем спам и вредоносные программы на смартфонах окажутся наименьшими из них. DARPA уже знает о потенциальных рисках и недавно ограничило силу идеального сустава бионического предплечья до «нормальной для человека» в основном по соображениям безопасности устройства, подключенного к Сети. Агентство обеспокоено возможностью взлома программы управления кибернетической рукой, если сила этой руки будет превосходить обычную, и неважно, кто предпримет попытку взлома — владелец руки или злоумышленник. И это только начало.

Но кто будет владеть паролем от вашего кортикального модема? Кто будет контролировать установку неизбежного потока обновлений программного обеспечения? Захотят ли силовые структуры через 35 лет иметь неограниченный доступ к вашему мозгу так же, как они сегодня настаивают на доступе к телефонным звонкам, электронной почте и содержимому вашего телефона или ноутбука? Как часто другие организации или люди будут использовать тот же канал доступа? Но даже перед лицом подобных проблем и рисков многие все же решат воспользоваться этими новыми технологиями.

Подобный прогноз сделать легко. Как остроумно заметил писатель‑фантаст Уильям Гибсон: «Будущее уже здесь, оно просто еще неравномерно распределено». Научная фантастика — литература идей, и в лучших творениях этого жанра рассматриваются последствия возможного хода событий задолго до того, как они могут стать правдоподобными. Хотя первые робкие разработки элементарных нейронных протезов внедряются уже сегодня. Физика, химия или биология не ставят никаких реальных барьеров для развития этой технологии, прогресс будет зависеть лишь от скорости уменьшения нашего незнания того, как создавать эти устройства. Спрос на них, несомненно, окажется огромным, и динамика развертывания этого производства будет определяться скорее сроками разработки, чем ограничениями фундаментальной науки. И все же каждая технология таит свои сюрпризы. Сегодня «цифровой разрыв» дифференцированного доступа в Интернет считается формой образовательной дискриминации. Будут ли мозговые имплантаты разрушать или укреплять его? Какие социальные и экономические классы мы невольно выстроим, ведь степень совершенства природы каждого конкретного человека становится вопросом того, может ли он себе позволить последнее обновление программного обеспечения? Мы делаем реальные шаги к тому, что описано в первых главах каждого романа Гибсона, и нам следует быть готовым принять то, что пока еще только зрееет в его голове.

Когда программное обеспечение встречается с биологическими объектами

Генная инженерия, регенеративная медицина и информационные технологии в конце концов сольются воедино. Устранение несовместимости между обработкой информации и живой материей принесет как выгоду, так и проблемы — так же, как создание сетей породило сложности с безопасностью банковской деятельности, коммунальных услуг и производства. Что опять же подводит нас к Гибсону и начальным страницам его дебютного романа «Нейромант». Главный герой обнаруживает, что его новенькие только‑только пересаженные органы были взломаны, и в организм запущен токсин, и герой не получит противоядие, пока не выполнит определенное задание. Уже проводятся клинические испытания различных искусственных органов, и когда будущее «равномерно распределится», нам придется столкнуться с вредоносными программами, установленными в наш биокомпьютерный материал. Что, если эти органы потребуют установки обновлений? Кто будет отвечать за управление этими обновлениями? И будут ли у них полномочия для запуска релизов нового кода через биологическую сеть подобно сегодняшним обновлениям программного обеспечения смартфонов? Другими словами, для настройки нам придется посетить врача или биологический код будет распространяться другими способами (возможно, восстанавливая первоначальный смысл понятия «вирус»)? Сможем ли мы отказаться от этих обновлений? В конечном счете у кого в руках будет находиться «пароль» нашей трансплантации и что это будет означать в данном контексте?

Опять же, как ни странно, ничто в этом сценарии не противоречит нашим знаниям из области физики, биологии или химии. Как и в случае кортикального модема, существует огромный спрос на технологии, которые уменьшат бремя болезней, улучшат качество жизни по мере старения человека, а затем преобразуют старение из чего‑то, имеющего неизбежный конец, в управляемый непрерывный процесс. Впрочем, это будет долгая дорога.

И кортикальный модем, и регенеративная медицина являются примером того, как люди способны увлекаться техническим новаторством на фоне океана неизвестности. Мы пока не можем создать мозг или что‑то, работающее подобным же образом, поскольку у нас нет полного понимания того, как функционируют составляющие его клетки — как по отдельности, так и все вместе. Тем не менее мы преодолеваем свое невежество, чтобы обеспечить для человеческой физиологии новые возможности. Теперь мы можем читать и писать на языке нейронов достаточно хорошо, чтобы подключать их непосредственно к неорганическим компьютерам. Мы достаточно хорошо контролируем поведение человеческих клеток, чтобы склеивать их в полезные формы. Которые, несмотря на то, что мы до сих пор не до конца понимаем их механизм, становятся действующими органами. Это свидетельствует о том, что масштабы биотехнологии в ближайшие десятилетия будут ограничены не тем, что мы сегодня знаем о биологических элементах, а тем, насколько хорошо мы сможем подобрать инструменты, чтобы все просто работало. Это modus operandi или образ действия, исторически приносящий людям огромную пользу.

Основа биотехнологического бума

Хотя мы пока только учимся эффективно и безопасно восстанавливать и модифицировать человеческие тела (включая геномы), читать и писать в лаборатории генетический код других организмов мы умеем уже на протяжении десятилетий. Спрос на подобные технологии очень велик. Для понимания направления движения очень важно правильно оценить экономический вклад биотехнологии, несмотря на раннюю стадию ее развития. Коммерческая деятельность, основанная на генетической модификации, постепенно и неуклонно становится основным благоприятствующим фактором американской экономики.

К 2012 году доходы США от биотехнологии превысили 2 % ВВП (рис. 3.1). Их можно разделить на три основных сектора: биология (то есть биофармакология), генетически модифицированные культуры и промышленная биотехнология (например, топливо, ферменты и материалы). Если рассматривать биотехнологию как самостоятельную отрасль, то в 2012 году она внесла в экономику США больший вклад, чем добыча полезных ископаемых (0,9 %), коммунальные услуги (1,5 %) или производство компьютерной и электронной продукции (1,6 %). Если относительная величина вклада биотехнологии и стала неожиданностью, то лишь потому, что ее недооценивали. Скажем, вклад полупроводников был замечен и оценен министерством торговли еще в 1958 году, когда он составлял менее 0,1 % ВВП. Но по состоянию на 2016 год до сих пор нет официальных данных о вкладе в экономику биотехнологий. В результате экономические последствия их применения каждый раз становятся неожиданными.

Рис. 3.1. Рост доходов США от биотехнологий, млрд долларов

Доходы от биотехнологии все чаще зависят от способности читать, изменять и записывать генетический код по одной паре оснований ДНК за раз. За последние 30 лет у автоматизированных приборов появилась способность взаимно преобразовывать электронные и биологические инструкции друг в друга. Очень важно обратить внимание на этот временной промежуток, поскольку он меньше времени, оставшегося до 2050 года, то есть до конца периода, рассматриваемого в этой книге. Еще через 30 лет эта технология станет недорогой, повсеместно распространенной и значительно более мощной. С 1985 года расходы на чтение и запись ДНК снижались, а почасовая пропускная способность приборов увеличивалась в геометрической прогрессии, удваиваясь каждые 18 месяцев. В последние годы производительность секвенирования росла гиперэкспоненциально, что обусловлено ростом спроса на чтение генома людей, возбудителей заболеваний, опухолей, сельскохозяйственных культур, домашних животных и любого другого естественно возникшего организма, до которого могут дотянуться руки ученых (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Кривая Карлсона на фоне закона Мура.

Синтез ДНК и производительность секвенирования[1] по сравнению с количеством транзисторов на кристалле интегральной схемы

После оцифровки эти последовательности генов представляют собой набор инструкций, полезных для кодирования новых генетических возможностей в создаваемых организмах, сегодня это в основном микробы и растения. Одна ДНК может как содержать код одного белка, используемого в качестве фармацевтического препарата, так и целого фермента, при помощи которого можно получить любую молекулу, для производства которой сегодня требуется бочка нефти. После десятилетий обучения программированию биологии теперь в своих проектах мы не ограничиваемся лишь найденными в природе генами или их расположением.

Теперь можно разработать генетический код в соответствии с конкретными функциональными спецификациями, а затем включить эти инструкции в геном. Однако, как и в случае с кортикальным модемом и заменой тканей, мы начинаем проектировать генетические схемы, не зная, как работают все их составные части. Наиболее сложные коммерческие синтетические генетические схемы сегодня включают всего около 12 генов. Они вставлены в геном дрожжей, которые сами состоят из более чем 5000 генов, и о многих из них мы мало что знаем. В настоящее время биоинженерия занимается взломом сложной системы, которая была создана не людьми и документация на которую отсутствует. В течение следующих 30 лет на преодоление этого пробела в наших знаниях будут направлены серьезные средства.

Ближайшие десятилетия мы проведем в изучении того, как сочетаются друг с другом все части и системы, лежащие в основе жизни. Число этих компонентов, их функции и принципы взаимодействия конечны, и мало кто сомневается, что со временем мы опишем их полностью. По мере улучшения понимания растущий спрос на рынке неизбежно приведет к развитию возможностей технологии. Как будет выглядеть мир, когда мы наконец разберемся в том, что именно мы делаем?

Будущее, созданное биотехнологией

Чтобы создать некоторое представление о будущем биоинженерии, давайте рассмотрим следующее упражнение по обратному инжинирингу. Чем бы показался авиалайнер «Boeing 777» в 1892 году, за столетие до его первого полета? В эпоху, когда автомобили были новинкой, а лошади с их навозом — все еще нормой повседневной жизни, каждый аспект современного летательного аппарата представлял бы собой загадку. Материалы и методы, используемые при его строительстве, двигатели и системы, удерживающие его в воздухе, вычислительные системы и меры управления сложностью, позволяющие автопилоту осуществлять 90 % взлетов и посадок в любую погоду все бы считалось совершенно невозможным. Хотя очевидно, что все это допустимо с точки зрения законов физики (которые не изменились). В 1892 году «Boeing 777» был просто за пределами фантазии и технических возможностей.

В течение последующих 100 лет элементы, в итоге составившие «Boeing 777», были улучшены, доработаны и объединены в эффективное единое целое, сегодня кажущееся будничным делом. Эта инфраструктура в настоящее время настолько развита и настолько хорошо интегрирована, что конструкторы могут сидеть за настольными компьютерами и управлять автоматизированными производственными линиями, разбросанными на территории половины земного шара.

Тем не менее мы до сих пор не до конца понимаем, как на несущих плоскостях создается подъемная сила в турбулентном воздушном потоке. Вместо того чтобы основывать разработки на подробном физическом описании полета, мы удовольствуемся вычислительными алгоритмами из области аэродинамики, данные для которых собраны многократным моделированием. В конечном счете именно на основании этого моделирования мы решаем вопрос о летной годности «Boeing 777». Тем не менее продукты, появляющиеся из авиационной системы «проектирование для промышленного производства», настолько безопасны и хорошо воспроизводимы, что мы регулярно засыпаем практически сразу после взлета. Тот факт, что современная авиация стала элементом повседневности, является впечатляющим ключом к будущему биотехнологии. Хотя это может показаться банальным, будущее заключается в том, чтобы сделать биологическое производство столь же скучным, как современные самолетостроение и самолетовождение.

Преобразование уже идет. Индустрия автоматизации биологического проектирования, аналогичная той, что стоит за современным самолетостроением, сегодня формируется из амбициозных стартапов, разбросанных по нескольким континентам. Основными заказчиками здесь являются крупные фармацевтические и промышленные биотехнологические компании, оказавшиеся неспособными самостоятельно переориентироваться на исследования и разработки в этом направлении. Когда «проектирование для промышленного производства» станет привычным аспектом биоинженерии, мы получим доступ к основополагающей технологии, которая может быть использована для построения почти всего, что мы видим в природе. В будущем границы биотехнологии будут расширяться и выходить далеко за пределы ограниченного списка биологических органов и процессов сегодняшнего дня.

По мере расширения способности манипулирования биологическими процессами наша креативность, чрезмерно ограничиваемая существующими сегодня представлениями, постепенно начнет освобождаться от стереотипов. Что именно мы станем создавать с использованием биологических компонентов, когда преодолеем воображаемые пределы, навязываемые нынешним миропониманием? Намеки на будущее можно разглядеть в другом проекте DARPA, направленном на использование биологии для изменения способа манипулирования неживой материей.

Стандартная синтетическая химия позволила создать целый зоопарк молекул, являющихся строительными блоками современной экономики. Производство многих продуктов сегодня возможно лишь благодаря свойствам молекул, созданных человеком. Синтетическая химия буквально преобразует наш мир, вспомните о пластмассах, покрытиях или катализаторах. Но она может быть использована для изготовления только части тех материалов, которые мы — теоретически — можем себе представить. Например, ферменты могут совершать настоящие химические подвиги, благодаря которым откроется доступ к гораздо большему количеству веществ. DARPA хочет расширить эту возможность и использовать новые комбинации ферментов для производства тысяч материалов, до сих пор никогда не существовавших. Более того, за 100 лет упорного труда мы изучили биохимию достаточно хорошо, и это позволило нам приступить к разработке новых ферментов с новыми возможностями, которые еще больше расширят спектр доступных материалов.

Помимо производства новых веществ, биотехнологии воспринимаются как важные функциональные компоненты систем, ныне производящихся из кремния и металла. В частности, они, скорее всего, изменят способ хранения цифровой информации.

От дисков к ДНК

Интернет расширяется настолько быстро, что наша потребность в архивации данных скоро превзойдет возможности существующих технологий. Если мы продолжим идти по тому же пути, то в ближайшие десятилетия нам понадобится экспоненциально больше не только магнитной ленты, дисков или флеш-памяти, но и фабрик для производства этих носителей, и складов для их хранения. Даже если это технически и осуществимо, то экономически невозможно. Решение может предоставить биология. ДНК — самая сложная и плотная среда хранения информации, с какой мы когда-либо сталкивались; она во много раз превышает даже теоретическую емкость магнитной ленты или твердотельного накопителя.

Обширный склад, полный магнитных лент, может быть заменен ДНК размером с кубик сахара. Что касается времени хранения, то мы нашли нетронутую ДНК в тушах животных, которые провели замороженными в канадской тундре 750 тысяч лет. Следовательно, есть серьезные основания объединить способность читать и писать ДНК с ускоряющейся потребностью в носителе для более длительного хранения информации. И нам уже продемонстрировали кодирование и извлечение текста, фотографий и видео в ДНК.

Правительства и корпорации оценили эту возможность и начали финансировать исследования ускорения синтеза и секвенирования ДНК. Для того чтобы конкурировать с типичным ленточным, «ДНК-привод» должен быть способен записывать и читать эквивалент приблизительно 10 человеческих геномов в минуту, что в настоящее время в 10 раз превышает глобальный ежегодный спрос на синтетическую ДНК. Масштабы спроса на ДНК-устройства и цена, по которой они должны продаваться, полностью изменят экономику чтения и записи генетической информации, сокращая роль теперешних многомиллиардных рынков биотехнологии при одновременном массовом расширении возможностей для перепрограммирования живых существ. Этот вид нетрадиционного использования биотехнологии со временем будет лишь увеличиваться.

Земля, текущая молоком и биоденьгами

Рассмотрим производственный потенциал промышленной ферментации, той точки, где сходятся биология и управление бизнес-процессами. Пивоварение работает технично и экономически грамотно на самых разных уровнях — от транснациональных гигантов, выбрасывающих на рынок миллионы литров напитка в год, до изощренных крафтовых пивоварен, производительность которых в литрах исчисляется тысячами и которые можно встретить в современных городах на каждом углу. Эта промышленная структура свидетельствует о том, что распределенное биологическое производство может успешно конкурировать с централизованным, опровергая идею о том, что масштабная экономика всегда благоприятствует крупным хозяйствам. Более того, интегрированные нефтяные компании жизнеспособны только при капитале в десятки миллиардов долларов, тогда как предприятия, бизнес которых основан на процессе ферментации, могут работать при вложении всего нескольких тысяч.

Путем перепрограммирования биологической части этой производственной платформы мы можем гибко перенацелиться на довольно выгодные рынки. В то время как пиво — это в основном вода стоимостью не более нескольких долларов за литр, бактерии могут производить молекулы стоимостью в десятки тысяч долларов за литр. Из более чем 105 млрд долларов, внесенных промышленными биотехнологиями в экономику США в 2012 году, по крайней мере 66 млрд поступили благодаря ферментированным биохимическим продуктам, которые уже вытесняют с мировых рынков продукты нефтехимии (не включая биоэтанол, доля которого в валовом внутреннем продукте США составила в 2012 г. всего 10 млрд долларов). Еще одним показателем спроса является переход фармацевтической промышленности от химического синтеза даже маломолекулярных препаратов, таких как антибиотики, к биологическому, тем самым экономя деньги и сокращая потоки отходов и выбросы углерода. Растущий спрос на эти возобновляемые химические вещества будет во все большей степени определяться производственными системами, включающими как биологические, так и небиологические компоненты.

Фермеры уже оценили преимущество гибридных подходов в виде роботизированных доильных аппаратов для молочных хозяйств. Сочетание коров и роботов представляет собой интегрированную систему с превосходными производительностью и рентабельностью. Во всем мире работают уже более 25 тысяч таких систем. Коровы быстро научились посещать доильный сарай в наиболее предпочтительное для себя время. Там их здоровье и производительность отслеживаются электронными устройствами, встроенными в специальные воротники — своего рода «коровий Интернет». Важно отметить, что животным эта система тоже выгодна, поскольку им приходится реже посещать ветеринаров и они производят больше молока. Связанные в сеть, коровы кормятся грубыми кормами и перерабатывают их в ценное вещество, которое затем автономно доставляется в централизованные пункты сбора.

Самое главное здесь заключается в том, что, как и в случае пивоварения, автоматизированные молочные фермы представляют собой чрезвычайно производительную, гибкую и распределенную систему. Такая интеграция является результатом многолетней работы, в результате которой производство молока увеличилось почти вдвое, в то время как численность, так сказать, «молочной армии» вдвое сократилась.

Теперь представьте, что эти «избыточные» коровы вместо молока могли бы производить топливо или химикаты, объем этого производства был бы эквивалентен потребностям Америки в возобновляемых видах топлива в 2017 году, или примерно 17 % от общего спроса на бензин в США.

Согласно планам, для строительства сотни (в настоящее время гипотетических) «нефтеперегонных заводов на биотехнологии» потребуется около 170 млрд долларов. Напротив, сегодняшняя стоимость американской «молочной армии» составляет примерно 20 млрд долларов. Если к этой цифре прибавить целых 10 млрд, потраченных на то, чтобы разобраться, как переделать коров для производства топлива и химических веществ, мы бы все равно с запасом опережали исходную сумму более чем на 100 млрд.

Однако затраты на разработку, скорее всего, будут еще ниже, поскольку нам не придется заходить настолько далеко и заниматься биоинженерным преобразованием реальных коров для доставки продукции в роботизированные доильные сараи. Мы уже можем строить системы ферментации, содержащие синтетические бактерии. Последние потребляют сложное органическое сырье и производят ценные и превосходящие нефтепродукты химические вещества. И мы видим надвигающееся будущее автономных роботов, перемещающихся на колесах или с помощью ног. Сочетание этих технологий полностью преобразует способ управления ресурсами и организацию производства.

Привет, коровборг

Представьте себе оснащенных модулями биообработки роботов, которые медленно бродят по лугам или восстановленным высокогорным пастбищам, потребляя различные растительные корма, перерабатывая их в самые разные продукты от топлива и химикатов до фармацевтических препаратов, а затем доставляя их на пункты сбора. Роботы могут выглядеть как коровы или просто как нынешнее автоматизированное спутниковое оборудование для сбора урожая, дополненное бродильными резервуарами. Эти гибридные «коровборги» — в сущности мобильные мини-пивзаводы — будут автономно распределенными платформами биотехнологического производства.

Какой бы ни стала окончательная форма этих созданий, мы будем использовать биологические компоненты, роботов или цифровые компьютеры там, где каждый вид лучше всего соответствует обстановке. Самое главное не в том, что пределы биологии будут расширяться за счет компьютеризации, а в том, что у обеих технологий, вследствие их влияния друг на друга, появятся новые направления.

Если это звучит как фантастика, вспомните, что в этой книге говорится о событиях, которые могут произойти в течение более трех грядущих десятилетий. Поскольку преимущества биотехнологий уже породили массовый спрос, а барьеры на пути к их реализации резко снизились, через 30 лет стоит ожидать, что экономика будет в значительной степени опираться на гибридные устройства, сочетающие в себе искусственно созданные биотические и абиотические части.

Трудно предугадать, как именно будут выглядеть и что конкретно будут делать построенные в будущем артефакты. Но при взгляде вперед важно понимать: ограничения прошлого, не говоря о настоящем, исчезнут. Будущее будет определяться биологией не в том виде, в каком мы ее находим сегодня, а в том, который мы выстроим завтра.

Примечание

Я хотел бы поблагодарить Рика Вебринга, Сару Келлер, Эрика Карлсона, Спенсера Адлера и Стивена Олдрича за плодотворные беседы и сложные вопросы.

4. За гранью закона Мура

Тим Кросс

Серьезное увеличение мощности микропроцессоров привело к революции в области вычислений. Но в дальнейшем ее придется продолжать другими способами.

В 1971 году Intel, тогда ничем не примечательная компания, расположенная в месте, которое позже назовут Кремниевой долиной, выпустила микросхему под названием 4004. Это был первый в мире коммерчески доступный микропроцессор — устройство, в одном миниатюрном корпусе которого были собраны все электронные схемы, необходимые для сложной обработки больших объемов числовых данных. Он был чудом своего времени, собранным из 00 крошечных транзисторов размером около 10 тысяч нанометров (или миллиардных частей метра) каждый, то есть размером примерно с красную клетку крови. Транзистор — это электронный переключатель, который путем перехода между состояниями «истина» и «ложь» обеспечивает физическое представление нуля и единицы, основных строительных кубиков информации.

В 2015 году Intel — к тому времени ведущий мировой производитель микросхем с годовым доходом более 55 млрд долларов — выпустила процессоры серии Skylake. Фирма больше не публиковала точные цифры, но можно предположить, что в каждой микросхеме содержалось 1,5–2 млрд транзисторов, расположенных примерно в 14 нанометрах друг от друга. Каждый из них был настолько крошечным, что был практически невидим, ибо он более чем на порядок меньше длины волны света в видимом диапазоне.

Все знают, что современные компьютеры лучше старых. Но трудно определить, насколько именно, ведь ни одна другая потребительская технология не улучшалась подобными темпами. Стандартной является аналогия с автомобилями: если бы машины с 1971 года улучшались с той же скоростью, что и компьютерные чипы, то к 2015-му новые модели имели бы максимальную скорость около 420 млн миль в час[2]. Это примерно две трети скорости света, или достаточно быстро, чтобы объехать вокруг света менее чем за 1/5 секунды. А если и это покажется слишком медленно, то к концу 2017 года в шоурумах у дилеров должны были бы появиться модели, которые могли бы двигаться вдвое быстрее света.

Такой молниеносный прогресс является следствием наблюдения, впервые сделанного в 1965 году одним из основателей Intel Гордоном Муром. Он заметил, что количество транзисторов на одном кристалле интегральной схемы ежегодно удваивается. Позже, когда срок удвоения был исправлен на два года, «закон Мура» стал самореализующимся пророчеством, задавшим темп всей вычислительной индустрии. Каждый год такие фирмы, как Intel и Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, тратят миллиарды долларов, выясняя, как сохранить тенденцию к уменьшению элементов интегральных схем. Попутно закон Мура помог построить мир, в котором чипы встроены во все — от чайников до автомобилей (которые все чаще могут обходиться без водителя), — где миллионы людей развлекаются в виртуальной реальности, на финансовых рынках играют торговые роботы, а «белые воротнички» переживают, что искусственный интеллект скоро лишит их работы.

У подножия больше нет места

Но это направление уже почти полностью себя исчерпало. Уменьшать компоненты чипа каждый раз становится все труднее, и в современных транзисторах размером в десятки атомов инженеры просто приближаются к пределу возможностей. С момента запуска микропроцессора 4004 в 1971-м и до середины 2016-го пройдено 22 цикла закона Мура. До 2050 года предполагается еще 17. И в последних из них специалистам придется придумывать, как собирать компьютеры из комплектующих размером меньше атома водорода — самого крошечного из существующих природных элементов. Что, насколько известно, невозможно.

Впрочем, бизнес убьет закон Мура прежде, чем это сделают законы физики, поскольку выгода от миниатюризации транзисторов окажется меньше привычной. Закону Мура придает действенную силу связанное с ним явление под названием «масштабирование Деннарда» (по имени инженера IBM Роберта Деннарда, который первым формализовал эту идею в 1974 году). Согласно ему, уменьшение компонентов чипа делает его быстрее, энергоэффективнее и дешевле в производстве. Другими словами, чипы с меньшими компонентами лучше, поэтому компьютерщики смогли убедить потребителей каждые несколько лет вкладывать большие суммы в последние модели устройств. Но старая магия исчезает. Чипы становятся меньше, но это не делает их более быстрыми или более эффективными в том смысле, к которому мы привыкли (рис. 4.1). В то же время рост стоимости ультрасовременного оборудования, необходимого для изготовления чипов, снижает финансовую выгоду. Второй закон Мура (он гораздо любопытнее первого) гласит: стоимость «кремниевой мастерской», как называют подобные заводы, каждые четыре года удваивается. Стоимость современного завода по производству чипов колеблется около 10 млрд долларов. Это большие деньги даже для Intel.

Рис 4.1. Мур или меньше[3]. Прогресс замедляется

В результате эксперты Кремниевой долины пришли к согласию о том, что закон Мура скоро утратит свою силу. «С экономической точки зрения, закон Мура мертв», — говорит управляющая аналитической фирмой из Кремниевой долины Линли Гвеннап. Руководитель отдела исследований и разработок IBM Дарио Джил тоже откровенен: «Я категорически настаиваю, что будущее компьютерной индустрии больше не может подчиняться закону Мура». Инженер Боб Колвелл, в прошлом проектировавший интегральные микросхемы в Intel, считает, что в начале 2020-х индустрия, возможно, и создаст кристалл, компоненты которого будут расположены всего в 5 нанометрах друг от друга, «но трудно будет убедить меня в возможности дальнейшего сближения».

Другими словами, одна из самых мощных технологических сил за последние 50 лет скоро исчерпает себя. Предположение, что компьютеры будут безостановочно становиться все лучше и дешевле, намертво впечатано в представление людей о будущем. Оно лежит в основе многих технологических прогнозов из других частей этой книги, говорящих о беспилотных автомобилях, искусственном интеллекте и новых невероятных гаджетах. Но, помимо уменьшения компонентов, существуют и другие способы улучшения компьютеров. Конец закона Мура не означает финала компьютерной революции. Это означает лишь, что предстоящие десятилетия будут выглядеть совершенно иначе, чем предыдущие, ибо ни одна из альтернатив не является столь же надежной или повторимой, как великая миниатюризация прошлого полувека.

Жажда скорости

Закон Мура сделал компьютеры меньше, превратив их из монстров, заполняющих всю комнату, в изящные карманные устройства. Это также сделало их более экономичными: смартфон, вычислительная мощность которого больше, чем было доступно всему миру в 1971 году, может работать на одном заряде батареи день или более. Но самое главное — компьютеры стали быстрее. Но к 2050 году, когда закон Мура станет древней историей, инженерам, если они хотят заставить компьютеры работать еще быстрее, придется использовать другие приемы.

Есть несколько простых путей. Во-первых, оптимизировать программное обеспечение. Бешеный темп закона Мура до сих пор оставлял компаниям совсем мало времени для оптимизации своих продуктов. И тот факт, что клиенты каждые несколько лет будут покупать более быстрые устройства, еще больше ослабил стимул для идеальной отладки программ: самый простой способ ускорить плохо написанный код — просто подождать год или два, пока не появится оборудование, которое выполнит его быстрее. По мере того как закон Мура перестает работать, слишком короткие циклы жизни продуктов компьютерной индустрии могут начать увеличиваться, давая программистам больше времени для улучшения качества их работы.

Еще одним способом является разработка узкоспециализированных кристаллов, пусть в ущерб вычислительной универсальности. Современные чипы начинают оснащаться специализированными схемами, предназначенными для ускорения наиболее распространенных задач, таких как распаковка фильмов, выполнение сложных вычислений, необходимых для шифрования, или отрисовки сложной трехмерной графики, используемой в видеоиграх. Поскольку компьютеры стали использоваться во всевозможных других видах продукции, подобные специализированные чипы окажутся весьма полезными. Например, беспилотные автомобили будут все чаще использовать машинное зрение, с помощью которого компьютеры научатся интерпретировать изображения из реального мира, классифицировать объекты и извлекать информацию, что является вычислительно очень сложной задачей, для ее решения применение специализированной схемы будет особенно целесообразно.

Однако чтобы вычислительные мощности продолжали расти так, как мы привыкли, понадобится нечто более радикальное. Одна из идей решения этой проблемы заключается в попытке сохранить закон Мура путем его переноса в третье измерение. Современные чипы, по своей сути, плоские. Но исследователи уже пробуют сделать микросхемы, в которых компоненты уложены друг на друга. Даже если площадь таких чипов перестанет уменьшаться, наращивание слоев позволит дизайнерам продолжать набивать в них больше компонентов, точно так же, как на одной площади фундамента в высотных домах могут поселиться больше людей, чем в малоэтажных.

Первые такие устройства уже выходят на рынок: крупный южнокорейский производитель микроэлектроники Samsung продает накопители, реализованные на многослойных схемах памяти. Перспективы этой технологии весьма многообещающи. В современных компьютерах память смонтирована в нескольких сантиметрах от процессоров. При нынешних скоростях сантиметр — это очень долгий путь, означающий значительные задержки при обработке данных. 3D-чипам удалось устранить эту проблему: слои логики обработки в них расположены между слоями памяти. IBM считает, что 3D-микросхемы могут позволить разработчикам сжать суперкомпьютер, сегодня заполняющий целое здание, до объема коробки для обуви.

Но чтобы заставить его работать, потребуются кардинальные изменения конструкции. Современные чипы уже и так сильно греются, требуя для охлаждения больших радиаторов и вентиляторов. С трехмерной микросхемой будет еще хуже, поскольку доступная для удаления тепла площадь поверхности будет увеличиваться гораздо медленнее генерирующего тепло объема. По той же причине на такую микросхему трудно подавать нужные количества электроэнергии и данных для обработки. Поэтому суперкомпьютер IBM размером с обувную коробку потребует жидкостного охлаждения. В каждом чипе будут проложены микроскопические каналы, что позволит охлаждающей жидкости течь внутри него. Вместе с тем в компании считают, что хладагент может заодно выполнять функцию источника питания. Идея заключается в том, чтобы использовать его в проточной батарее в качестве электролита, в которой последний протекает мимо неподвижных электродов.

Существуют и более экзотические задумки. Квантовые вычисления предлагают использовать трудные для понимания законы квантовой механики для построения машин, способных решать определенные типы математических задач гораздо быстрее любого обычного компьютера, каким бы быстрым или высокотехнологичным он бы ни был (хотя для многих других задач квантовая машина не даст никаких преимуществ). Их самое известное применение — взлом некоторых криптографических кодов. Но наиболее важны они для точного моделирования квантовых явлений в химии. Эта проблема имеет тысячи вариантов применения в промышленном производстве и других отраслях человеческой деятельности, но для обычных машин она почти неразрешима.

Десятилетие назад квантовые вычисления ограничивались теоретическими исследованиями в университетах. В наши дни в подобные технологии вкладывают деньги несколько крупных компаний, в том числе Microsoft, IBM и Google, поскольку, по их прогнозам, квантовые чипы станут доступны в течение следующего десятилетия или двух (хотя на самом деле любой, кто интересуется этим вопросом, уже может поиграть с одной из таких микросхем IBM удаленно, программируя его через Интернет). А канадская фирма D-Wave уже продает квантовый компьютер с ограниченным функционалом: он может выполнять всего одну математическую функцию. Впрочем, до сих пор не ясно, действительно ли эта конкретная машина быстрее неквантовой модели.

Как и 3D-чипы, квантовые компьютеры нуждаются в специализированных уходе и питании. Для работы такого устройства оно должно быть полностью изолировано от внешнего мира. Его следует охлаждать жидким гелием, температура которого лишь чуть выше абсолютного нуля. Наконец, такой компьютер нуждается в сложном экранировании, ибо даже самый маленький импульс тепла или случайная электромагнитная волна могут разрушить тонкие квантовые состояния таких машин.

Исчезая из вида

Каждое из этих перспективных улучшений, однако, имеет ограничения: либо выгода будет разовой, либо окажется применимой только к определенным видам расчетов. Мощь закона Мура заключалась в том, что все улучшения происходили с удивительной регулярностью. В будущем прогресс будет более бессистемным, непредсказуемым и чреватым ошибками. И, в отличие от прежних славных дней, непонятно, насколько серьезно он затронет потребительские товары. В конце концов, мало кто согласился бы иметь криогенно охлаждаемый квантовый ПК или смартфон. То же касается и жидкостного охлаждения — много весит, грязно, сложно. Даже построением специализированного кристалла для конкретной задачи стоит заниматься лишь в том случае, если он будет использоваться регулярно.

При этом все три технологии будут хорошо работать в центрах обработки данных, где помогут стартовать еще одному крупному тренду нескольких ближайших десятилетий. Традиционно компьютер представляет собой большую или меньшую коробку на вашем столе или у вас в кармане. В будущем все более широко распространяющееся подключение к Интернету и сети мобильной связи позволит спрятать вычислительные мощности в центрах обработки данных, при этом клиенты будут использовать ее в том виде, в каком она им нужна. Другими словами, вычислительная мощность станет предоставляемой по требованию услугой, как сегодня электричество или вода.

Возможность убрать аппаратное обеспечение, выполняющее всю вычислительную работу, из куска пластика, с которым обычно работают пользователи, известна как «облачные вычисления». Они станут одним из самых важных для компьютерной промышленности способов нивелировать последствия краха закона Мура. В отличие от смартфона или ПК, которые могут увеличиваться лишь до определенной величины, центры обработки данных можно сделать более мощными, просто построив их большими. По мере роста мирового спроса на вычисления все возрастающая их доля будет происходить на удаленных площадях, расположенных в сотнях миль от пользователей.

И этот процесс уже начался. Возьмите приложение Siri — голосовой персональный помощник, созданный компанией Apple. Декодирование человеческой речи и намерений, скрытых за инструкциями вроде «Сири, найди мне какой-нибудь индийский ресторан», требует большей вычислительной мощности, чем доступна iPhone. Вместо этого смартфон просто записывает голос своего пользователя и передает информацию на более мощный компьютер в одном из центров Apple по обработки данных. Выбрав подходящий ответ, тот отправляет информацию обратно на iPhone.

Подобная модель может использоваться не только для смартфонов. Чипы уже пробрались в вещи, обычно не воспринимаемые в качестве компьютеров — от автомобилей до медицинских имплантатов, телевизоров и чайников. И процесс не стоит на месте. Этот тренд лежит в основе «Интернета вещей» (IoT), идея которого заключается в компьютеризации почти каждого мыслимого объекта. Умная одежда будет использовать домашнюю сеть, чтобы подсказать стиральной машине, какие настройки следует использовать; умные тротуарные плиты станут контролировать пешеходный трафик в городах и предоставлять правительствам подробные карты загрязнения воздуха. Еще раз: проблески будущего видны уже сегодня. Например, инженеры таких фирм, как «Роллс-Ройс», уже сегодня могут отслеживать десятки показателей конкретных реактивных двигателей в полете. Созданы умные домашние устройства, позволяющие их владельцам с помощью смартфона контролировать все — от освещения до кухонных приборов.

Но чтобы IoT полностью реализовал свой потенциал, потребуется каким-то образом осмыслить бурные потоки данных, которые будут производить миллиарды IoT-чипов — сами они с этим не справятся. К примеру, микросхема, встроенная в умную тротуарную плиту, должна быть как можно более дешевой и очень маломощной. Поскольку подключение тротуаров к электрической сети нецелесообразно, такие микросхемы должны будут получать энергию от тепла окружающей среды, движения пешеходов или даже от окружающего электромагнитного излучения.

За гранью Мура

[4]

Когда закон Мура перестанет работать, определение понятия «лучше» изменится. Помимо описанных выше, существует масса иных многообещающих идей. Например, много усилий будет направлено на повышение энергоэффективности компьютеров. Это имеет значение по нескольким причинам. Потребители хотят, чтобы батареи в их смартфонах дольше держали заряд. IoT потребуется установка компьютеров в таких местах, где электрическая сеть недоступна. Наконец, количество вычислений достигло такого уровня, что потребляет уже около 2 % произведенной в мире электроэнергии.

Еще одной областью дальнейшего усовершенствования являются пользовательские интерфейсы, поскольку современные технологии уже устарели. Клавиатуры являются прямыми потомками механических пишущих машинок. Мышь впервые была продемонстрирована в 1968 году. Тогда же был показан графический пользовательский интерфейс, как в сегодняшних Windows или iOS, заменивший сложное взаимодействие с компьютерами того времени при помощи текста на дружественные к пользователю иконки и окна. CERN, известный европейский институт физики элементарных частиц, впервые использовал сенсорные экраны в 1970-х.

Siri может покинуть ваш телефон и стать вездесущей: искусственный интеллект позволит (а облачные вычисления поспособствуют) практически любой машине, независимо от ее собственной мощности, работать просто путем разговора с ней. Samsung уже делает телевизоры с голосовым управлением. Могут оказаться полезными и такие технологии, как отслеживание жестов или взглядов, в настоящее время уже начинащие использоваться в видеоиграх с применением виртуальной реальности. Дополненная реальность, близкий родственник виртуальной, позволяет накладывать компьютерную информацию поверх картины реального мира, смешивая их. Вполне возможно, что первая гарнитура Google с дополненной реальностью была несовершенна, но в один прекрасный день что-то очень на нее похожее наверняка найдет свое применение. Сейчас компания работает над электронными контактными линзами, которые могли бы выполнять аналогичные функции, будучи при этом гораздо менее заметными.

Закон Мура не может работать вечно. Но по мере ослабевания его действия снижается и его значение. Этот закон был важен, пока компьютер являлся просто коробкой на вашем столе и был слишком медленным для выполнения многих задач. Для мировой промышленности он стал мерилом прогресса, и без него развитие вычислительной техники станет более труднодостижимым, неустойчивым и нерегулярным. Но его не остановить. В 2050 году компьютер будет представлять собой систему из крошечных чипов, встроенных во все — от кухонного стола до автомобиля. Большинство таких устройств будут иметь доступ через сеть к гигантской вычислительной мощности, и вы будете взаимодействовать с ней, просто разговаривая с комнатой. Триллионы миниатюрных микросхем будут разбросаны по всем уголкам физической среды обитания человека, делая мир более понятным и контролируемым, чем когда-либо прежде. Действие закона Мура может скоро закончиться. Компьютерная революции — нет.

5. Поколения технологий: прошлое как пролог

Энн Уинблад

Чтобы получить представление о грядущих через три десятилетия изменениях, следует рассмотреть, как формировались последовательные технологические волны в три прошедших десятилетия.

Осенью 1985 года — примерно столько же лет назад, сколько сегодня остается до рассматриваемой в этой книге даты в будущем — мы с Биллом Гейтсом долго гуляли по пустому пляжу в Северной Каролине. Это было через десять лет после того, как Билл основал свою компанию, и всего за несколько месяцев до первого выхода Microsoft на биржу (13 марта 1986 г.).

Microsoft была одним из первых участников «второй волны» вычислительной техники — персональных компьютеров. Но в 1985-м мало кто знал о каких-то новых волнах, не говоря о том, что мы уже были частью второй. В ходе первой, пришедшейся на период с конца 1950-х до 1970-х годов, появились ЭВМ и мини-ЭВМ. В то время мы с Биллом еще были подростками, и нас привлекли программирование и компьютерные технологии. Мы оба — Билл в старших классах школы, а я на первом курсе колледжа — имели доступ к мини-компьютерам VAX производства DEC (Digital Equipment Corporation). Я училась программировать на «Фортране» на DEC PDP‐11. Билл намного опередил меня, освоив кодирование на нескольких мини-ЭВМ, в том числе на DEC PDP‐10.

В то время мощности как больших вычислительных систем, так и мини-компьютеров были скрыты от большинства людей. Это была лишь первая волна. Но она позволяла предсказать, какой будет следующая. Изначально над поверхностью будет видна только ее часть. В это время она мощными потоками дойдет до океанского дна, где образуются многочисленные новые компании. А затем в какой-то момент изогнется и мощным валом ударит в берег. В этот момент определятся победители и неудачники — добраться до суши смогут только ведущие инновационные компании.

Первая волна

В первой волне смогли выплыть лишь такие мощные компании, как Burroughs, UNIVAC, Control Data, Honeywell, RCA и General Electric. Эта группа производителей мейнфреймов получила прозвище «IBM и семь гномов», а позже, когда две последние фирмы покинули этот бизнес — «IBM и прочие[5]». «Прочие» практически исчезнут или станут неважны — с исторической точки зрения, они лишь на мгновение показались на поверхности налетающей волны. IBM же выйдет на берег победителем, хотя сегодня лишь небольшая доля доходов компании приходится на продажу крупных вычислительных систем. На рынке мини-компьютеров такие названия, как Apollo Computer, Data General, Wang Laboratories, Prime Computer и даже более известное DEC, останутся лишь историческими ссылками.

В каждой волне появляются всего несколько основных компонентов или новых бизнес-стратегий, оставляющих технологические следы в песках времени. И для того чтобы они смогли до конца продемонстрировать свой потенциал, часто требуются десятилетия. Первая волна породила закон Мура (глава 4). Вышедшая в 1965 году статья Гордона Мура, где говорилось о ежегодном удвоении мощности компьютеров, по-прежнему является стимулирующим фактором для новых достижений. Волны вычислительных технологий почти точно удовлетворяли закону Мура, что привело к удивительным свершениям в плане технологических возможностей. В 1975 году закон Мура был уточнен — теперь мощность компьютеров удваивалась каждые два года. Так был задан ритм для всех будущих волн. И речь шла о гораздо большем, чем количество транзисторов в чипе — о темпах инноваций в производстве, проектировании и программном обеспечении.

Во время нашей прогулки по пляжу Билл был задумчив. Его не беспокоило то, что вдали от берега уже начала формироваться третья волна компьютерной технологии, которая получит название Web 1.0. Он думал о другом. В июне 1985-го Microsoft завершила финансовый год с доходом чуть более 140 млн долларов. Для молодой компании в новом бизнесе персональных компьютеров это был потрясающий результат. В зарождающейся индустрии кипела конкуренция. В эмиссионном проспекте Microsoft числились многие фирмы, включая Lotus Software, Ashton-Tate, Software Publishing, Borland International и Digital Research. Все они были набирающими силу компаниями и плыли под поверхностью волны, которая в то время была еще далека от удара о берег. Во время этой прогулки Билл объяснил, как можно произвести расчеты, при помощи которых Microsoft получила бы доход в 500 млн долларов. Но он смотрел дальше. Ни одна компания, занимающаяся разработкой программного обеспечения, даже не приближалась к столь волнующим цифрам.

Победители второй волны

Во второй волне основные битвы бушевали в области операционных систем и программного обеспечения как среди производителей оборудования, так и среди развивающихся компаний, специализирующихся только на программном обеспечении. Apple достигнет берега в качестве информационно-технологической компании нового типа. Конкуренты Microsoft в области программного обеспечения были мелкими рыбешками. Многие другие заметные фирмы, включая Lotus Software, вскоре исчезнут или будут куплены, став подразделениями крупных компаний. К 1990 году эта волна ударила в берег. Microsoft и его программные продукты победили. Билл очень скоро перестал беспокоиться о размерах и масштабе своей молодой компании. Microsoft достигла прибыли в 590 млн долларов всего через два года после выхода на биржу, а в 1990-м прибыль выросла до 1,1 млрд.

Рядом с Microsoft стояла компания Oracle со своей популярной распределенной базой данных. Эта вторая волна, по сравнению с первой, оказалась более заметной. По мере увеличения объемов поставок количество настольных компьютеров перевалило за сотню миллионов — с 50 тысяч в 1975 году до более 134 млн в 2000-м. Программное обеспечение стало большой и серьезной индустрией.

В каждой волне будут появляться «прототипы» будущего. На ранних стадиях их способны заметить и использовать только самые активные энтузиасты. Во времена второй волны мы с Биллом носили с собой мобильные телефоны Motorola DynaTAC, размером и массой они напоминали кирпич. Популярные телефоны-раскладушки Motorola — StarTAC — не появятся еще 10 лет. А во время путешествий мы оба таскали в больших квадратных рюкзаках по 16-фунтовому[6] Macintosh Portable.

Во время вышеупомянутой прогулки Билл поделился со мной своей большой, долгосрочной проблемой: не станем ли к 2050 году мы, люди, домашними животными, принадлежащими к углеродной форме жизни? Позже, в 1993 году, ученый и писатель-фантаст Вернор Виндж описал эту идею как «сингулярность». Виндж предположил, что в период с 2005 по 2030 год ускорение технологических инноваций приведет к созданию машинного интеллекта, который сможет сначала сравниться, а затем и превзойти человеческий. Со времени той нашей прогулки прошло почти 25 лет, и далеко в море уже начала формироваться седьмая волна, несущая искусственный интеллект (ИИ).

Быстро и еще быстрее: третья и четвертая волны

С тех пор как первая волна подарила нам Microsoft, в берег ударили еще две. Третьей стала Web 1.0, «намывшая» Интернет, Amazon и Google. Четвертая — Web 2.0 — принесла «облако» и мобильные компьютеры. На сей раз победителями стали Apple со своим iPhone, Google с Android, Amazon с Amazon Web Services (AWS), а также новая компания — Facebook. Эта волна вынесла на берег первые облачные программные фирмы — в первую очередь Salesforce.

Рис. 5.1. Сила волны. Увеличение числа новых технологий

Каждая волна вычислительных технологий, подпитывавшаяся силой предыдущих, оказывалась сильнее их и увеличивалась почти экспоненциально. Темпы роста новых компаний также резко ускорились. В то время как Microsoft для выхода на доход в 1 млрд долларов потребовалось 15 лет, Google, основанная в 1998-м, достигла этой цифры за пять лет, а к 15 годам перевалила за 50 млрд. Facebook добрался до этой отметки чуть больше, чем за четыре года. Amazon — интернет-ритейлер, начавший работу в 1994-м, в период третьей волны (Web 1.0), достиг дохода в 10 млрд долларов за 13 лет. А AWS, облачному сегменту Amazon, появившемуся на рынке в ходе четвертой волны (Wеb 2.0) — в 2006-м, — для этого понадобилось 10 лет.

Сила волны и венчурные капиталисты

Все сильнее подпитывают эти волны и деньги — в виде венчурного капитала, впервые появившегося в 1959 году, когда принадлежавшая семье Рокфеллеров компания, впоследствии получившая название Venrock Associates, инвестировала в Fairchild Semiconductor. Независимые венчурные фирмы не появлялись вплоть до начала 1970-х. Первыми ласточками стали Kleiner, Perkins, Caufield & Byers и Sequoia Capital. В те времена, впрочем, сумма вложенных средств бывала небольшой.

Свой первый урожайный год венчурный капитал пережил лишь в 1978-м, когда эта индустрия собрала около 750 млн долларов. Тогда Министерство труда США сняло некоторые ограничения в соответствии с Законом о безопасности пенсионного дохода трудящихся, разрешив корпоративным пенсионным фондам инвестировать в определенный класс активов и предоставив венчурным капиталистам крупный источник средств.

Даже с увеличением объема венчурного капитала инвестиции в программное обеспечение по-прежнему оставались ограниченными. Страх перед программным обеспечением, а также ненадежный характер бизнес-моделей в этом новом секторе в конце 1980-х — начале 1990-х удерживал инвестиции на уровне до 400–600 млн долларов в год. Но в 1995-м общий объем капиталовложений в компании по разработке ПО наконец превысил 1 млрд долларов. А к 2015 году венчурный вклад в ПО вырос до млрд — из 58 млрд, вложенных в США во все виды бизнеса. Это увеличило количество компаний, входящих в каждую волну. В 1995-м венчурные капиталисты финансировали 435 сделок с программным обеспечением. К 2015 году это число возросло до более 1800. Победители в области программного обеспечения тоже быстро росли — как сами по себе, так и путем приобретения множества других компаний. Доход Microsoft в 2015 году достиг 93 млрд долларов. Salesforce (из четвертой волны) с доходом в 6 млрд стала шестой по величине софтверной фирмой. Доход Amazon — 107 млрд, Google — почти 75 млрд. Эти компании вошли в список наиболее успешных интернет-компаний.

В третью волну среди разработчиков стали популярны бесплатные сайты или сайты с открытым исходным кодом. ПО с открытым исходным кодом — например Linux — снизило стоимость запуска новой компании. Такое ПО не только бесплатно, но и поддерживается и быстро совершенствуется мировым сообществом разработчиков. В 2000 году компания Salesforce опубликовала интерфейсы API (прикладного программирования) — наборы инструкций программирования и стандартов доступа к веб-приложениям. Владение правами на ПО больше не было выигрышной стратегией — ПО и Интернет стали открытыми для всех и «программируемыми» для любого. Сегодня во всех категориях ПО существуют более 15 тысяч API-интерфейсов.

Пятая и шестая волны: большие данные и интернет вещей

Интернет принес лавинообразное увеличение количества данных. Так называемые большие данные оказались настолько объемными и сложными, что для сбора всей информации, ее обработки, обмена, хранения и поиска — не говоря уж о каком-либо анализе с целью прогнозирования — традиционных приложений и платформ оказалось недостаточно. В 2006 году было выпущено первое бесплатное ПО с открытым исходным кодом под названием Apache Hadoop. Вместе с облачной вычислительной платформой они стали основой волны «больших данных» с ее системой распределенной параллельной обработки внушительных объемов информации недорогими стандартными серверами, число которых можно увеличивать практически без ограничений.

Эти данные будут генерироваться не только миллиардами людей с помощью тысяч приложений. По некоторым оценкам, в ближайшие 10 лет этим же займутся более 100 млрд подключенных к Интернету устройств — каждое с десятками датчиков. Примерно триллион датчиков будут собирать данные по всему «Интернету вещей» (IoT) — в носимых устройствах, беспилотных автомобилях и самолетах, спутниках или камерах. Волна больших данных вздымается высоко. Как и следующая за ней волна IoT (когда от просто Интернета мы переходим к «Интернету всего», с сетевым соединением многих миллиардов устройств и людей). Эти две волны еще не достигли берега, но уже видна седьмая, так обеспокоившая Билла — искусственный интеллект.

Седьмая волна

Компании, занимающиеся созданием искусственного интеллекта, впервые возникли во второй волне, в 1980-х, когда на персональных компьютерах начали появляться экспертные системы. Университеты предлагали соответствующие курсы, и многие крупные компании применяли эти технологии в своей работе. Венчурные капиталисты профинансировали нескольких новичков — Aion Corporation, Neuron Data, Intellicorp и Inference, являвшихся тогда ведущими компаниями этого направления. Но к началу 1990-х и термин «экспертная система», и компании, проектировавшие искусственный интеллект в той волне, исчезли. Никто не достиг берега.

Впрочем, энтузиасты, основывающиеся на многих прототипах будущего, сегодня уверенно заявляют, что искусственный интеллект уже существует. Ключевые строительные блоки для современного AI появлялись в течение каждой волны. С 1990-х сама технология AI была переосмыслена. Тем не менее пока мы находимся лишь на этапе зарождения этой волны и, скорее всего, за спрогнозированное Винджем время не достигнем описанной им сингулярности.

В эпоху искусственного интеллекта экспертные системы превратилась в нечто новое, названное «машинным обучением». Оно исследует алгоритмы, которые могут учиться и делать прогнозы на основе полученной информации. Новейшей отраслью является «глубокое обучение»: ее алгоритмы основаны на данных, генерируемых взаимодействиями нескольких слоев машинного обучения. Экспоненциальный рост цифровых данных для подобных систем, совершенствование инструментов для обработки информации, создание необходимого программного обеспечения с открытым исходным кодом и недорогая облачная инфраструктура привели к всплеску инноваций в области создания искусственного интеллекта.

Венчурные капиталисты снова проявили интерес к инвестированию в AI. Впрочем, они вкладывали большие суммы в подобные разработки и ранее, негласно называя некоторые компании «невидимками». Это было похоже на волны, почти незаметно колышащиеся вдали от берега, поэтому многие участники тех событий остались неизвестными, хотя найти информацию о вложенных ими суммах вполне реально. Седьмая волна инвестиций в современный искусственный интеллект, скорее всего, началась примерно в 2010 году (рис. 5.2). В 2015 году в стартапы, связанные с искусственным интеллектом, было инвестировано 2,6 млрд долларов, а в приложения, по-новому применяющие инструменты его инфраструктуры, — 3,6 млрд. По оценкам исследовательской фирмы IDC, по состоянию на конец 2015 года только в около 1 % всех приложений имелись свойства искусственного интеллекта, и большая их часть была создана компаниями, финансируемыми из венчурных фондов. Кроме того, по прогнозам IDC, к 2020 году рынок машинного обучения достигнет 40 млрд долларов и 60 % этих приложений будет работать на платформах Amazon, Google, IBM и Microsoft.

Рис. 5.2. Следующее важное событие. Инвестиции в стартапы, работающие в области искусственного интеллекта

IoT и наиболее заметные случаи его реализации делают всплеск цифровых технологий и искусственного интеллекта более очевидным и интересным для широкой общественности. Интернет вещей привносит контекст во все. Мой «умный» термостат Nest Learning Thermostat является программируемым и самообучаемым. Он оптимизирует отопление моего дома и сообщает, сколько энергии я сэкономила. Этот прибор использует машинное обучение. В течение первых нескольких недель мне пришлось регулировать термостат вручную, чтобы «обучить» его. Теперь он «думает», что изучил мой график и «понимает», какую и когда использовать температуру. Понимая — с помощью встроенных датчиков и данных о местоположении, поступающих с моего телефона, — что меня нет дома, термостат переходит в энергосберегающий режим. Rachio — контроллер системы орошения газона — интеллектуально анализирует предыдущие и прогнозируемые данные о погоде и влажности, и мне больше не нужно узнавать эту информацию и включать или выключать полив вручную. От камер безопасности до дверных замков и холодильников, домашние устройства действуют все умнее, поскольку используют накопленные данные и машинное обучение.

Писатель-фантаст Артур Кларк сказал: «Любая достаточно развитая технология неотличима от магии». В этой волне искусственного интеллекта и программные гиганты, и новые компании конкурируют как в производстве «ботов», так и в попытках удивить и порадовать нас. Бот — это программа, автоматически выполняющая различные задачи. Как правило, речь идет о повторяющихся простых действиях, производимых с гораздо более высокой скоростью, чем это мог бы сделать человек.

В мире тысяч приложений (а теперь и сотен устройств) порадовать потребителей нетрудно. Я получаю удовольствие от моего Amazon Echo, от того, насколько хорошо Alexa распознает мой голос и реагирует на мои просьбы побыстрее получить доступ к большим объемам данных, а также от того, что девайс подключен ко многим моим интеллектуальным устройствам с помощью интерфейсов прикладного программирования (API) для Amazon. Я завишу от Siri, позволяющей мне отправлять текстовые сообщения, когда я за рулем. Я радуюсь, когда Google предвосхищает мои поисковые запросы с помощью Google Now. Я живу в мире слишком большого количества приложений и позволяю ботам помогать мне. Когда-нибудь я оглянусь назад, на день сегодняшний и, вероятно, скажу, что эти боты были «прототипами будущего»: по сути, это быстрые поисковые системы с хорошим распознаванием голоса. Полагаю, с большой степенью вероятности, что рано или поздно смогу реально поговорить с Siri от Apple, Alexa от Amazon, Cortana от Microsoft или с продуктом какой-то иной компании. (У Alexa уже есть чувство юмора: когда я прошу ее «открыть двери модуля», она отвечает: «Прости, Дейв, я не могу этого сделать. Я не Хэл[7], и мы не в космосе».)

Пока мы ожидаем появления компьютеров, работающих в режиме беседы и способных пройти тест Тьюринга, разработанный в 1950 году Аланом Тьюрингом метод проверки искусственного интеллекта, состоящий в способности машины демонстрировать интеллектуальное поведение, эквивалентное человеческому или неотличимое от него, нет сомнений, что мы постоянно создаем все более умное ПО. В процессе продвижения седьмой волны незаметно набрал силу быстрый, эффективный и конкурентоспособный цикл инноваций. Искусственный интеллект, встроенный в самые разные приложения, постепенно распространяется все шире по мере того, как ПО становится умнее: улучшенный сервис рекомендаций в мобильных приложениях, через которые вы совершаете покупки, «интеллектуальный» выбор показываемой вам рекламы на тех или иных сайтах, медицинская диагностика, программное обеспечение колл-центра, формирование инвестиционного портфеля, анализ и оптимизация рисков, ценообразование продукции, маршрутизация транспорта.

Многие задачи, да и целые профессии, которые, как некогда считалось, могли выполнять только люди, теперь лучше делать с машиной-партнером. Обеспечьте компьютер необходимыми данными, и алгоритмы, быстро проникнув в область легко повторяемых задач, смогут планировать, анализировать, решать, прогнозировать, диагностировать и даже писать новости, помогая нам своим интеллектом, прикладываемым к огромным массивам информации. Растущее стремление загружать в машины все большие объемы данных впервые привело к разрушению системы изолированных и разрозненных хранилищ данных, созданных конкурирующими компаниями в различных отраслях промышленности. Образовавшееся сотрудничество в недалеком будущем может привести к глобальным изменениям в науке, что окажет существенное влияние на наши жизнь и здоровье.

Когда волна спадает

В течение десятилетий, которые потребуются новым компаниям, поднявшимся на волне искусственного интеллекта, чтобы добраться до берега, будут происходить новые сражения. Конкурентная активность и возможности фирм будут меняться. Открытые и коллективные цепочки поставок программного обеспечения могут показаться явным преимуществом для будущих победителей, но во многих отношениях эта открытость делает соревновательную гонку более быстрой и трудной. В отличие от момента, когда во вторую волну зарождающейся отрасли ПО вступала Microsoft, компаниям седьмой волны придется конкурировать со многими победителями прошлых времен — в том числе с IBM, Microsoft, Google, Amazon, Facebook и др. И хотя венчурные капиталисты, вероятно, продолжат вкладывать большую часть своих средств в компании, занимающиеся разработкой ПО, последним придется много потрудиться, чтобы превзойти признанных лидеров.

В списке привлекательных возможностей как для предпринимателей, так и для инвесторов уже сейчас происходят вполне заметные изменения. По большей части инвестиции в программное обеспечение исторически были сосредоточены в области разработки инструментов, платформ и приложений, призванных позволить предприятиям достичь большой операционной эффективности или масштаба. Во многих отношениях предприниматели и их венчурные инвесторы играли для предприятий роль своего рода торговцев оружием. Однако с некоторых пор Amazon и Netflix, к которым недавно добавились Uber и Airbnb, нацелились на основной бизнес предприятий: розничную торговлю, развлечения, транспорт и гостиничный. Программное обеспечение теперь во многом определяется и формируется клиентским опытом и обеспечивает потребителю большие возможности и прозрачность.

Uber, основанная на пятой волне, в 2009 году, является компанией, работающей с большими данными. В мире Uber в кармане каждого человека всегда лежит включенный многоядерный компьютер с геолокацией, который позволяет клиенту заказать автомобиль в любое время. Это же устройство дает возможность водителям входить в систему, находить работу или прекращать ее по своему желанию. Алгоритмы, использующие различные источники больших данных (начиная от погоды, новостей и культурных событий до транспортных проблем), определяют цены и наилучший маршрут. Не требуется особого воображения, чтобы увидеть, как именно искусственный интеллект принесет пользу Uber, улучшая бизнес и привлекая новых клиентов. Машинное обучение позволит Uber лучше предвидеть предложение и спрос, чтобы регулировать свои цены. Компания может дополнить свой парк беспилотными автомобилями. Обработка естественного языка позволит компьютерам полнее и лучше взаимодействовать со своими заказчиками. Ситуация с Airbnb аналогична, только здесь искусственный интеллект будет использоваться в индустрии гостеприимства.

Рис. 5.3. Рост спроса на программы: цепочка поставок ПО из репозитория Maven Central

Запросов на загрузку ПО с открытым исходным кодом, млрд

Предприниматели и венчурные капиталисты принялись наперегонки вылавливать все, что может быть оцифровано, просматривая отрасль за отраслью и бросая глобальному бизнесу перчатку в стремлении захватить как можно больше. В 2015 году венчурные инвестиции в компании, создающие новое ПО, в одной лишь отрасли финансовых услуг достигли 13,8 млрд долларов, что более чем вдвое превышает общий объем инвестиций в подобные компании в 2014-м и в шесть раз больше, чем в 2011-м. В других отраслях ситуация схожа. Армии разработчиков ПО неистово работают, стремясь победить в конкурентной борьбе. Ускоряющийся темп разработки иллюстрирует статистика одной из бесчисленных цепочек поставок программного обеспечения — скачивание из Maven Central, центрального репозитория одноименной системы сборки ПО (рис. 5.3).

Билл Гейтс был прав: ПО может создавать весьма значительные ценности. Но даже он сейчас считает, что риски, связанные со «слишком поумневшим» искусственным интеллектом, проблема весьма отдаленного будущего. Волна искусственного интеллекта начинает становиться заметной, и вряд ли созданный на ее гребне продукт сможет сравняться с творческими способностями Билла Гейтса, Стива Джобса, Марка Цукерберга или новых предпринимателей. Однако нет сомнений в том, что в будущем основным полем боя станет способность разумно использовать «Интернет всего» и огромные объемы данных для обслуживания клиентов и предоставления им новых возможностей.

6. Великий спор об инновациях

Райан Авент

На наших глазах происходит бурная дискуссия, сможет ли технология в будущем обеспечить что-либо подобное всплеску роста производительности, который мы видели в прошлом.

В течение нескольких недель в начале 2016 года можно было видеть занимающийся над горизонтом рассвет новой и яркой технологической эпохи. Пока колонны грузовиков ехали по Европе, их водители расслаблялись и на несколько часов передавали управление компьютерам. Посреди Атлантического океана приземлилась многоразовая ракета частной космической компании SpaceX, способная доставлять в космос спутники на управляемом компьютером носителе. А в Сеуле построенная Google мощная система искусственного интеллекта AlphaGo победила лучшего в мире игрока в го — игре с намного большим числом потенциальных ходов, чем поддается прямому перебору, в отличие от шахмат.

Менее чем за два десятилетия текущего тысячелетия человечество создало новые технологии, казалось бы, с безграничными возможностями практического применения. Тем не менее даже когда мир с удивлением наблюдал за этими чудесами, дискуссии о будущем пронизывал глубокий пессимизм. Примерно в это же время экономист из Северо-Западного университета Роберт Гордон опубликовал впечатляющую книгу о прошлом и будущем роста эффективности производства в США — The Rise and Fall of American Growth: The U. S. Standard of Living Since the Civil War («Рост и падение уровня эффективности производства в США: Уровень жизни в США со времен гражданской войны»). В ней он утверждал, что волна инноваций во второй половине XIX века преобразовала богатые экономики и создала предпосылки для быстрого роста производительности труда в течение ста последующих лет. Электричество и автомобили, канализация и современная медицина заложили основу для десятилетий глубоких перемен, создавших современный мир.

В недалеком будущем Гордон не видит возможности повторения подобной картины. По его мнению, цифровая революция хотя и важна, но сравнительно ограничена по своему трансформационному потенциалу. Десятилетия развития информационных технологий не породили ничего похожего на резкий рост производства на душу населения (с учетом инфляции), который можно было наблюдать в промышленно развитых странах в середине XX века (рис. 6.1). Ожидаемая продолжительность жизни растет не так быстро, как когда-то. Предсказания светлого будущего, широко распространенные в 1950-х и 1960-х годах и опиравшиеся на появление робототехники, прогресс в ракетостроении и изобретение мощных компьютеров, не смогли воплотиться в жизнь. Окружающий мир сам был лучшим доказательством правоты Гордона. Компьютеры, чудесные плоды цифровой революции, стали быстрее, приобрели новые возможности, но оплата труда многих рабочих с учетом инфляции росла совсем не так, как пятьдесят лет назад. Население стран с самой богатой экономикой скорее обозлено и разочаровано, чем удовлетворено и оптимистично.

Рис. 6.1. Головоломка производительности.

Ежегодное изменение производительности труда в США, %

Вопрос, на который трудно ответить, заключается в том, будет ли технология по-прежнему разочаровывать людей. Когда машины станут беседовать с нами на человеческом языке, а беспилотные автомобили правильно и вовремя доставлять драгоценные товары прямо к дому, предвосхищая желания клиента, — будет ли мир по-прежнему чувствовать себя застрявшим в тупике, как сегодня? Гордон и многие другие ученые утверждают, что да. Цифровые технологии, хотя и великолепно смотрятся, не могут обеспечить такого же качественного улучшения уровня жизни, как фундаментальные изобретения конца XIX века. Хотя инновации, порожденные цифровыми технологиями, и будут стимулировать рост экономики, он столкнется с серьезными препятствиями в виде старения населения и увеличения неравенства.

Оптимисты, которых тоже предостаточно, говорят «нет». Они предлагают потерпеть. И у них более серьезные аргументы.

Слабость в цифрах

У пессимистов большое начальное преимущество: данные на их стороне. В качестве ключа к долгосрочному повышению доходов и уровня жизни экономисты называют рост производительности труда, то есть численное значение количества продукции с единицы земли, рабочей силы и капитала. В первые десятилетия после Второй мировой войны производительность в странах с богатой экономикой резко возросла, но в 1970-х так же резко упала. В конце 1990-х она снова вернулась на утраченный уровень, особенно в США, и многие экономисты объявили, что информационные технологии наконец стали давать плоды. Тем не менее к середине 2000-х годов этот бум, вернее, бледное подобие бума, снова прекратился, и перспектив его возобновления нет.

По мнению Гордона, это все, чего можно было достигнуть. По его словам, скачок экономического роста, связанный с технологическим бумом, представлял собой получение прибыли от перевода информации на цифровые носители, распространения персональных компьютеров и Интернета. Хотя последние технологические достижения выглядели впечатляюще, их оказалось недостаточно для повышения производительности труда. Мобильная связь и социальные сети не слишком меняют способность человечества производить больше из меньшего. Перефразируя венчурного капиталиста Питера Тиля, нам обещали летающие автомобили, но вместо этого дали социальные сети. Беспилотные автомобили не ускоряют экономического роста, поскольку производительность труда человека, едущего в автомобиле, не меняется в зависимости от того, за рулем он или нет.

Между тем, отмечают пессимисты, прогресс в вычислительной технике, позволивший достичь существующих сегодня технологий, замедляется. На протяжении полувека инженеры мерилом прогресса для инженеров было универсальное эмпирическое правило, известное как закон Мура и названное в честь основателя Intel Гордона Мура (глава 4). В соответствии с ним, количество транзисторов на кристалле микросхемы удваивается каждые два года. Этот впечатляющий рост позволил производителям вычислительной техники миниатюризировать свою продукцию, перейдя от дорогостоящих, занимающих целые залы энергоемких машин к суперкомпьютерам, которые мы сегодня носим в карманах. К сожалению, закон Мура перестает действовать.

С учетом всего вышесказанного, утверждает Гордон, перспектива технологического возрождения в первой половине третьего тысячелетия кажется довольно мрачной. Неужели все действительно так?

Некоторые экономисты задаются вопросом, не является ли указанная проблема лишь статистической иллюзией: экономические оценки просто не поспевают за технологическими изменениями? Стоимость, произведенную в сфере услуг и информационных технологий, на которые приходится все больше экономической активности, оценить гораздо труднее, чем результаты работы фабрик или ферм. Многие чудесные новые цифровые товары — вроде «Википедии» или набора услуг Google — бесплатны. Более того, увеличение потребляемой стоимости все больше и больше является результатом улучшения качества или персонализации — здесь можно вспомнить, например, о персональных списках воспроизведения музыки или видео, составленных с учетом вкусов слушателя. Государственные статистики изо всех сил стараются уловить подобные нюансы, и хотя неверная методика измерений вносит свою долю в то, что производительность труда показывает незначительный рост, специалисты не склонны считать эту методику самым важным фактором. Множество подобных проблем возникало и с определением государственных статистических показателей в 1990-е годы, когда входящая в их число производительность труда стремительно росла. Поэтому сейчас, когда исследователи пытаются оценить методическую ошибку в определении стоимости, создаваемой новыми технологиями, они приходят к величинам, значительно меньшим, чем оценки потерь стоимости от вялой динамики производительности труда.

В общем, хотя теория Гордона неплохо объясняет некоторые досадные экономические неудачи нескольких последних десятилетий, не стоит применять ее к будущему. На самом деле в понимании характера технологических изменений пессимисты делают три ошибки.

Ключ — в экспоненциальном росте

Прежде всего, они недооценивают совокупный эффект экспоненциального роста вычислительной мощности. Закон Мура действительно теряет силу, но долгое время его безотказного действия подвело технологии к границе новых удивительных открытий. Как утверждают в нескольких последних книгах ученые из Массачусетского технологического института Эрик Бринолфссон и Эндрю МакАфи, процессы экспоненциального роста обманчивы. Они цитируют старую притчу, в которой человек изобрел шахматы и принес их радже. В качестве оплаты он попросил рис, количество которого надлежало рассчитать следующим образом: одно зерно за первую клетку шахматной доски, два — за вторую, четыре — за третью и так далее, удваивая количество зерен на каждом следующем квадрате. Раджа охотно согласился, думая, что общее количество будет невелико. Тем не менее на второй половине доски цифры оказались уже огромны: 4 млрд зерен уже на первой ее клетке. Соответственно, за каждый новый квадрат следовала плата, столь же большая, как все предыдущие, вместе взятые.

Аналогичным образом ранние удвоения вычислительной мощности обеспечили важные, но скромные улучшения. Но с течением времени каждое последующее ее поколение обеспечивает импульс, равный всем предыдущим, вместе взятым. За последнее десятилетие пессимистов неоднократно удивляло достижение технологических целей, еще совсем недавно казавшихся очень далекими. В середине 2000-х беспилотные автомобили виделись явлением, далеко выходящим за пределы возможностей существовавших тогда технологий. Всего через несколько лет Google выпустил подобные машины на городские улицы, а сегодня большинство производителей реализуют в своих авто значительное количество автономных функций. Победа AlphaGo также случилась гораздо раньше, чем предполагалось. Вне зависимости от того, в какой мере оправдывается закон Мура, каждое следующее поколение теперь все равно обеспечит гораздо больший вклад в прогресс вычислительных технологий, чем все прошлые удвоения.

Вторая причина оптимизма заключается в том, что закон Мура в любом случае больше не является препятствием для технологического прогресса. Производители интегральных микросхем экспериментируют с новыми конструкциями и материалами, чтобы добиться улучшения их работы и после того, как закон Мура перестанет работать. Такие компании, как Amazon и Google, обеспечивают множество облачных вычислений. Это означает, что возможности пользовательского устройства мало зависят от используемых в нем микросхем. Улучшение вычислительной мощности также было дополнено усовершенствованием алгоритмов. Победа AlphaGo стала возможной за счет не только грубой вычислительной силы, но и изощренного машинного интеллекта, «продумывающего» способы победы над противниками.

В совокупности эти факторы означают, что для увеличения мощности и возможностей «думающих» машин существует гораздо больше путей. Они также позволяют предположить, что прогресс, достигнутый в области вычислительной мощности, не просто способствует росту экономики, мало-помалу давая возможность выполнять работу все быстрее с помощью все более компактного устройства — нет, на каждом этапе технология достигает все новых горизонтов, открывая пользователям принципиально новые возможности.

Медленно, а потом все сразу

Если это правда, то почему технологический прогресс не привел к большему росту и как мы можем быть уверены, что последний будет возможен в будущем? Третья и самая сильная причина оптимизма заключается в том, что для обучения применению новых мощных технологий требуется время.

Гордон несколько несправедлив к цифровой революции. Он справедливо называет крупные инновации, такие как электрификация и автомобили, в качестве причины роста производства на душу населения, который богатые страны мира переживали с конца XIX до середины XX века. Однако он не уделил должного внимания важнейшему вопросу: на реализацию потенциала этих инноваций пришлось потратить довольно много времени. Ученые, экспериментировавшие с электричеством, к 1890 году добились важных успехов в фундаментальных областях знаний, но тем не менее приложения, повышающие эффективность производства, стали использоваться далеко не сразу. Они потихоньку распространялись при помощи компаний, искавших хитроумные новые способы задействования электричества. Например, телеграфия появилась довольно давно, но широкая электрификация домов и заводов, приведшая к росту производительности труда, была достигнуты гораздо позже.

Чэд Сайверсон из Чикагского университета отмечает, что рост производительности в век электричества был неравномерным. Он сравнивает кривые производительности труда в эпохи электрификации и компьютеризации. Линии этих графиков удивительно похожи (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Дежавю. Сравнительная производительность труда в США

Задержка между появлением технологии и полноценным ее использованием в основном обусловлена временем, необходимым для выяснения того, как наилучшим образом применить новейшие открытия и соответствующим образом перестроить окружающий мир. Например, первые безлошадные повозки появились в конце XIX века, но число автомобилей существенно увеличилось лишь много позже. Во-первых, производители должны были понять, как снизить расходы, правительствам следовало изменить правила поведения на дорогах и вложить деньги в новые формы инфраструктуры, различным фирмам нужно было поэкспериментировать с автомобильными бизнес-моделями. Люди накапливали необходимый опыт вплоть до последних десятилетий XX века, когда появление гипермаркетов повысило производительность в розничном секторе США.

Эта динамика означает, что рост производительности всегда является отражением технологического развития, произошедшего несколько раньше — в среднем, от 5 до 15 лет (а иногда, как считают экономисты Сусанто Басу из Бостонского колледжа и Джон Фернальд из Федерального резервного банка Сан-Франциско, и больше). Повышение производительности в конце 1990-х — начале 2000-х годов большей частью основывалось на внедрении программных систем для управления предприятием, разработанных гораздо раньше; вклад компаний, зарабатывавших деньги при помощи Интернета, был сравнительно небольшим. Точно так же должно пройти некоторое время, прежде чем такие вещи, как беспилотные автомобили, начнут способствовать экономическому росту. Более того, мы не можем себе представить, что произойдет, когда сегодняшние технологии наконец начнут влиять на этот показатель. Карл Бенц и Генри Форд могли бы рассматривать автомобиль как улучшенную версию безлошадной кареты, помогающей людям путешествовать дальше, быстрее и не зависеть от животных. Но они не могли предвидеть, что машины приведут к резким изменениям городского ландшафта, или что в один прекрасный день международная торговля начнет расширяться благодаря системе, в которой контейнеры перегружаются с судов на грузовики.

Точно так же мы не можем предвидеть варианты использования в отдаленном будущем и долгосрочные последствия появления беспилотного автомобиля. Почти наверняка его будут применять не так, как сегодняшние автомобили, управляемые людьми. Вместо этого изменится сама фундаментальная природа этой техники. Гораздо меньше людей захотят купить себе такую машину, вместо этого нанимая такси без водителя лишь тогда, когда в нем возникнет необходимость. Дороги лучшего качества и сокращение потребности в парковках могут изменить структуру городов. Многие перевозки вполне могут осуществляться на машинах, в которых вообще нет людей. Мы сможем заказать из дома все, что нам нужно, просто попросив об этом вслух. Например, захотев гамбургер, достаточно будет просто сказать об этом — и домашний компьютер отправит запрос в местный ресторан. А тот отправит еду в пункт назначения в крошечном беспилотном автомобиле. Компьютеры, которые достаточно умны, чтобы управлять машинами в условиях плотного трафика (а они будут способны на гораздо большее), могут использоваться в самых разных областях — для проведения операций, обучения студентов разговорной речи, управления фермами и энергосистемами и т. д.

Сегодня компьютеры достаточно компактны и дешевы, чтобы использовать их где угодно и устанавливать во что угодно. Развитый искусственный интеллект позволит им манипулировать физическим миром так, как мы даже не можем себе вообразить. Однако легко понять, что преобразования в обществе и экономике, обусловленные этими инновациями, будут столь же радикальными, как и произведенные некогда канализацией, автомобилями и электричеством.

Сковывающие социальные связи

Некоторый пессимизм вполне оправдан, хотя Гордон и его соратники не разделяют эти настроения. Если сейчас трудно представить, как именно контролируемый искусственным интеллектом дом или автомобиль изменят нашу жизнь в будущем, то вообразить затруднения общества, которому придется приспосабливаться к этим переменам, гораздо проще. Перспективные технологии — такие как беспилотные автомобили и летательные аппараты — уже столкнулись с юридическими препонами. Правительства изо всех сил пытаются установить правила сбора и использования огромных объемов персональных данных, полученных от смартфонов и других подключенных к сети устройств, даже несмотря на уже открытое опасение общественности, что эта информация может использоваться для слежки за людьми со стороны властей. Прежде чем канализация, электричество и автомобили смогли изменить мир, странам пришлось годами вкладывать деньги в новую инфраструктуру и экспериментировать с законами и нормативными актами, чтобы точно определить, кто и на каких условиях должен владеть и управлять такими сетями. Пришлось разработать новые культурные нормы, определяющие, какое поведение является уместным в той или иной ситуации, а какое нет. В течение нескольких следующих десятилетий человечеству снова предстоит пройти через подобное, и это замедлит распространение новых изобретений, а также ослабит их влияние на экономику.

Однако самой сложной проблемой станет справиться с воздействием этих новых технологий на рынки труда и зарплату работников. Действительно, не исключено, что проблемы рынка труда уже оказывают серьезное пагубное воздействие на использование новых технологий и рост производительности. В последние десятилетия рост заработной платы большинства работников в странах с богатой экономикой замедлился сильнее, чем экономический рост. В то же время сегодняшний низкий уровень безработицы, по-видимому, уже не в такой степени вызывает рост зарплат, как раньше (рис. 6.3). Ортодоксальные экономисты привыкли считать производительность труда определяющим фактором заработной платы: чем продуктивнее трудятся рабочие, тем больше они получают. Но некоторые уже начинают задаваться вопросом, будет ли связь между низкой производительностью труда и низким уровнем доходов работать в обоих направлениях.

Низкая зарплата позволяет компаниям с большой выгодой нанимать сотрудников для низкоквалифицированной работы и продолжать использовать людей, даже несмотря на то, что их могли бы заменить роботы или программное обеспечение. Например, магазинам нет смысла инвестировать в автоматические кассы, когда вокруг достаточно дешевой рабочей силы. Некоторые экономисты, например, Жуан Пауло Пессоа и Джон ван Ринен из Лондонской школы экономики, считают, что низкие зарплаты в Великобритании, уменьшившиеся во время мирового экономического кризиса 2008 года, объясняют слабый рост производительности труда во время последующего восстановления экономики, поскольку компании не имели стимула интенсифицировать производство. Аналогичным образом изобилие дешевой рабочей силы объясняет, почему в экономике США в последние годы наблюдается подъем занятости, но почти нет роста заработной платы.

Рис. 6.3. Показатели заработной платы.

Изменения ежегодного реального роста почасовой заработной платы в период между 2000–2007 гг. и 2007–2014 гг., %

По мере увеличения количества и качества предоставляемых технологиями возможностей работодатели находят способы заменить ими работников и тем самым увеличить свою прибыль. Однако людям нужно есть, и, когда их увольняют в одном месте, они, как правило, стараются найти другое. Вследствие большого притока трудящихся, конкурирующих за рабочие места, уровень заработной платы стагнирует или даже падает. В конечном итоге из-за малой зарплаты компаниям становится выгодно нанимать людей для выполнения малопроизводительных задач, а кроме того, это делает непривлекательными инвестиции, которые иначе позволили бы сэкономить на дорогостоящей рабочей силе. В особенности это касается новых средств автоматизации или машинного обучения, используемых для решения задач, выполнение которых людьми экономически оправданно лишь при условии, что их зарплаты не слишком высоки.

Перспективы

Адаптация бизнеса и экономики в целом к технологическим изменениям наверняка вызовет серьезнейшие социальные и политические трудности в период до 2050 года. Появление на дорогах беспилотного транспорта приведет к быстрой ликвидации десятков миллионов рабочих мест во всех богатых странах. Умные системы искусственного интеллекта могут лишить работы еще десятки миллионов людей — начиная со служб поддержки клиентов и ассистентов в офисах, а затем постепенно переходя к образованию и медицине, финансам и бухгалтерскому учету. Впрочем, кое-кто наверняка получит фантастическую выгоду от этих нововведений, поскольку владеет долей в прибыльных компаниях или обладает навыками, дополняющими искусственный интеллект. Но перед гораздо большим числом людей замаячит перспектива увольнения, и они будут вынуждены конкурировать между собой за другую работу или согласиться на снижение зарплаты для сохранения нынешнего места.

Эта модель сделает людей и экономику в целом беднее, чем должно быть. К сожалению, простых решений здесь нет. Правительства могут начать выплачивать более крупные субсидии на заработную плату или даже вводить безусловные выплаты всем гражданам в виде базового дохода. Но это было бы довольно дорогостоящим мероприятием и потребовало бы взимания больших налогов с тех, кто обогатился за счет новых технологий. Даже если бы подобный закон и был принят, у общества в целом все равно могут возникнуть трудности с адаптацией к жизни, в которой работать необязательно.

Еще один вариант — создание рабочих мест для безработных. Но это будет дорого и расточительно. Или же просто возрастет неравенство в обществе, и технологии создадут многочисленный низший класс неквалифицированных рабочих.

Существует прецедент трудной адаптации общества к переменам. В начале эры индустриализации на фабриках произошел скачкообразный рост занятости, превосходящий возможности общества. Рабочие наводнили трущобы в городах, не имеющих инфраструктуры, необходимой для обеспечения такого количества людей чистой водой, достойным жильем, средств удаления мусора и отходов жизнедеятельности. В результате ужасные условия жизни привели к гибели миллионов людей. А выжившие работали за гроши. Потеря работы означала нищету и смерть. Лишь после многих лет зарождения рабочих организаций, социальных волнений, политических реформ и в некоторых случаях революций социальные институты эволюционировали, способствуя более широкому распределению благ, принесенных техническим прогрессом. Эти изменения, позволившие трудящимся жить дольше, быть здоровее, получать лучшее образование, экономить и инвестировать, также повысили способность экономики расти за счет использования новых технологий.

Отчасти рост производительности труда и объема производства сдерживается противоречиями между новыми цифровыми технологиями и социальными институтами XIX и XX веков. Без реформ и инвестиций экономика будет продолжать функционировать, имея огромный балласт из малозанятых низкоквалифицированных рабочих. Это обстоятельство будет сдерживать рост зарплат и препятствовать внедрению умных роботов и думающих машин. Если в ближайшие десятилетия общество найдет пути, позволяющие трудящимся более избирательно подходить к вопросам выбора места работы, у работодателей может возникнуть стимул для более эффективного использования как технологий, так и человеческого труда. Это может вернуть темпы роста производительности на уровень старого доброго XX века и сделать жизнь всех людей гораздо лучше.

Часть 2 Мегатехнологии по отраслям

7. Завтрашний день сельского хозяйства

Джеффри Карр

Как 10 млрд человек, живущих на планете, будут кормить сами себя.

В светлый сентябрьский день 2050 года фермер Джайлс из Хэма[8] просыпается под песнь пастуха из Пасторальной симфонии Бетховена. Приложение на его телефоне, отвечающее за сбор урожая, сообщает: на трех его ячменных полях условия идеальны для сбора урожая. Предполагается, что остальные будут готовы в течение ближайших нескольких дней, и приложение сообщит, когда именно.

Джайлс с женой находятся далеко от дома: выходные они провели в городе, но это неважно. Вчера вечером они ели на ужин свежевыловленного морского окуня — меню утверждало, что это рыба из придонной океанической аквафабрики. Она подавалась с гарниром из овощей из Altitude — цепочки вертикальных ферм, лозунг которых «Еда из города для города».

Фермер протирает глаза. Его задача — просто принять решение, нажав в приложении кнопку «Согласиться». Программное обеспечение, установленное в облаке, знает, куда и когда в этом случае нужно направить робот-комбайн, которым Джайлс владеет совместно с четырьмя соседями (у каждого из которых тоже есть несколько полей, где тоже зреет урожай). К сожалению, наблюдается столкновение интересов: приложение указывает, что в уборке нуждается еще одно поле и на нем должна работать эта же машина. Конечно, она могла бы трудиться всю ночь: через облако у нее есть доступ к точным топографическим картам всех пяти ферм, поэтому отслеживать, куда направится комбайн, не нужно. Но дело в том, что для переезда с поля одного фермера на поле другого комбайну пришлось бы ехать по общественным дорогам, а закон не позволяет этого в темное время суток.

Поэтому кому-то придется уступить. Поскольку у Джайлса сегодня хорошее настроение, он решает, что одно из его полей может подождать до завтра. Он не сомневается, что в сложной дипломатии отношений между соседями-фермерами его уступка будет учтена, когда ему это понадобится.

Сам ячмень — штамм, не требующий удобрений, поскольку преобразует атмосферный азот в питательные элементы с помощью бактерий, живущих в его корнях. Он был генетически оптимизирован как под условия полей Джайлса, так и для конечного применения — использования на местном пивоваренном заводе. Поскольку у нашего фермера отличные отношения с владельцем последнего, он с нетерпением ждет, когда бочонок Old and Nasty из нынешнего урожая таинственно появится за дверью его кухни. Вернут ему и отработанное зерно — оно сделает более вкусным корм для его избавленных от вирусов свиней, которых он держит в полувольных условиях для оптимального роста. Разумеется, у Джайлса есть акции в Muscle Factory — было умным шагом купить их в ходе первичного публичного предложения (IPO). Но настоящее мясо всегда будет дороже.

Тем не менее Muscle Factory и ее конкуренты радикально изменили положение вещей. Было забавно наблюдать за непрекращавшимися среди городских модников спорами противников искусственного мяса («нет Франкенштейну вместо свиньи!») и сторонников гуманного обращения с животными. Но Джайлс был уверен, что сторонники гуманности выиграют, и оказался прав. И это тоже хорошо. Фермы-фабрики XX века были отвратительными предприятиями. Производство мяса для массового рынка без гибели животных, на нормальной фабрике, безусловно, шаг вперед. Джефф уже прикидывал возможность вложиться в компанию IPO Milkmade, которая надеялась сделать то же самое с молочным сельским хозяйством.

Это или что-то вроде того представляют себе технологи в качестве будущего сельского хозяйства. Есть и другое: выращивающий рис крестьянин в Азии или живущий в рондавеле[9] африканец, сейчас трудящиеся, просто чтобы выжить, вольются в экономику, где и свойства, и урожайность сельскохозяйственных культур радикально изменены модификацией генов и искусственным отбором — и даже есть мобильные приложения, указывающие, когда сеять и когда жать.

Таким образом, как фермер Джайлс, так и его азиатские и африканские коллеги получат выгоду от технического прогресса, очертания которого уже проступают. Его первые предвестники появились два с половиной столетия назад: тогда механическая сеялка, севооборот и научная селекция скота и сельскохозяйственных культур запустили аграрную революцию в Великобритании в середине XVIII столетия. В результате эта отрасль, которая тогда была в состоянии прокормить менее миллиарда человек, к 2050 году сможет обеспечить пищей 10 миллиардов. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН, специализирующаяся на этих вопросах, рассчитывает на дальнейшее увеличение количества калорий на человека на еще более густонаселенной планете 2050 года (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Состав среднемирового меню.

Ежедневное потребление калорий на человека по видам питания

Итак, вы хотите революции

О фермах 2050 года с уверенностью можно сказать только одно: их хозяйства будут еще более механизированными, автоматизированными и напоминающими фабрики, чем сегодня. Конные сеялки Джетро Тала[10], помещавшие зерно в землю через равные интервалы и даже закапывавшие его, являются предками всех видов сельскохозяйственного механического оборудования. К 2050 году у таких фермерских товариществ, как у Джайлса и его соседей, оно будет состоять из роботов-тракторов (и сопутствующего им навесного оборудования), роботов-комбайнов, беспилотников и даже спутников — чтобы следить за созреванием урожая.

По большей части орошение (и связанное с ним распределение удобрений и гербицидов) будет осуществляться посредством проложенных рядом с посадками сельскохозяйственных культур сетей труб, а не расточительных опрыскивающих систем. Управлять трубами будут датчики состояния почвы. Для тех химикатов, которые необходимо именно разбрызгивать, например пестицидов и фунгицидов, и которые обязательно должны попасть на листву, а не на землю, чтобы подействовать, будут использоваться специальные роботы, получающие информацию с беспилотников и спутников. Кроме того, эти роботы с помощью камер смогут находить любые сорняки и уничтожать их лазерами.

Более того, отношения фермеров с самой землей к 2050 году сильно изменятся. Давно понятно, что почва — в равной степени продукт жизнедеятельности тех, кто в ней живет, и минералов, из которых она состоит. Именно это и отличает ее от реголита, покрывающего Луну и Марс. Но рост знаний о микроорганизмах, в изобилии населяющих почву, позволит улучшать ее в той же степени, сколь и введение севооборота виконтом Чарльзом Тауншендом, прозванным современниками «Репой», и изобретение синтетических азотных удобрений Фрицем Габером.

Заселение почвы бактериями, извлекающими азот из атмосферы и высвобождающими иначе химически недоступный фосфор, станет привычным делом. Это позволит снизить потребность в искусственных удобрениях Габера. Однако наибольшую пользу принесет лучшее понимание взаимосвязи между растениями и грибами. Похоже, первые нередко вступают в симбиотические отношения со вторыми — сегодня мы лишь начинаем узнавать об этом и изучать эти процессы. К 2050 году все это агрономам должно быть уже достаточно хорошо известно, и они смогут воспользоваться этим для повышения урожайности.

Трудно сказать, насколько культуры 2050 года будут отличаться от сегодняшних, поскольку способ их создания вскоре изменится. Тут следует вспомнить неудачный старт генной инженерии, которая, как предполагалось, должна была прийти на помощь потребителям и фермерам. Занимающиеся ею компании не видели принципиальной разницы между перемещением генов, скажем, бактерий в кукурузу или бобы и модификацией генома этих культур посредством облучения их радиацией или применения химических препаратов, изменяющих ДНК. Может быть, они считали, что генная инженерия лучше, поскольку более предсказуема. Тем не менее подогреваемая различными чрезмерно обеспокоенными лоббистскими группами большая часть широкой публики пришла к другому выводу. Хотя культуры, устойчивые к поражению насекомыми-вредителями и гербицидами, хорошо проявили себя в самых разных местах, похоже, вряд ли кто-то рискнет инвестировать деньги в их дальнейшую генетическую модификацию (например, для увеличения питательной ценности).

Ситуация может измениться, когда к сельскохозяйственным культурам начнет применяться новое поколение точных инструментов модификации генов. Тогда PR-отделы компаний, продающих семена, взяли бы реванш за прошлое и объяснили публике ее выгоду от происходящего и что это является «выведением Франкенштейна» не больше, чем другие общепринятые способы культивации сельскохозяйственных культур. Примером того, что может быть сделано с помощью подобной технологии, является ячмень фермера Джайлса, связывающий азот из атмосферы. При наличии общественного одобрения все может пойти гораздо дальше. Питательную ценность масличных культур реально улучшить, допустим, добавлением ценных жиров омега‐3 в продукты (в настоящий момент там в основном присутствует менее ценная версия — омега‐6). Фрукты могут быть изменены для создания новых вкусов или улучшения уже существующих. Ассортимент овощей, имеющихся в распоряжении покупателей из богатых стран мира, может быть расширен за счет изменения пока еще некоммерческих тропических культур таким образом, чтобы они стали пригодны для продажи на массовом рынке.

Настоящей находкой для 2050 года было бы радикальное ускорение фотосинтеза, что заставило бы культуры расти быстрее. Уже сейчас исследователи работают над тем, чтобы перенести характерный для высших растений C_4-фотосинтез в виды, использующие более примитивный процесс C_3-фотосинтеза. И это только начало. У микроорганизмов имеется множество вариантов фотосинтеза, недоступных растениям. Некоторые вполне годны для переноса в растения уже сейчас. Если достаточное число потребителей воспримет это позитивно, то в ближайшие два-три десятилетия нас ждет настоящий Дикий Запад инноваций, направленных на повышение урожайности. И страх того, что человечество не сможет себя прокормить, уйдет.

Деревенская жизнь в городе

Все это, однако, по большому счету является продолжением методов нынешнего ведения сельского хозяйства. Однако поездка фермера Джайлса в город показывает нам, что в сельском хозяйстве 2050 года появятся совершенно новые элементы.

Наименее необычным нововведением станут городские овощные заводы. По функциям (но не по форме) они будут напоминать огороды, снабжавшие города свежими фруктами и овощами до появления механизированного транспорта и супермаркетов. Продукция будет продаваться и, как правило, потребляться в день сбора урожая. Но эти заводы не будут подвержены воздействию капризов солнца и дождя. Или гигантские теплицы — они станут зданиями без окон, в которых точно контролируются не только подача воды и питательных веществ, но и освещение. Спектральный состав последнего будет отрегулирован таким образом, чтобы точно соответствовать требованиям хлорофилла растений — так что ни один лишний фотон не будет потрачен.

Среднюю степень новизны имели бы в наших глазах городские рыбные хозяйства. Рыбоводство является одним из самых крупных достижений науки конца XX — начала XXI в. Производство искусственно разводимой рыбы в 2015 г. превысило производство говядины (рис. 7.2). Но подобные хозяйства были в основном пресноводными прудами или, например, отгороженным сеткой пространством в морских заливах или фьордах. Городское рыболовство обеспечит появление систем с замкнутым циклом для выращивания рыбы из оплодотворенной икры, а затем используя часть этих рыб для получения следующего поколения. Более того, едва этот процесс будет освоен для уже выращивающихся видов рыб, как откроется прямая дорога новым, таким как тунец. В результате в море повторится сельскохозяйственная революция времен неолита, когда большинство сегодняшних домашних животных как раз и были одомашнены.

Рис. 7.2. Соревнование.

Производство на рыбных и мясных фермах, млн. т.

Этот процесс может существенно изменить питание людей. Рыба настолько эффективно преобразует корм в человеческую пищу (гораздо лучше, чем млекопитающие, поскольку рыбы — холоднокровные, а млекопитающие — теплокровные), что можно предположить: к 2050 году они станут доминирующими поставщиками животного белка. Но этого может и не произойти вследствие появления к тому времени настоящих сельскохозяйственных фабрик. Если эта технология принесет хороший урожай, искусственные аналоги животной пищи будут выращиваться из клеточной культуры без необходимости использования животных.

К 2050 году, скорее всего, искусственные стейки и молоко будут производиться в достаточном количестве. То же самое можно сказать по поводу куриных яиц (правда, вероятно, они будут без скорлупы, по крайней мере предназначенные для промышленного использования, а не для продажи в магазинах). И — для самых смелых — можно искусственно выращивать такие органы, как печень и почки. Как заметил наш фермер Джайлс во время своего визита в город, эволюция этой отрасли может привести к столкновению двух групп идеалистов, выступающих против либо «синтетических» продуктов любого типа, либо животноводства как такового (особенно в случае содержания животных в неволе). Скорее всего, выиграют сторонники гуманности. Ведь кто решится отрицать, что, скажем, фуа-гра является продуктом, получаемым в результате жестокого обращения с гусями и утками?

Прошлое как руководство к будущему

Однако, как всегда, распространение технологических изменений и определяет социальные изменения, и определяется ими. Фермеры всегда были консервативны, а потребители, вначале с энтузиазмом приняв индустриализацию и меркантилизацию продуктов питания после Второй мировой войны, затем стали консервативны тоже, по крайней мере в некоторых богатых странах. Как вкусы потребителей будут развиваться в дальнейшем, непредсказуемо. Тем не менее для некоторых фермеров социальные изменения в прошлом могут оказаться руководством для действий в будущем.

В частности, в более бедных частях мира (таких, как Африка) маленькие хозяйства, основная цель которых — прокормить своих владельцев, объединятся в коммерческие фермы и начнут работать в основном на снабжение рынка. При этом в тех местах, где коллективное использование земли по-прежнему является нормой, произойдет ее деколлективизация, и ее коммерческое использование получит приоритет над традиционным. Все это уже происходило в сельском хозяйстве богатых стран, но так давно, что перекочевало в книги по истории. Однако именно такое изменение структуры землевладения и позволит развернуть в тех местах новые технологии, о которых идет речь в этой главе, да и многие технологии из числа существующих там еще только предстоит внедрить.

Следствием станут более высокие урожаи и более высокие доходы оставшихся фермеров, в то время как избыточные трудовые ресурсы, вытесненные с земли, найдут себе занятие в городах. Если все пойдет хорошо, к 2050 году африканские агенты по недвижимости, возможно, освоят трюк, придуманный их европейскими коллегами 100 лет назад. Эти коварные бизнесмены начнут рекламировать земляные хижины с соломенной крышей, где ныне обитают бедные крестьяне, в качестве престижных дач, и горожане станут наперегонки покупать их. Почему не предположить, что подобное вполне может произойти с рондавелями, выстроенными на берегу озера Виктория или в тени гор Вирунга?

8. Здравоохранение и пациенты

Джанрико Фарруджа

Быстрое развитие медицины расширит возможности людей и укрепит способность общества идти в ногу со временем.

Медицина всегда была сочетанием искусства и науки. Однако как никогда раньше технология стала не только движущей силой прогресса в здравоохранении, но и разрушающей его силой. Исторически жизненный цикл технологий в медицине был длиннее, чем в других отраслях, но сейчас он стремительно ускоряется. Отвлекаясь от всех остальных потрясений, которые могут произойти до 2050 года, можно с уверенностью сказать одно: определять ход изменений будут пациенты, а не технологии. Это означает, что здравоохранение начнет все больше напоминать остальные отрасли и пациент будет рассматривается как клиент.

Чтобы понять непредсказуемость технического прогресса в области здравоохранения, нужно вернуться на 15 лет назад. Подумайте о внедренных тогда технологиях и об их сегодняшнем влиянии на здоровье.

В 2000 году было объявлено о секвенировании генома человека. Поначалу это породило целый ряд технологических компаний, старавшихся занять доминирующие места в данном бизнесе. Большинство из них вскоре развалились, поскольку объем данных оказался очень большим, а знания об их клиническом использовании отсутствовали. Но в настоящее время медико-биологические разработки, заброшенные большинством фирм 10 лет назад, являются одними из самых процветающих направлений медицинских исследований и привлекают внимание многих государств. Может показаться, что эти радикальные изменения произошли внезапно, но на самом деле семена были посеяны задолго до того, как их значение стало понятным. Сейчас, когда коммерциализация догоняет научный потенциал секвенирования, его важность становится очевидной. Аналогичным образом новые знания о научных достижениях как в области медицины, так и за ее пределами можно использовать для прогнозирования основных технологических изменений в здравоохранении в ближайшие десятилетия.

Использование больших данных и искусственного интеллекта

Врачам уже давно мешало отсутствие достаточного количества информации при постановке диагноза. Теперь они сталкиваются с противоположной проблемой — риском когнитивной перегрузки. До недавнего времени для диагностики болей в животе использовался один рентгеновский снимок. Сегодня же применяется магнитно-резонансная томография (МРТ), генерирующая одновременно сотни изображений. После провала первых попыток диагностики с использованием цифровых технологий компании-производители ПО перешли к созданию компьютерных диагностических инструментов с компьютерными же алгоритмами для интерпретации полученных данных. Впрочем, последнее слово пока все равно остается за врачом. Но к сегодняшнему дню мы уже достигли уровня, когда наборы данных стали достаточно объемными, машинное обучение — достаточно сложным, а вкладываемые суммы — достаточно большими (по некоторым оценкам, в 2015 году в данное направление исследований во всем мире было инвестировано 8,5 млрд долларов). Становится все более очевидно, что привычное здравоохранение будет разрушено искусственным интеллектом. Мы увидим новое поле деятельности для специализированных приложений, которые смогут обобщить анамнез, определить вероятность положительных результатов тестирования и диагнозы, интерпретировать анализы, собрать воедино все полученные разрозненные данные и персонализировать последующее лечение пациента. Задачи, в настоящее время стоящие перед людьми — начиная с обыденного мониторинга жизненно важных признаков в реанимации и прочтения необходимых для составления диагноза изображений до выполнения самых сложных операций, — все чаще будут выполняться с помощью обучающихся машин.

Этот путь идентичен тому, который прошла автомобильная промышленность, сменившая круиз-контроль на адаптивный круиз-контроль и теперь уверенно движущаяся к автомобилям без водителя. В ближайшие годы между учеными-биологами и инженерами-программистами произойдет укрепление партнерских отношений, что приведет к созданию технологий в области здравоохранения, не только удобных в использовании, но и согласующихся с образом мыслей практикующих врачей. Это простимулирует рост производства все более сложных инструментов на базе ИИ, способных превзойти докторов при решении определенных когнитивных задач.

Подъем регенеративной медицины и биотерапии

Всего за 10 лет регенеративная медицина превратилась из только зарождающейся, но многообещающей области в реальность. Тело человека обладает невероятными способностями самоисцеления, но мы лишь начинаем использовать эту силу. Один из видов терапии, называемый аутологичной, включает регенерацию клеток пациента в лаборатории, а затем возвращение их в организм. А уж там эти клетки начинают действовать как локомотив восстановительной системы и приводят к исцелению. Благодаря этим достижениям первые нынешние попытки использования стволовых клеток перерастут в средство для лечения множества различных хворей.

По мере определения подмножеств заболеваний, реагирующих на выявленные биотерапевтические продукты, и распространения клинического применения регенеративной медицины количество натуральных веществ, созданных биоинженерами, будет устойчиво расти. Коммерческое производство стволовых клеток фармацевтического класса станет необходимостью, стимулирующей создание новых компаний, вкладывающих деньги в эту отрасль здравоохранения.

Сегодня большинство биотерапевтических препаратов являются неклеточными (например, моноклональные антитела или факторы роста). Ситуация изменится, если перенаправить использование стволовых клеток на лечение самых разных заболеваний, таких как боль в суставах, сердечную недостаточность, инсульт, БАС (боковой амиотрофический склероз, или заболевание двигательных нейронов) и даже диабет и травму спинного мозга. Уже ведутся успешные крупномасштабные клинические испытания. Необходимость получать стволовые клетки по запросу и в требуемом количестве, а также заданных чистоты и стадии дифференциации породит совершенно новую индустрию.

В качестве ресурса, полученного от пациентов, этот биотерапевтический продукт объединит больного, поставщика и производителя, что в значительной степени размоет границу между производством (традиционный оплот компаний) и поставкой (традиционный оплот больниц). Это потребует выработки новых, не существующих сегодня бизнес-направлений, которые соединят традиционные отрасли промышленности и биологических поставщиков. Использование в больших масштабах ресурсов, производимых пациентами, порождает сложности, с которыми нынешние поставщики справиться не в состоянии. В случае продуктов регенеративной медицины клинического класса для достижения масштаба, необходимого для улучшения здоровья всего населения, придется создать целую цепочку поставок, которая интегрирует каждую часть процесса, поддерживая одинаковое качество на всех этапах от производства до поставки клиенту и может быть быстро индивидуализирована.

Помимо этого, большие перспективы сулят нынешние значительные успехи в области иммунологической терапии и вакцинации. Мы уже видели преимущества иммунной терапии при лечении некоторых видов раковых и ревматологических заболеваний. Но область ее применения будет расширяться и включит сердечно-сосудистые заболевания, аутоиммунные и многие другие. Вакцины остаются основой профилактики инфекционных заболеваний, таких как гепатит B, полиомиелит или грипп. Они уже ликвидировали оспу. За некоторыми заметными исключениями меньший успех был достигнут при использовании вакцин для лечения активных заболеваний — инфекционных или онкологических, но в результате совместного использования терапевтических вакцин и профилактических мер в ближайшие годы эта ситуация должна измениться. Сегодня проводится более 1000 активных клинических испытаний вакцин, нацеленных на самые разные виды заболеваний.

Одним из новых направлений является использование прививок для ослабления выборочных звеньев иммунной системы при аутоиммунных заболеваниях, в число которых входит диабет 1-го типа. У нас уже есть вакцины, предназначенные для профилактики рака путем воздействия инфекционных агентов, таких как вирус папилломы человека. Однако многие раковые прививки, поначалу казавшиеся весьма многообещающими, не прошли окончательного тестирования, что снизило энтузиазм и приток инвестиций. Будущее этой области медицины определит новая серия испытаний передовых вакцин. Существует также интерес к новому виду прививок, персонализированных на основе генного секвенирования опухолей. Хотя в сообщениях СМИ, как правило, будет доминировать информация о прогрессе в области терапевтической вакцинологии, следует обратить внимание и на огромный рынок профилактических вакцин, особенно против инфекционных агентов с повышенной устойчивостью к антибиотикам, как туберкулез или респираторные инфекции.

Время для более глубокой интеграции данных

Из-за устаревших систем и отсталого законодательства информация, собранная во время встреч врачей и пациентов, по большей части хранится отдельно от данных, собранных больным с помощью устройств, не одобренных с медицинской точки зрения (то есть почти всеми носимыми устройствами). Для большинства потребителей это будет неприемлемо, поскольку сильно отличается от всего происходящего в других областях жизни. Следующее поколение систем электронных медицинских записей сможет обрабатывать разрозненные данные гораздо лучше, но этого все равно будет недостаточно.

Спрос рождает предложение. Агрегаторы данных и технологические компании, занимающиеся их сбором и обработкой, увидят в медицине растущий рынок для своих услуг. Появятся технологические компании, которые будут обслуживать пациентов и поставщиков медицинских услуг, обобщая большие наборы данных — слов и чисел, — облегчая принятие решений и рекомендуя их варианты. Информация, собираемая потребителями с помощью собственных устройств, качественно и количественно приблизится к клиническому уровню, что сделает ее актуальной и пригодной для постановки диагнозов и, следовательно, возникнет необходимость ее включения в электронные медицинские записи. Вместе с тем придется использовать дополнительную технологию, позволившую вычленять изо всех получаемых от потребителя данные лишь содержательную информацию, которая бы информировала системы поддержания здоровья и лечения, а не мешала бы им работать.

Проблемы, относящиеся к подключенному к системе лицу, распространяются и на интегрированный в нее дом. По большей части технология позволит нам избегать поездок к врачу, поскольку дома людей станут продолжением их тел, собирая информацию об их здоровье и помогая не болеть. Провайдер медицинских услуг будет использовать дома в качестве врачебного кабинета и получит доступ к собранным данным, что избавит большинство людей от необходимости посещать докторов. Для этого нам понадобятся те же разработки, что и для носимых устройств, организующие взаимодействие и сосредоточивающие все внимание на потребностях человека, а не только на решениях, принимаемых одной лишь технологией.

Эпоха индивидуализированной медицины и «-омик»

После объявления в 2000 году о секвенировании генома человека «начерно» и после завершения — пять лет спустя — полной расшифровки открылось поле геномики (изучение совокупности всех наших генов и ДНК). Это также породило несколько новых «-омик», в том числе, фармакогеномику (взаимодействие между лекарствами и генами), эпигеномику (изучение изменений в генерации генов, не являющихся следствием изменений в ДНК) и протеомику (масштабное исследование белков, их структуры и функций, а также изменений с течением времени и вследствие болезней).

Коммерческие и медицинские посулы геномики будут сдерживаться отсутствием понимания, какой из десятков тысяч вариантов генома несет предрасположенность к болезням, а также какое сочетание способствует укреплению здоровья или вредит ему.

Поначалу еще одним ограничивающим фактором была стоимость секвенирования генома. Ее снижение с сегодняшних 1000 долларов хотя бы до 200 — при том, что некоторые части генома будут секвенированы глубже других, — снимет эту преграду. Наше непонимание вариантов по-прежнему остается существенным препятствием на пути широкого использования новых «-омических» анализов и методов лечения, однако надежность быстро растущих доступных баз данных говорит о том, что для изменения ситуации будет достаточно пяти лет.

Лабораторные исследования значительно ускорят использование секвенирования следующего поколения, которое заменит существующие методологии, такие как неонатальный скрининг, флуоресцентная гибридизация in situ (или метод FISH) и широкий спектр генетических тестов. При диагностике редких заболеваний использование целого экзома или секвенирования генома превратится из последней надежды в первичный анализ: предполагается, что в подобных случаях это даст необходимый ответ быстрее и дешевле. С расширением доступа к масс-спектрометрии, белковым чипам и нанотехнологиям, а также к тестированию на протеомной основе мы улучшим свои представления о заболеваниях по генной информации, кроме того, это поможет нам правильнее понимать течение болезней. Хотя применение микрофлюидики в лабораторных исследованиях и было приостановлено, эта технология проторит себе путь в больницы, обеспечив возможность их децентрализации и проведения диагностики в местах наблюдения за пациентом, например в умном доме, подключенном к системе здравоохранения.

Быстрорастущей отраслью медицины станет и фармакогеномика, в которую войдут как уже работающие медицинские компании, так и стартапы, предоставляющие прямые предложения потребителям. Из всех «-омик» эта — самая полезная, имеющая наибольший объем данных и существующие каналы поставки. Скорее всего, она будет быстро расширяться. В настоящее время геномную информацию на маркировке имеют более 150 лекарств (13 % от общего числа). Когда цены стабилизируются, а врачи и фармацевты смогут более легко интерпретировать данные и применять их для уточнения рецепта и дозировки, извлечение фармакогеномической информации из цельных геномных данных и целевое секвенирование конкретных генов станут вполне жизнеспособными платформами. Помимо этого предстоит решить вопрос о полной интеграции секвенирования генов фармакогеномики с помощью имеющегося ПО для внесения в электронную медицинскую документацию и назначения лекарств.

При разработке последних будет доминировать целевая терапия (ориентированная на больную молекулу или клетку, а не на все сразу). Хотя большинство людей связывают такое лечение с раком, область его применения гораздо шире: по данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США (FDA) 43 % всех разрабатываемых препаратов предназначены для целевой терапии. В 2014 году 20 % разрешений, выданных Управлением, были предназначены именно для нее; в 2015-м этот показатель вырос до 28 %. Рост этого показателя обусловлен положительной обратной связью от секвенирования следующего поколения. Идентификация целей приводит к разработке направленных методов лечения, которые затем требуют изучения пораженных объектов, что, в свою очередь, приводит к открытиям новых целей.

Эпигеномика используется при лечении широкого спектра хронических заболеваний, включая болезни обмена веществ, такие как сахарный диабет, ожирение, болезни сердца и рак. Все они потенциально обратимы — отсюда и большой интерес к этой области. Эпигенетические изменения происходят при помощи самых разнообразных механизмов, большинство которых были обнаружены совсем недавно. Все большее внимание будет уделяться разработке препаратов, ингибирующих метилирование ДНК, и лекарств, нацеленных на конкретный механизм, такой как ингибитор бромодомена, гистонацетилтрансферазы, гистондеацетилазы, метилирования гистона и белковой метилтрансферазы. Кроме того, в качестве стандартных схем химиотерапии, скорее всего, будет использоваться сочетание эпигеномных препаратов и иммуномодуляторов.

Молекулярная визуализация

Самым передовым методам визуализации — таким, как компьютерная томография (КТ) и МРТ — уже 40 лет. Хотя базовые технологии и претерпели множество усовершенствований, ученые намерены продолжать их улучшение, на следующем этапе к этим и новым технологиям будет активно добавляться молекулярная визуализация. Здесь речь идет о комбинации таких методов, как рентген, ультразвук, МРТ или свет с механизмом выцеливания клеток или их компонентов (вроде специфических молекул).

В здравоохранении этим термином обычно обозначается использование видеозондов, направленных на определенные молекулы, которые затем могут быть визуализированы вне организма. Самым известным методом этого процесса является позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), опирающаяся на излучающие позитроны изотопы. В будущем все более широкое распространение станет приобретать сочетание молекулярного прицеливания, предоставляемого ПЭТ, с качеством изображения КТ и МРТ (ПЭТ-МРТ и ПЭТ-КТ). Кроме того, появится больше новых контрастных агентов с более выраженной специфичностью.

Важные этические вопросы

Это попытка бросить взгляд на обширные области, в которых технология преобразует медицину в обозримом будущем. Нам понадобятся новые медицинские технологии, которые разрушат привычные представления — особенно в связи с ростом инвалидности и хронических заболеваний стареющего населения.

Мы уже сейчас живем в мире, где благодаря информационной коммуникабельности скорость инноваций постоянно растет. Как увеличивается и разрыв между их — совершенно беспрецедентными — темпами и нормативной средой, а также способностью людей приспособиться к ним. Так каким же образом мы сможем идти в ногу с ними и принимать решения о доступе к информации и доступности? Кто будет решать, что наилучшим образом отвечает интересам пациента? Благодаря телемедицине можно быстрее и качественнее предоставлять медицинские услуги людям, живущим далеко от крупных городов. Но пандемии тоже распространяются все быстрее и дальше.

Этими и им подобными проблемами должна заниматься медицинская этика. Мы обязаны сделать так, чтобы потребности пациентов не подчинялись технологиям и чтобы стремление к знаниям не становилось самоцелью, но приносило пользу человечеству.

9. Энергетические технологии: развитие возобновляемых источников энергии

Энн Шукат

Благодаря прогрессу в использовании и способах хранения солнечной и ветряной энергии на горизонте уже маячат большие изменения в ее потреблении.

Промышленная революция сделала мир зависимым от ископаемых видов топлива, ставших основными источниками энергии. Это способствовало необычайному росту экономики, а также уровня жизни многих людей. К сожалению, нашлись и минусы. Сжигание ископаемого топлива приводит к выбросу в атмосферу огромного количества загрязняющих веществ и двуокиси углерода. Вот уже более века человечество использует грязный и конечный источник энергии, который к тому же необратимо меняет климат планеты.

Однако в ближайшие десятилетия должны произойти значительные изменения: мы уйдем от ископаемого топлива. В частности, весьма быстро совершенствуются технологии в области солнечной и ветряной энергетики. К 2040 году их доля в выработке электроэнергии может вырасти с сегодняшних 5 до 30 %, даже если выделение поддерживающих субсидий после 2020 года и прекратится (на рис. 9.1 показана аналогичная картина в отношении мощности). Источником энергии для электромобилей смогут служить батарейки, становящиеся все лучше и дешевле. Кроме того, они будут в состоянии получать больше энергии из возобновляемых источников.

Уже можно заметить неоспоримые признаки этих преобразований. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2015 году на электроэнергию, вырабатываемую возобновляемыми источниками, приходилось около 90 % нового производства (причем более половины — на энергию ветра). Основатель исследовательской компании Bloomberg New Energy Finance Майкл Либрайх утверждает, что сегодня в электросети во всем мире поступает больше энергии от возобновляемых источников, чем от ископаемого топлива.

Рис. 9.1. Мир будет зеленее.

Глобальная установленная мощность, в долях от общего объема

Ископаемые виды топлива исчезнут не внезапно; скорее всего, со временем их использование просто уменьшится. Но история производства энергии — это многолетний цикл смены источников: древесина, уголь, нефть, газ (рис. 9.2). Поскольку производство и использование энергии является причиной двух третей выбрасываемых в атмосферу парниковых газов, скорость и масштаб перехода к следующим источникам определят, можно ли свести глобальное потепление к минимуму.

Рис. 9.2. Изменение мощности.

Потребление энергии в США, %

Пусть всегда будет солнце

С тех пор как в 1954 году Bell Laboratories представила первый реальный элемент солнечной батареи, многое изменилось. Эффективность преобразования солнечного света в электроэнергию выросла почти в четыре раза — с 6 до % (для лучших панелей на кремниевой основе). Между тем стоимость модулей снизилась с почти 300 долларов за ватт в 1950-е годы до примерно 60 центов на сегодняшний день (рис. 9.3). В результате в некоторых местах солнечная энергия уже является экономически конкурентоспособной с ископаемым топливом (без государственных субсидий).

Рис. 9.3. Солнечные дни.

Кривая ценообразования солнечной энергии

В настоящее время солнечная энергия составляет около 1 % от всей генерируемой в мире. Может показаться, что это совсем немного, но гелиотехническая промышленность развивается очень быстро. В 2000–2014 гг. среднегодовой прирост количества фотоэлектрических установок составил 44 %. С 2012 года гелиотехническими установками в мире было выработано больше энергии, чем во все предыдущие годы, вместе взятые.

Солнечные батареи делаются из светопоглощающих материалов, преобразующих солнечный свет в электричество. Чаще всего это кремний — хрупкое вещество, которое необходимо инкапсулировать и заключить в жесткую раму, чтобы оно не крошилось. Это ограничивает развертывание панелей на крышах или использование крупных установок в полевых условиях. Тем не менее согласно отчету Массачусетского технологического института (MIT) «Будущее солнечной энергии» («The Future of Solar Energy»), современные технологии на основе кремния достаточно хороши для широкого распространения к 2050 году: благодаря им можно добиться значительного сокращения выбросов углекислого газа даже без крупных технологических достижений.

Однако в докладе также говорится о том, что разрабатываемые сегодня технологии потенциально проще и дешевле и могут быть развернуты в различных формах с эффективностью, аналогичной кремнию. Новые солнечные элементы можно размещать более тонкими слоями и на гибких подложках, благодаря чему они станут более легкими и проще устанавливаемыми. Кроме того, они могут быть сделаны из прозрачных материалов, поглощающих невидимый человеческому глазу свет и, таким образом, сливающихся с любым окружением. Один из авторов отчета, профессор в области новых технологий MIT Владимир Булович, говорит, что новые технологии позволят генерировать энергию, располагая батареи на любой поверхности.

Если это так, то в течение следующих десятилетий, по мере выхода из лабораторий на рынок, солнечные батареи могут появиться в карманных электронных товарах (в виде прозрачных пленок), а позже — в тканях, в том числе в шторах или одежде.

И кремниевые, и только появляющиеся тонкопленочные солнечные батареи изготавливаются из широко распространенных в природе материалов, поэтому могут производиться в больших объемах и их распространение не составит проблем. Согласно расчетам MIT, в 2050 году площадь, необходимая для обеспечения 100 % прогнозируемого в США спроса на электроэнергию с использованием имеющихся в настоящее время кремниевых технологий, будет равна примерно 0,4 % земной поверхности, или около половины Западной Виргинии. Но развертывание лишь самых эффективных панелей в особо солнечных районах страны способно сократить эту площадь почти на две трети.

Энергия ветра

Так же, как и Солнце, ветер — доступный, не выделяющий углекислого газа и возобновляемый источник. В настоящее время ветряные турбины обеспечивают около 4 % мировой потребности в электроэнергии. Стоимость энергии ветра упала с 30 центов за киловатт-час в 1980-х до 3 центов сегодня.

Первые ветряные турбины были короткими и маленькими, их мощность составляла всего лишь десятки киловатт. Современные машины намного больше, и их типовая мощность — примерно 2,5 мВт, а высота ступицы колеблется от 80 до 120 м. Преимущество более высоких башен в том, что они могут получить доступ к более быстрым ветрам, дующим на больших высотах. При этом длинные лопасти огромных роторов собирают больше энергии.

«Непрерывные усовершенствования открывают для ветроэнергетики новые горизонты», — сообщает в отчете «Перспективы ветроэнергетики» («Wind Vision») Министерства энергетики США управляющий консультант Эдгар Демео. Согласно этому документу, опубликованному в 2015 году и посвященному потенциалу ветроэнергетики в США до 2050 года, следующее поколение турбин может добавить для использования в ветроэнергетике почти 1,9 млн квадратных километров земли, таким образом, почти утроив площади, которые были доступны с более старой технологией в 2008 году.

Сегодня производятся в основном традиционные трехлопастные турбины, но в стадии разработки находятся и другие проекты, в том числе двухлопастные и безлопастные. Наибольшее финансирование получила калифорнийская фирма Makani, работающая над воздушно-ветряными турбинами, использующими трос для подключения и передачи энергии на наземные станции. Разработанные этой компанией «змеи-ветрогенераторы» на базе пропеллера работают на тех же аэродинамических принципах, что и обычные турбины, но потенциально могут достигать высоты до 310 м (или примерно вдвое выше существующих), при этом используя значительно меньше материалов.

В 2013 году Google купила Makani. Компания планирует протестировать прототип турбины на 600 кВт на Гавайях и сотрудничает с местными пилотами, а также с Федеральным авиационным управлением США для повышения заметности этого «воздушного змея». Но бросить вызов господству традиционных турбин будет непросто. «Сегодняшние машины имеют преимущество 30-летней истории развития с четко понятными критериями проектирования», — говорит главный инженер Национального центра ветроэнергетики США Пол Вирс. Еще одной проблемой станет доставка компонентов турбин. По мере увеличения размеров роторов и башен они станут нетранспортабельными, и компаниям придется собирать и даже производить их на месте. По словам директора Бюро ветроэнергетических технологий DOE Хосе Зайаса, в настоящее время идея получать лопасти при помощи 3D-печати лопастей уже переходит от стадии проектирования к созданию прототипа. Этот процесс должен стать быстрее привычного и может снизить стоимость лопастей на 5 %. Кроме того, исследователи изучают способы оптимизации компоновки и эксплуатации ветряных установок, что при незначительных дополнительных затратах должно повысить их производительность примерно на 5 %.

В течение многих лет основные прогнозы занижали темпы роста как солнечной, так и ветряной энергетики. Например, в прогнозе Международного энергетического агентства «Прогноз мировой энергетики 2008 года» («World Energy Outlook 2008») прогнозировалось, что в 2030 г. солнечная энергия будет составлять 1 % от мировой. Эта точка была достигнута уже в 2015 году, на 15 лет раньше.

Тем не менее солнечная и ветряная энергии имеют один недостаток: неравномерное поступление. Солнце ночью не светит, ветер дует не всегда. Необходимо научиться интегрировать все установки, использующие возобновляемые источники энергии, в единую энергосистему. Сегодня сложные методы прогнозирования способны подсказать, когда облака закроют Солнце или поднимется ветер, а сетевые операторы балансируют спрос и предложение с гораздо меньшим запаздыванием. Сеть со множеством связей может передавать избыточную энергию на большие расстояния туда, где она необходима больше всего. А при возникновении нехватки энергии Солнца или ветра предусмотрены работающие на природном газе так называемые пиковые электростанции, которые могут быстро восполнить недостачу.

Но не все сети одинаково надежны и доступны. И некоторые элементы просто не способны посылать электричество на большие расстояния или быстро запускать дополнительные блоки. Другим вариантом сглаживания кривых поступления энергии от возобновляемых источников является хранение ее избытков для последующего использования.

Подача энергии населению

Хотя сегодня и существуют многочисленные технологии сохранения энергии, как правило, они достаточно дорогостоящие. Наиболее распространенный и наименее технологичный вариант — использование воды (гидроэлектростанция). Другой подход предполагает сжатие и удержание воздуха в больших резервуарах или в подземных пещерах. При необходимости он высвобождается и вращает турбину, генерируя энергию.

Помимо этого, для хранения можно использовать различные типы аккумуляторов. В них устанавливаются электрохимические элементы, реакции в которых приводят к выработке энергии. Все более популярными становятся литий-ионные батареи. Поскольку литий — относительно легкий материал и позволяет упаковать много энергии в небольшом объеме, такие батареи сегодня можно найти в самых разных устройствах, начиная от портативных электронных до электромобилей. Ученые считают, что смогут значительно улучшить конструкции батарей и компонентов, что помогло бы как минимум удвоить количество запасенной энергии на единицу веса.

Еще одна перспективная технология для применения в сетях — проточные батареи. Они состоят из набора емкостей, содержащих два типа жидкостей и отдельную электрохимическую ячейку. Когда обе первые прокачиваются через последнюю, ионы через мембрану переходят из одной жидкости в другую, в то время как пропорциональное количество электронов совершает путешествие по внешней цепи. Поскольку проточные батареи хранят энергию в жидких электролитах, ее плотность определяется размером емкости для хранения. На данный момент такие батареи продаются не слишком широко, но если появится возможность их производства из более дешевых и менее токсичных материалов, они могут стать доступнее.

Калифорнийская мечта

Размещенные во всем мире емкости для хранения энергии кажутся почти мизерными по сравнению с мощностью ее производства. Но в ближайшие десятилетия все изменится. Калифорния, получившая предписание к 2030 году производить 50 % электроэнергии с помощью возобновляемых источников, уже потребовала от трех своих крупнейших принадлежащих инвесторам сетей к 2020 г. добавить 1,3 гВт накопленной и сохраненной энергии. AES Energy, «дочка» энергетического гиганта AES, устанавливает огромную 100-мегаваттную литий-ионную систему аккумуляторов, которая сможет быстро обеспечить подачу энергии на срок более четырех часов. Southern California Edison (SCE) — крупное предприятие, обслуживающее около 15 млн человек в центральной и южной Калифорнии, уже закупило несколько сотен мегаватт хранящейся энергии. SCE также сотрудничает с основанной в Кремниевой долине компанией Stem. Последняя, предоставляющая услуги в области электроснабжения, сочетает в себе небольшое модульное хранилище литий-ионных аккумуляторов и интеллектуальное программное обеспечение для снижения предприятиями расхода электроэнергии. Контракт с SCE предусматривает установку хранилища на 85 мВт, распределяемых примерно на 1000 потребителей в течение 10 лет.

Директор отдела накопительных энергетических установок компании GTM Research Рави Мангани утверждает, что к 2020 г. большинство новых хранилищ в виде «электрогенерирующего объекта, находящегося вне собственности поставщика», появятся не только на предприятиях, но и в частных домах. То же самое предсказывает и эксперт по хранению энергии из крупной немецкой компании RWE Кристиан Метцгер. Он полагает, что в ближайшие десятилетия объединенная система распределенных энергохранилищ по всей Германии станет достаточно большой, чтобы поставлять всевозможные услуги в сеть — это сделает ненужным строительство дорогостоящих крупных энергохранилищ. «Дополнительное долгосрочное ее хранение потребуется только после 2050 года, когда возобновляемые источники энергии, как ожидается, будут обеспечивать 80 % (или даже больше) электроэнергии Германии», — говорит Метцгер.

В настоящее время наиболее технологичным выбором для новых систем хранения энергии во всем мире является литий-ионный аккумулятор, на который, по данным исследовательской фирмы Navigant, в 2015 году приходилось более 85 % существующих емкостей хранения. Для удовлетворения растущего спроса на электромобили, а также на модульные системы накопления энергии для домов и предприятий, получившие название Powerwall и Powerpack соответственно, калифорнийский производитель электромобилей и решений для хранения энергии Tesla Motors совместно со своим поставщиком батарей компанией Panasonic строят в Неваде завод Gigafactory стоимостью в 5 млрд доллларов. Другие крупные производители литий-ионных батарей тоже наращивают обороты.

Все это благодаря увеличению экономии энергии за счет вертикальной интеграции и других мер повышения эффективности работы должно привести к значительному уменьшению затрат на аккумуляторы. Согласно отчету Bloomberg New Energy Finance, к 2030 году стоимость батарейного блока для электромобиля может опуститься с нынешних 350 долларов за киловатт-час ниже 120. Тогда электромобили смогут достойно конкурировать с обычными машинами без каких-либо субсидий. В докладе говорится, что к 2040 году 35 % всех проданных новых автомобилей в мире могут быть электрическими и гибридными.

По мере роста доли возобновляемых источников энергия для подзарядки электромобилей будет поступать из наболее чистых из них. Кроме того, для снижения счетов за электроэнергию владельцы электромобилей смогут предложить свои аккумуляторы энергосбытовым компаниям, чтобы снизить таким образом счет за электричество. Сеть станет более чистой, доступной и распределенной. У частных лиц и предприятий появится возможность не только накапливать энергию в аккумуляторах, но и продавать ее излишки другим.

Долгожданное

Несмотря на то что в период до 2050 года очень большое значение будут иметь технологии, связанные с возобновляемыми видами энергии, и им подобные, другие виды энергетики тоже не прекратят развиваться. Атомная энергетика также производит электроэнергию, при этом не выделяя газы, изменяющие климат. Ядерное деление расщепляет атомы тяжелых элементов — таких, как уран — на легкие, в процессе генерируя энергию. Первые атомные электростанции начали функционировать в 1950-х годах. Сегодня в мире работают около 450 ядерных реакторов, обеспечивающих порядка 11 % общемировой электроэнергии. По оценкам МЭА, к настоящему моменту ядерная энергетика помогла сократить выбросы CO_2 в атмосферу примерно на столько, сколько человечество выбрасывает его в атмосферу в течение двух лет.

В 2011 году землетрясение и последовавшее за ним цунами привели к аварии на АЭС в Фукусиме (Япония). Хотя вырвавшаяся радиация никого не убила, переселить пришлось более 150 тысяч человек. Общественность сильно обеспокоилась по поводу вероятности дальнейших аварий.

Большая часть из 60 строящихся ныне реакторов расположены в Китае, Индии и России, где законодательные барьеры, а значит и затраты, ниже. При этом в ближайшие десятилетия устареют около 200 ядерных реакторов, расположенных в основном в США, Европе, России и Японии. Как следствие, по прогнозу МЭА, общая доля атомной энергетики в мировой энергосистеме к 2040 году может вырасти лишь незначительно.

Другой вид ядерной энергетики — ядерный синтез — потенциально может обеспечить гораздо более безопасный и почти безграничный поток энергии без высокорадиоактивных отходов или угрозы расплавления активной зоны реактора. Во время ядерного синтеза, являющегося процессом, происходящим на Солнце и внутри других звезд, атомы легких элементов (например, водорода) соединяются при высоких температуре и давлении и образуют более тяжелые атомы (как гелий), испуская при этом огромное количество энергии. С 1950-х правительства всего мира вливали в разработку этой технологии миллиарды долларов. Ученые тогда предсказывали, что работающие реакторы будут введены в строй в течение нескольких десятилетий. Однако воспроизведение этого процесса на Земле оказалось сложнее, чем ожидалось, и первоначальный прогноз стал дежурной шуткой. Похоже, он будет реализован не ранее чем через 20–30 лет.

Более того, никак не получается избегать задержек и в совсем недавно стартовавшем проекте международного экспериментального термоядерного реактора ITER («путь» на латыни). Первоначально планировалось запустить его в 2016 году. Но на строительство крупного реакторного комплекса во Франции потребовались миллиарды долларов сверх бюджета и годы сверх графика. По некоторым нынешним оценкам, он должен начать работу примерно через 10 лет. Тем не менее многие ученые продолжают считать, что это лучшая перспектива получения Святого Грааля ядерного синтеза: реактора, который производит гораздо больше энергии, чем потребляет. На данный момент цель еще далеко. Мировой рекорд 1997 года по мощности, полученной при ядерном синтезе, по-прежнему составляет 16 мВт — и на это потребовалось 24 мВт для разогрева плазмы.

Решением этой проблемы занялись и несколько частных компаний. Они считают, что смогут осуществить синтез быстрее и дешевле. Каждая из них имеет различное видение способов контроля и поддержания чрезвычайно высокой температуры плазмы для облегчения реакции синтеза. Калифорнийская Tri Alpha Energy привлекла сотни миллионов долларов инвестиций, в том числе капитал сооснователя Microsoft Пола Аллена. Ее схема включает высокоэнергетические пучки частиц, помогающих сохранить тепло и стабилизировать плазму. Другие фирмы, такие как General Fusion в Канаде и Helion Energy близ Сиэтла, также получили деньги от крупных инвесторов (включая главу и основателя Amazon Джеффа Безоса и сооснователя PayPal Питера Тиля соответственно). При этом General Fusion для сжатия и нагрева частиц топлива использует поршень, Helion Energy предпочитает задействовать импульсное магнитное поле.

Роднит обе компании убеждение в том, что они смогут добиться своей цели в течение 5–10 лет. Однако некоторые эксперты обеспокоены. «Подобные заявления могут подорвать доверие к нам», — говорит директор британского центра по энергетике синтеза Culham Centre for Fusion Energy Стивен Коули. Он считает, что до коммерческого применения подобных реакторов остается еще не менее 30–40 лет.

Шахтерский блюз

Нет сомнений, что ископаемое топливо будет применяться в течение еще многих десятилетий, хотя со временем — в меньшей степени. Поэтому следует сделать максимум для того, чтобы его использование вредило планете как можно меньше.

Сегодня около трети новых заводов, работающих на угле, только строятся, а две трети существующих используют «субкритическую» технологию с эффективностью около 35 %, тогда как на современных она может достигать 45 % и выше. Все заводы, работающие на угле, могут быть оборудованы фильтрами, скрубберами или другими средствами контроля, удаляющими загрязнения из воздуха или уменьшающие их количество (но, по мнению МЭА, это часто не делается).

Еще менее распространенным являются улавливание и хранение углерода (carbon capture and storage, CCS), а также процесс удаления двуокиси углерода из выхлопных газов (либо хранение ее под землей, либо повторное использование в других промышленных процессах или продукции). В настоящее время во всем мире реализуется всего 15 крупных проектов CCS при запланированном строительстве еще около 1500 угольных заводов. Первая коммерческая система CCS для тепловой электростанции Баундери-Дэм в Канаде стоила более 1 млрд долларов. Однако после запуска в 2014 году она столкнулась с техническими проблемами, из-за чего даже была остановлена, таким образом, практически не выполнив поставленную перед ней задачу по улавливанию 90 % выбросов CO_2.

Сторонники CCS говорят о новых проектах, основанных на уроках Баундери-Дэм, которые будут дешевле и надежнее. Но затраты на такие системы все равно остаются непомерными, из-за чего около 40 проектов CCS были приостановлены или отменены.

По сравнению с углем природный газ во время горения выделяет меньше углекислого газа и загрязняющих веществ. В США практика гидроразрыва пласта (известная как фрекинг) осадочных пород открывает доступ к огромным залежам сланцевого газа, запасы которой помогло сократить использование угля. «Но этот тип топлива хорош в основном только для США», — утверждает основной автор отчета Bloomberg New Energy Finance 2016 «Новый прогноз состояния энергетики» («New Energy Outlook») за 2016 год Себ Хенбест. По его словам, в большей части остального мира природный газ перемещается по трубопроводам, что увеличивает его стоимость и ограничивает рост его использования. Вместо этого развивающиеся страны могут сделать выбор в пользу недорогого угля и все более дешевых возобновляемых источников энергии. Обеспокоенность общественности по поводу землетрясений, которыми якобы чревата технология гидроразрыва, используемых в ней химических веществ, выделения метана, который тоже является парниковым газом, как и углекислота, — все это ограничивает добычу сланцевого газа в других странах.

Времена меняются

К 2050 году население Земли составит около 9,7 млрд человек — на 2,3 больше, чем сегодня. Спрос на энергию будет расти, особенно в городах. Согласно перспективам, описанным в отчете МЭА «Перспективы развития энергетических технологий» («Energy Technology Perspectives 2016»), количество зданий в городах развивающихся стран к 2050 году возрастет на 40 %, а объем пассажирских перевозок почти удвоится.

Но более высокие спрос на энергию и уровень жизни не должны означать более высоких выбросов загрязняющих атмосферу веществ. По данным МЭА, новые здания могут быть оснащены высокоэффективными системами отопления, охлаждения и освещения, а также передовой бытовой техникой. Преобладание общественного транспорта и электромобилей может привести к сокращению выбросов CO_2 и загрязнения воздуха, особенно если транспорт будет получать электроэнергию из экологически чистых источников. Например, солнечные установки на крышах городских домов к 2050 году смогут обеспечить треть их потребностей в электроэнергии.

Точные масштаб и скорость предстоящих преобразований по-прежнему неизвестны. Скажем, в Индии разработан амбициозный план по поставке электроэнергии своим 240 млн граждан, которые в настоящее время не имеют к нему доступа. Его цель состоит хотя бы в частичном обеспечении населения энергией путем возведения ветряных и солнечных установок. Но параллельно Индия наращивает и собственное производство угля. Тем временем Китай пошел по другому пути. В декабре 2015 года там был объявлен трехлетний мораторий на открытие новых угольных шахт. Поднебесная также лидирует в мире по инвестициям в технологии с нулевым выбросом углекислого газа, включая ветряную, солнечную и ядерную энергетики; при этом среднее время строительства новых АЭС в этой стране составляет всего 5,5 года. По прогнозам Bloomberg New Energy Finance, к 2040 году вредные выбросы в китайском энергетическом секторе снизятся на 5 %, тогда как выбросы в индийском могут утроиться.

По оценкам МЭА, в ближайшие десятилетия в энергетическую систему будет вложено более 430 трлн долларов. По расчетам агентства, инвестирование дополнительных 12 трлн в технологии с низким уровнем выброса углекислого газа к 2050 году может уменьшить глобальное потепление примерно до 2 градусов Цельсия, одновременно улучшив качество воздуха.

Технология кардинально меняет энергетический прогноз, заставляя переосмыслить еще совсем недавно распространенные предположения о ресурсных ограничениях будущего. Вместо прогнозов дефицита энергии, теперь все чаще говорят об эпохе энергетического изобилия. При этом последнее не должно означать увеличения вредных выбросов и большего загрязнения планеты. Наоборот, при достаточных инвестициях в интеллектуальные технологии планета даже может стать чище.

Примечание

Я хотела бы отметить щедрую помощь, полученную при подготовке этой главы от многих людей. Помимо названных в тексте, особую благодарность хочу выразить Менахему Андерману, Камелю Бен Насеру, Джон Беннеру, Карен Баттерфилд, Сэнди Баттерфилд, Джону Каррингтону, Кэтрин Дикс, Алексу Эллеру, Шейл Канн, Салиму Морси, Флеммингу Расмуссену, Венкату Шринивасану, Ричарду Суонсону и Райану Визеру.

10. Новые материалы для производства

Пол Маркилли

Сочетание новых материалов и методов изменит как то, что может быть произведено, так и то, где все это будет производиться.

«BMW i3» — это красивый электромобиль, и, как можно ожидать, он насыщен новыми технологиями. Тем не менее наиболее важными инновациями в нем являются материал, из которого машина изготовлена, и то, каким образом это сделано. Материал — углеродное волокно, очень прочный, но в то же время легкий композит. Он превратился в автомобиль в процессе, более привычном для текстильного производства. Подобное радикальное новшество существенно изменит облик заводов во всем мире. Оно перевернет традиционную экономику производства, меняя давно устоявшиеся торговые потоки и цепочки производства и сбыта.

Свяжите мне машину

Сборка i3 впечатляет. Вместо Германии этот автомобиль начинает жизнь в Японии. И не со стального листа, а с катушки полиакрилонитрила — синтетического термопластика, вытянутого в длинную нитку, напоминающую леску. Ее наматывают на катушку и отправляют в США. Там ее запекают, получая углеродные нити диаметром всего 7 микрон (миллионных долей метра). Затем около 50 тысяч этих почерневших прядей скручивают вместе и получившуюся более толстую пряжу наматывают на другие катушки. Которые, наконец, отправляются в Германию — на фабрику, расположенную недалеко от Мюнхена. Там на гигантской вязальной машине «пряжа» сплетается в «ковры». По прибытии на автомобильный завод «BMW» в Лейпциге, из этих листов нарезаются заготовки, которые укладываются в несколько слоев. В ходе последующего автоматизированного процесса листы склеиваются между собой при помощи смолы, спрессовываются и отверждаются. В результате получаются жесткие, но легкие детали. В конце роботы склеивают последние, формируя корпус автомобиля.

Производственная линия «i3» не похожа ни на какой другой автозавод. Прежде всего, тут необычайно тихо. Нет грохочущих прессов, штампующих металлические детали, или громкого потрескивания ярких искр сварки. Не существует гигантского и дорогостоящего лакокрасочного цеха для очистки и антикоррозионной обработки металлических конструкций (углеродное волокно не ржавеет). Отличия можно заметить даже в бухгалтерских книгах компании: в целом при производстве «i3» используется на 50 % меньше энергии и на 70 % меньше воды, чем на обычном автозаводе.

В Лейпциге BMW исследует самые новые и усовершенствованные материалы, отнюдь не ограничиваясь одним лишь углеродным волокном. Революция материалов включает много других видов композитов, экзотических новых сплавов, специализированных покрытий, гибридных (частично пластик, частично металл), органических (вышедших из лабораторий биологов) и «умных» материалов (могут запоминать свою форму, ремонтировать себя и даже самостоятельно собираться в компоненты). Более того, составление материала на молекулярном уровне позволит производить на заказ вещества с новыми свойствами и изменять принципы работы материалов, например их реакцию на свет, электричество, воду и тепло. Вместе с тем старые материалы будут постепенно модернизироваться.

Основа успеха как новых, так и улучшенных материалов — возможность их коммерческого использования. Переход к нему от лабораторных исследований может занять годы. Например, углеродное волокно добиралось из лабораторий на предприятия несколько десятилетий. Особенно широкое распространение оно получило при производстве самолетов-истребителей, клюшек для гольфа, высококачественных горных велосипедов и болидов «Формулы‐1». Особая привлекательность этого материала в том, что он оказался не только прочнее стали, но и по крайней мере на 50 % легче ее. Такие характеристики являются следствием молекулярной структуры углеродных соединений, создающих сильные химические связи, как в алмазах. Выкладыванием волокон под различными углами можно усилить прочность компонента именно там, где это особенно необходимо, делая деталь гибкой в одних местах и особо твердой в других.

По мере накопления опыта углеродное волокно стали использовать вместо алюминия в коммерческих аэрокосмических аппаратах, поскольку легкие самолеты расходуют меньше топлива и производят меньше вредных выбросов. В настоящее время из углеродного волокна делают половину корпуса самолетов типа «Boeing 787» и «Airbus A380» и «A350». Но за это приходится платить — во многом потому, что производственные процессы дорогостоящи, медленны и трудоемки. Для малых объемов продукции — такой, как горные велосипеды и самолеты — это имеет меньшее значение. Но автомобилестроение — это бизнес с очень большими объемами производства.

Темные искусства

Найдя более быстрые и дешевые способы использования углеродного волокна, BMW первой использовала его в массовом производстве. Некоторые аналитики прогнозируют, что к середине 2020-х годов оно станет основным производственным материалом, заменив сталь и алюминий. К 2050 году, когда большинство автомобилей, скорее всего, станут электрическими и многие из них будут обходиться без водителя, легкое углеродное волокно обеспечит большую дальность поездок и повышенную устойчивость в случае аварии.

К тому времени в автомобилестроении и других областях производства появится множество иных новых материалов. В основе этого процесса лежит ряд тенденций. Например, все большее понимание свойств веществ на микроуровне благодаря более точным и качественным инструментам, таким как электронные и атомно-силовые микроскопы, масс-спектрометры и рентгеновские синхротроны.

Ученые уже добрались до изучения строительных блоков материи. Каждое вещество состоит из атомов, и поведение каждого из них зависит от того, какому химическому элементу он принадлежит. Все химические элементы обладают определенными свойствами, опирающимися на структуру электронного облака, составляющую внешние слои атомов. Способ сопряжения атомов или обмена электронами формирует структуру молекул — мельчайших частиц любого химического элемента или соединения. Умение проектировать материалы на молекулярном уровне дает ответы на множество сложных вопросов, возникающих при работе с новыми материалами.

Это сильно отличается от того, что было в прошлом. Перед тем как Томас Эдисон в 1879 году продемонстрировал первую работающую лампочку накаливания, в поиске подходящей нити для своего изобретения ему пришлось пройти долгий путь проб и ошибок, испытав 1600 различных видов материалов — от кокосового волокна до волос из бороды коллеги. Сегодня найти подходящие материалы вроде новых полупроводников — чтобы создать светодиоды, превращающие электроэнергию в свет гораздо эффективнее горячих нитей, — изобретатель может с помощью облачного суперкомпьютера. Изобретение светодиодов случилось благодаря успехам в области материаловедения. А к 2050 году их преемники из отдельных световых элементов превратятся в осветительные пленки, встроенные в потолочные панели зданий. Производителям последних придется стать специалистами еще и в области освещения, чтобы не дать компаниям, занимающимся светом, захватить рынок потолочных панелей. С подобными смещениями специализации бизнеса столкнутся и многие другие отрасли.

Этот процесс могут ускорить усилия по сбору больших данных, например как это делается в проекте с открытым доступом Materials Project на базе кластера суперкомпьютеров в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, Калифорния. Он предполагает сбор и хранение свойств около 100 тысяч известных и предсказанных соединений для формирования своего рода «генома материалов». Таким образом, при необходимости найти вещество с заданными свойствами для конкретной работы: проводимость, твердость, эластичность, способность впитывать или отталкивать другие соединения и т. д., — будущие исследователи вместо того, чтобы пойти по пути Эдисона, укажут требуемые характеристики, и компьютер предоставит им список подходящих вариантов.

Некоторые из уже найденных материалов станут хорошей альтернативой кремнию при изготовлении более быстрых и мощных чипов для компьютера и лучших батарей. На эту роль вполне может претендовать графен — «чудо-материал» всего в один атом толщиной, открытый в 2004 году в Манчестерском университете. Ведется исследование и множества других наноматериалов. Они вызывают повышенный интерес еще и потому, что при организации материи на таком микроскопическом уровне в ней возникают совершенно необычные явления. С помощью современных технологий обработки можно превратить некоторые сыпучие материалы в наноматериалы, что позволит воспользоваться вновь возникшими их характеристиками или улучшить имеющиеся, будь то физические, химические, механические или оптические.

Подобные преобразования изменят не только производство продукции, но и жизнь людей. Более мощные аккумуляторы позволят создать широкий диапазон электромобилей и обеспечат более длительную работу множества мобильных устройств — от смартфонов до домашних роботов. Они также поспособствуют переходу к рынку энергии из возобновляемых источников путем сохранения ее в энергосистеме, а также в зданиях, самостоятельно генерирующих солнечную и ветряную энергию. Благодаря этому к 2050 году многие дома и предприятия перейдут на автономные электрические сети.

Мощные компьютеры нередко помогали ученым делать все новые открытия. Подобная ситуация сложилась и в области индустриализации. Все больше и больше продуктов будут начинать свой путь к потребителю в качестве виртуальных прототипов задолго до создания реальных физических объектов. Например, с помощью компьютера можно спроектировать новый автомобиль, уточнить параметры его двигателя и подвески, подобрать наилучшие аэродинамические характеристики. Используя виртуальную реальность, можно будет даже провести тест-драйв получившейся машины. Подобным же образом компьютеры могут быть использованы для проектирования и моделирования производственных систем, предназначенных для превращения виртуальных идей в реальность.

Печатный мир

Зачастую эта реальность будет означать не только модернизацию существующих методов производства, но и разработку совершенно новых. Наиболее перспективный процесс в этом отношении — аддитивное производство, известное многим под названием «3D-печать». Хотя она начала применяться еще в 1980-х, усовершенствованное аппаратное и программное обеспечение лишь в последние годы привело к созданию широкого спектра 3D-принтеров стоимостью менее 1000 долларов для любителей и более 1 млн долларов для специализированных инженерных приложений.

Сегодня эти машины используют десятки различных методов для печати предметов из самых разных материалов: пластика, стекла, металла, керамики и даже биологических веществ. Тем не менее фундаментальный принцип, лежащий в основе этой технологии, остается неизменным: наращивание слоев вместо их удаления путем разного рода обработки (как на традиционном производстве). При этом образуется меньше отходов, поскольку 3D-принтер накладывает материал только там, где это необходимо. Эти устройства могут воспроизводить и сложные формы, геометрию которых трудно или невозможно изготовить при помощи обычных инструментов, и даже структуры внутри твердого объекта (которые могут создаваться внутри внешних слоев с самого начала).

Поначалу 3D-печать использовалась в первую очередь для быстрого прототипирования, что по большей части предполагает изготовление вещи в одном экземпляре, причем за небольшой промежуток времени и дешево. Настраивать традиционные машины на заводе для того, чтобы сделать всего один экземпляр — дорогой и достаточно долгий процесс. С 3D-принтерами, управляемыми программным обеспечением, в этом отношении гораздо проще. Поэтому сегодня существует стабильная тенденция к тому, чтобы получать все больше конечных продуктов с помощью аддитивного производства (или прямой объемной цифровой печати).

Кое-кто считает, что в будущем в каждом доме появится 3D-принтер, позволяющий создавать необходимые изделия при помощи загруженного из Интернета ПО. В ближайшие полвека для всех, кроме любителей делать все своими руками, это останется лишь фантастической идеей. Тем не менее в будущем 3D-печать станет неотъемлемой частью массового производства. Консультант по вопросам индустрии Терри Волерс прогнозирует, что рынок 3D-печати вырастет с 6,7 млрд долларов в 2016 году до 1,13 трлн в 2040-м (рис. 10.1).

Некоторые крупные компании уже значительно продвинулись в организации аддитивного производства. Например, General Electric (GE) установила на своей фабрике в Оберне, штат Алабама, 3D-принтер стоимостью 50 млн долларов, «печатающий» топливные форсунки для нового реактивного двигателя LEAP из сплава кобальта, хрома и молибдена. Топливная форсунка — это сложная деталь, которая должна выдерживать чрезвычайно высокие температуру и давление. Обычно она делается из 20 различных компонентов, сваренных вместе. При производстве LEAP сопла печатаются единым блоком: путем добавления последовательных слоев материала в порошкообразной форме и выплавления необходимых форм с помощью управляемого компьютером лазера. Полученные топливные форсунки на 25 % легче и в пять раз долговечнее обычных. К 2020 году GE планирует печатать 100 тысяч топливных форсунок в год.

Компания Airbus также разработала собственный новый материал, названный Scalmalloy. Этот сплав алюминия, магния и скандия, и он, по мнению компании, будет особенно хорош для изготовления с помощью 3D-принтера более легких и высокопрочных деталей для самолетостроения.

Рис. 10.1. Аддитивное производство.

3D-печать, рыночная стоимость, млрд долларов

В Китае первый 3D-принтер уже пошел в массовое производство, за ним последует множество других. Ведущий тайваньский производитель электроники LITE-ON использует 3D-принтеры, изготовленные компанией Optomec из Альбукерке, штат Нью-Мексико, на фабрике в Гуанчжоу, где печать электронных схем осуществляется прямо внутри мобильных телефонов и другой потребительской электроники, вместо того, чтобы создавать эти компоненты по отдельности и собирать их в устройства с помощью робота или вручную.

Ассортимент подобной продукции растет. На одном конце шкалы находится Winsun — китайская компания, печатающая дома. С помощью экструзионной головки, очень похожей на ту, что используется для нанесения глазури на торт, из быстро высыхающей смеси цемента и переработанных строительных отходов создаются большие плиты, которые затем соединяются в здание. Более высокотехнологичный подход применяет Oak Ridge National Laboratory из Теннесси, которая совместно с архитектурной фирмой Skidmore, Owings and Merrill печатает строительные конструкции из материалов, включающих такие компоненты, как изоляция, воздушные и влагозащитные барьеры и наружная облицовка. Идея состоит в разработке безотходного процесса строительства.

На другом конце шкалы — Scrona, компания, созданная на базе Швейцарского технического университета. Она занимается 3D-печатью самых мелких объектов, для чего использует процесс под названием NanoDrip. В ходе последнего, как предполагает его название, построение микроскопических структур происходит из осадка, содержащегося в крошечных каплях жидкости в виде наночастиц размером около 100 нм (миллиардных частей метра). Подобным образом производятся невидимые невооруженным глазом серебряные или золотые проводники, делающие сенсорные экраны более чувствительными к движениям пальцев.

Добродетельная утилизация

Нанотехнологии позволят расширить возможности уже давно применяющихся в производстве материалов. Компания Modumetal из наноматериалов с помощью разновидности процесса электролитического осаждения, немного напоминающего гальванику, но сложнее, изготавливает облицовочные плиты для производства так называемых наноламинатов. Путем тщательного управления электрическим полем в жидкости создаются взвеси различных металлов, которые затем слоями осаждаются на поверхности предметов. Компания начала осуществлять антикоррозийное покрытие компонентов, используемых в газовой и нефтяной промышленности: по утверждению специалистов, такая защита почти в восемь раз эффективнее, чем при обычных способах обработки.

В будущем, по мнению Modumetal, можно будет не только покрывать поверхности конструкций слоями металлов, но и «выращивать» комплектующие из наноламинатов с использованием таких традиционных материалов, как сталь, цинк и алюминий. Кроме того, электролитический процесс может быть обращен вспять. Это означает, что по окончании срока службы наноламинированных компонентов, материал, использовавшийся для их производства, будет извлечен из них и использован снова.

По мере усложнения состава материалов их повторная переработка станет насущной необходимостью. Для демонтажа, например, различной электроники и восстановления содержащихся в ней материалов придется создавать новые методики. Автомобили, изготовленные из стали, и самолеты, произведенные из алюминия, сегодня относительно просты в переработке. Но в будущем этот процесс станет сложнее, поскольку для снижения веса в транспортных отраслях используется все больше углеродного волокна. Компании уже работают над тем, чтобы научиться перерабатывать его, в некоторых случаях измельчая и используя для производства некритичных компонентов, таких как панели, не подвергающиеся большим нагрузкам. Со временем придется перерабатывать все большее число аккумуляторов. Как известно, некоторые наночастицы токсичны, но ученые еще не в полной мере изучили долгосрочные эффекты их воздействия на окружающую среду. Наночастицы осаждаются на суше, а также смываются в реки и моря. Ежегодно в воду попадают тонны наночастиц используемого в солнцезащитных лосьонах диоксида титана.

Производители будут нести все более серьезную ответственность за так называемый жизненный цикл своей продукции — от добычи элементов, используемых для изготовления материалов, до того, где эти материалы окажутся в конечном итоге. Это также будет обусловлено коммерческими соображениями: некоторые используемые в производстве элементы являются редкими и дорогостоящими. Крупным бизнесом станет «городская добывающая промышленность», извлекающая из отслуживших свое гаджетов, электромобилей, аккумуляторов и бытовых товаров следовые количества таких материалов, как золото, серебро, неодим, иттрий и диспрозий. Компьютеры в очередной раз могут помочь компаниям смоделировать жизненные циклы их продукции, а также способы демонтажа и переработки.

Все это преобразит производственную цепочку, к которой мы привыкли за последнее столетие. По большей части сейчас это игра по принципу «и я тоже»: все фабрики используют примерно одинаковые основные материалы, методы и оборудование. Все это очень легко копируется. Поэтому применительно к товарам массового спроса масштаб производства и затраты на оплату труда имеют очень большое значение. В результате компаниям значительно выгоднее открывать заводы в странах с низкой стоимостью рабочей силы. К 2050 году многие производства, вынесенные таким образом за границу, будут возвращены на родину.

Возвращение производства

Это будет происходить по ряду причин. Прежде всего, новые материалы и новые технологии обеспечат большую гибкость производства. Компаниям придется размещать фабрики ближе к рынкам сбыта, чтобы иметь возможность лучше адаптировать свою продукцию к последним и, соответственно, гораздо быстрее реагировать на изменяющиеся тенденции.

По-прежнему очень большое значение будут иметь затраты на заработную плату. Однако в связи с автоматизацией неквалифицированной и однообразной работы это будет уже не столь важно, как сейчас. Многие изделия по-прежнему будут производиться за рубежом, но в основном речь лишь о специализированных областях, накопивших передовой опыт — как электроника в южном Китае, — а не о низкооплачиваемых потогонных конвейерах. Особенно это касается производства компонентов, таких как компьютерные чипы и другие электронные микросхемы. Однако при этом значительно возрастет количество заводов, где эти компоненты будут встраиваться в готовые изделия и, что самое главное, эти предприятия станут выпускать свою неповторимую продукцию.

Компании будут все чаще использовать уникальные производственные процессы, зачастую индивидуализированные под конкретные нужды и материалы. Множество фирм пойдут по стопам BMW, придумавшей свой собственный способ изготовления электромобилей, и GE, разработавшей собственные материалы и методы для печати топливных форсунок. Например, Nike тоже использует «вязание» изделий — процесс, называемый Flyknit. С его помощью на компьютерной вязальной машине, используя специальную микропряжу, можно связать пару кроссовок — вместо ручного шитья обуви из раскроенных деталей (такую работу в основном выполняют на заводах, расположенных в Азии). Автоматизированные вязальные станки Nike могут работать в любом месте (даже внутри обычных магазинов), производя персонализированные кроссовки на основании данных, полученных при сканировании стоп клиентов. Соперник Nike — компания Adidas — перенесла некоторые производства своих кроссовок обратно в Германию, выстроив новый высокоавтоматизированный завод рядом с Ансбахом.

Из-за уникальности материалов и процессов подпольные фирмы не смогут с прежней легкостью имитировать продукцию известных компаний. Зачастую «ноу-хау» компании является не сама технология, но связанные с ней тщательно разработанные процессы, а также талант их исполнителей. И это является еще одним фактором, способствующим возвращению производства домой: ему нужно находиться ближе к месту проживания людей, обладающих необходимыми для него навыками, особенно в областях дизайна, материаловедения, программного обеспечения и инженерии. Такие люди станут ценным активом и на заводах будущего станут пользоваться большим спросом. Дни темных сатанинских мельниц с нечеловеческими условиями труда, промасленной ветошью и спецодеждой сочтены. Великие будущие предприниматели будут действовать иначе.

11. Военные технологии: волшебство и асимметрия

Бенджамин Сазерленд

Запад будет выигрывать благодаря серьезным достижениям в области вооружений и информационных технологий, но это создаст и новые уязвимости, которые враги будут стремиться использовать.

Всего за два десятилетия расстояние, с которого западные снайперы попадают в цель, почти удвоилось, отмечает Том Гил, снайпер Армии обороны Израиля: недавно он застрелил человека более чем с 1800 метров. Оружие стало настолько хорошим, что точное попадание с такого расстояния уже не редкость. В 2009 году в Афганистане британский снайпер Крейг Харрисон уничтожил двух пулеметчиков-талибов с расстояния 2475 метров, что очень много. Пули летели почти шесть секунд.

В последние десятилетия подобные масштабные успехи были достигнуты в широком диапазоне военных технологий, но этот прогресс будет казаться ничтожным по сравнению с теми достижениями, которые должны появиться в ближайшие десятилетия. Некоторые изобретения принесут наибольшую пользу Западу, в основном (но не только) благодаря научному потенциалу в области обороны. Вместе с тем наиболее технологически продвинутым силам США и их союзников будут угрожать разработки других стран — Ирана и «ближайших соперников», Китая и России, — ограничивая области, в которых они могут действовать с достаточной безопасностью. Это серьезная проблема для Запада. В 2014 году Чак Хэйгел, тогдашний министр обороны США, предупредил: «Мы вступаем в эпоху, когда американское господство на морях, в небе и в космосе уже нельзя считать само собой разумеющимся». Следует добавить в этот список и киберпространство, — говорит базирующийся в Киеве советник НАТО Кеннет Гирс, изучающий «умопомрачительный прогресс» государственного и негосударственного потенциала России и Украины в области кибервойны.

Запад дважды преодолевал стратегическую угрозу своему военному господству. После того как Советский Союз и Китай впервые взорвали ядерные боезаряды в 1949 и 1964 гг. соответственно, США и их союзники в Западной Европе бросили все силы на развитие рыночной экономики, достаточно жизнеспособной для получения преимущества в инженерном деле и производственной базе, необходимых для создания превосходства в военной силе. К тому времени, как в конце 1960-х СССР начали догонять страны Запада, тот получил второе преимущество в виде вычислительной техники. Это привело к созданию более совершенных спутников-шпионов и управляемых бомб и ракет, продемонстрировавших свой разрушительный потенциал в ходе войны в Персидском заливе 1991 года. Но, по мере распространения компьютерных и спутниковых технологий, лидерство США снова выглядит неочевидным. Отсюда поиски третьего преимущества, успех которых отнюдь не гарантирован.

Созидательное разрушение

К середине XXI века снайперы станут еще эффективнее: элитные стрелки, скорее всего, будут стрелять управляемыми пулями. Министерство обороны США уже приступило к работе над пулей EXACTO со стабилизаторами, способной корректировать траекторию собственного полета. Освободившись от необходимости непосредственно наблюдать мишень, снайперы смогут производить весьма эффективные выстрелы, при которых пуля огибает препятствия. При этом достаточно будет указать цель оптической головке пули, а саму цель подсветить инфракрасным лазером, который при этом будет установлен на беспилотнике, находящемся вне досягаемости противника.

Управляемые пули обещают много неприятностей противнику, который не обладает подобным оружием. Технология значительно увеличит и дальность действия снайпера: дополнительное расстояние даст пулям больше времени для корректировки ошибок прицеливания или сноса пули ветром. «Представьте себе ущерб моральному духу противника, несущего потери от невидимого стрелка, причем находящегося так далеко, что его нельзя ликвидировать ответным огнем даже в случае обнаружения», — говорит Райан Иннис, до недавнего времени снайпер подразделения Корпуса морской пехоты США, воевавшего с пиратами в Восточной Африке.

Еще одним новшеством станет дополнительная защита пехотинца, убить которого в будущем станет сложнее. Сегодня пуленепробиваемые жилеты и каски защищают лишь 19 % поверхности тела, поскольку более основательная защита стала бы непрактично тяжелой. Но со временем снаряжение будет становиться легче, и солдаты будут защищены в большей степени. Усилия, предпринимаемые сегодня для изготовления гильз из полимеров, а не латуни, должны сократить вес боеприпасов на треть. Более того, защитные средства сами по себе станут легче. Инженеры научно-исследовательского института Moratex в Лодзи, Польша, работают над неньютоновской жидкостью, которая при ударе становится достаточно вязкой, чтобы остановить пулю. Это вещество позволит производить защиту, которая будет легче и гибче используемых сегодня кевлара и керамических плиток.

Некоторые элитные западные солдаты будут полностью закованы в пуленепробиваемые экзоскелеты. Один такой костюм «Железного человека», прототип которого проводит Командование специальных операций США и получивший название TALOS, должен будет интегрировать оружие, отслеживать состояние солдата и придавать ему сверхчеловеческие силы. Наконец, есть и вариант, при котором желающие уничтожить западных солдат столкнутся с разочарованием: их место все чаще начнут занимать роботы — в воздухе, на суше и на море.

Военная робототехника даже сейчас настолько хороша, что две американские оборонные компании (Boeing и Northrop Grumman) уже строят многоцелевые военные беспилотники — соответственно Х‐45 и Х‐47[11]. Этим беспилотникам не нужны экипажи, и они способны обеспечить большие боевую нагрузку, дальность и скрытность перемещений при тех же денежных вложениях, чем пилотируемые аппараты. В 2015 году тогдашний министр ВМФ США Рэй Мэйбус заявил, что F‐35 компании Lockheed Martin почти наверняка станет последним пилотируемым истребителем-бомбардировщиком, который он готов купить. К 2050 г. беспилотники будут самыми разными: от разведывательных летательных аппаратов размером с насекомое до более крупных ударных дронов или аппаратов снабжения, способных к автономному существованию в течение месяцев. Для этого они будут черпать энергию из окружающего мира, например сжигая листья и ветки.

Беспилотники и особенно автономные системы вооружения, по словам Мэйбуса, должны стать «новой нормой». Однако степень их независимости вызывает споры. Высшие военачальники считают, что решение об открытии огня должны принимать не роботы, а люди, «включенные в контур управления». Но уже существуют исключения. Например, это касается роботов, защищающих военные корабли от ракет, приближающихся слишком быстро для того, чтобы моряки успели среагировать. И что очень важно, уже разрабатывается программное обеспечение, закладывающее основу для расширения сферы самостоятельного принятия техникой решений об открытии огня.

Пентагон финансирует разработку «этичного» ПО. Эти программы будут запрашивать информацию из баз данных, чтобы определить, нарушает ли ракета, выпущенная с определенной позиции, общепринятые нормы ведения войны, скажем, не летит ли она на школьный двор в учебный день. Цель заключается в оказании помощи, а не в замене людей при принятии решений. Но, к сожалению, есть мнение, что Китай и Россия разрабатывают ПО для исключения человека из контура управления. Таким образом, ответственность за гибель людей станет «в высшей степени косвенной», говорит французский военный эксперт по робототехнической войне Эммануэль Гоффи. По его словам, это очень серьезная проблема: нельзя перекладывать ответственность за военные преступления на робота.

Автоматизированное будущее военных действий несет и другие серьезные проблемы. Когда машины заменят людей, некоторые вооруженные группы, разочарованные невозможностью добраться до солдат противника, могут перенацелиться на мирных жителей. Растущий потенциал роботов может побудить некоторые страны начать неразумные действия — если политики посчитают, что нападение, которое может начать без отправки солдат на враждескую территорию, связано с соблазнительно небольшим политическим риском.

Другая проблема — как долго Запад будет удерживать лидерство в военной робототехнике. Противник тоже не стоит на месте. В 2015 году вице-премьер России Дмитрий Рогозин заявил, что производитель военной техники «Уралвагонзавод» занялся переделкой своих танков «Т‐90» в роботы с дистанционным управлением. Последнее будет поручено солдатам с навыками видеогеймеров. А ранее он описывал будущее, в котором российская «армия, укомплектованная очкариками-ботаниками, полностью уничтожит силы красивых спортсменов, сражающихся на более низком технологическом уровне».

Изящно спроектированные огонь и сера

Больше всего западных стратегов беспокоят те технологии, которые в сочетании с ракетостроением приведут к развитию или импорту противниками высокоточных больших и малых ракет. Как сообщает информационное бюро Государственного совета Китая в документе о стратегии на 2015 год, «ускоряющийся переход армии к информатизации» приведет к появлению все более «точных, умных и незаметных» ракет, способных поражать отдаленные цели, в том числе, и это очень важно, морские.

В ближайшие десятилетия подобными технологиями завладеют в том числе и негосударственные группировки. Не располагающие спутниковой разведкой для мониторинга действий противника и выбора целей, они купят их просто для получения большей свободы действий. В конце концов, при наличии спроса в мире всегда найдется предложение. Например, компания ImageSat International, базирующаяся неподалеку от Тель-Авива, предлагает «разведку как услугу», и в частности, «спутниковую разведку в сжатые сроки».

К середине века Запад вполне может потерять монополию на высокоточные вооружения. Смогут ли западные державы создать некий комплекс, способный продолжать защищать свои танки, самолеты и военные корабли?

В этом может помочь так называемая электромагнитная броня. Оборонная Научно-техническая лаборатория Министерства обороны Великобритании надеется, что сброс электроэнергии из мощного конденсатора на броню в момент попадания или непосредственно перед ним способно резко снизить поражающее действие боеприпаса. Продолжится также работа над хитроумными, но весьма дорогостоящими системами отслеживания и уничтожения ракет на подлете. Несмотря на это распространение высокоточных управляемых ракет, обладающих большим поражающим действием, в этом случае дает преимущество пока что более слабому противнику.

Наиболее высоки ставки для ВМС США и свободного мира в целом, само существование которых зависит от сохранения военного превосходства. Китай, Россия и другие страны будут проектировать и экспортировать все более качественные ракеты. Можно ожидать, что особенно значительных успехов в ракетостроении добьется Иран, чем наверняка воспользуются его исламистские клиенты, включая «Хезболлу», ливанское ополчение и повстанцев-хуситов в Йемене. В рамках ядерной сделки 2015 года западные державы под давлением России договорились снять эмбарго на импорт и экспорт Ираном технологий для обычных вооружений и баллистических ракет в 2020 и 20 годах, соответственно.

Две современные управляемые ракеты дают представление о будущих возможностях в этой области. Российская крылатая ракета «Калибр», по кодификации НАТО «Sizzler» («Испепелитель»), мчится сотни километров над самой поверхностью воды в три раза быстрее скорости звука, огибает препятствия, уклоняется от мер противодействия и доставляет прямо внуть корпуса вражеского корабля 450 килограммов взрывчатки. Экспортные версии были проданы в Алжир, Китай, Индию, Вьетнам и, как подозревают некоторые наблюдатели, в Иран. Также можно приобрести пусковую установку на четыре такие ракеты, размещенную в стандартном морском контейнере — для незаметной установки на грузовом судне, поезде или автомобиле. DF‐21D — это китайская противокорабельная баллистическая ракета наземного базирования, которую называют еще «убийцей авианосцев». Впервые продемонстрированная во время парада в Пекине в 2015 году, она несет маневрирующие боевые блоки, снаряженные количеством взрывчатки, достаточным для уничтожения большого военного корабля, находящегося в радиусе 1500 км от места запуска.

Существование таких ракет заставило США «потратить значительные суммы» на сложный комплекс противоракетной обороны военных кораблей, считает бывший глава консультативной группы при министре военно-морских сил США Джерри Хендрикс. К 2050 году американские лазерные пушки будут сбивать подлетающие ракеты еще в 10 км от цели, считает директор по лазерному вооружению корпорации Boeing Дэвид Де Янг. По его словам, проданный американской армии демонстрационный образец лазерного оружия уничтожает минометные мины на гораздо меньшем расстоянии. Он также добавил, что страх перед ракетами типа DF‐21D сделал научные исследования в области «направленной энергии» (прозрачный намек на лазер) приоритетным направлением. Ракеты можно сбивать и летящими в пять раз быстрее скорости звука болванками, которыми стреляют рейлганы, большие рельсовые электромагнитные пушки.

«Но эффективность этих контрмер будет невелика, — считает Хендрикс, в чьи обязанности входило и прогнозирование. — Умные ракеты дальнего действия обещают превратить большую часть океана в ничейную территорию. Таким образом, США следует прекратить строительство авианосцев стоимостью в 13 млрд долларов, поскольку им будут угрожать ракеты с гораздо большим радиусом действия, чем у эскадрилий, которым поручено противодействовать пусковым установкам».

Бывший командующий Восточного командования Военно-морских сил Индии Премвир Дас говорит, что «наше представление об операциях на море полностью изменится». Особое значение приобретут подводные лодки, в первую очередь атомные. Растущая уязвимость надводных судов приведет к переносу операций флота в основном под воду, причем подводные лодки возьмут на себя новую для них задачу доставки элитных подразделений к месту дислокации; также возрастет значение беспилотных аппаратов, которые будут действовать на море, суше и в воздухе.

Однако даже самые лучшие подводные лодки не могут стать существенно тише, чем они есть сейчас. «Соответственно, по мере совершенствования сенсоров их будет легче обнаружить и потопить, — говорит бывший советник трех министров обороны США, а ныне руководитель аналитического центра „Center for Strategic and Budgetary Assessments“ в Вашингтоне Эндрю Крепиневич. — В результате преимущество, оказывающееся на стороне того, кто производит первый выстрел, еще больше возрастет». Это тревожно. В условиях нарастающей напряженности у стран, находящихся в технологически неблагоприятном положении, появится дополнительная мотивация для первого удара торпедами или ракетами, то есть потенциально для начала боевых действий, которых в противном случае можно было бы избежать.

Для того чтобы свободный мир сохранил военное преимущество, Запад должен каким-то образом компенсировать распространение мощных современных вооружений в среде бросающих ему вызов авторитарных и экстремистских сил. «Основные надежды возлагаются на искусственный интеллект, — считает Крепиневич, сегодня входящий в состав Совета по оборонной политике Пентагона. — Он не только позволит управлять автономными роботами, но и обеспечит интересные военные способы применения больших данных». В качестве иллюстрации эксперт вспоминает скорость обработки специалистами ВМС США подводных акустических сигналов во времена холодной войны. Она была настолько мала, что советская подводная лодка часто уходила еще до того, как ее заметили. «Алгоритмы, которые будут разработаны в будущем, смогут распознавать вражеские подводные лодки в режиме реального времени и на большом расстоянии», — говорит Крепиневич.

Но Западу, скорее всего, будет все труднее поддерживать военное превосходство, являющееся в основном следствием преимущества в вычислительной технике. Разработанные в западных университетах инновации быстро распространяются по миру. Прорыв в области компьютерных технологий используется в продукции, которую Apple и Intel продают всем желающим. Поскольку потребительские и промышленные расходы превышают те, что выделяются на военные нужды, технологический прогресс в оборонной промышленности будет все больше отставать от развития общедоступных компонентов и систем. Например, компания Boeing приобрела лазер для того самого прототипа оружия, который сбивал минометные мины, в свободной продаже.

Сражение идеологий

Запад обязан своим превосходством не только производимому им вооружению. Солдаты, выросшие в условиях западной либеральной демократии, имеют преимущество перед воспитанными теократией или авторитарным режимом. Людей западной цивилизации их образование учило самостоятельно принимать жизненно важные решения и исправлять последствия своих ошибок, и потому они, как правило, демонстрируют больший творческий потенциал и склонность к инновациям. Это выражается в большей способности к изменению тактики на поле боя таким образом, чтобы наилучшим образом воспользоваться неожиданно открывающимися возможностями, в отношении которых солдаты недемократических стран могут не иметь ни соответствующих рефлексов, ни даже разрешения действовать.

Разработчики программного обеспечения, прогнозирующего исход более или менее вероятных будущих сражений, называют это преимущество «инициативой». Изучая историю сражений между войсками, обладавшими такой инициативой (например, израильскими) и в массе своей ею не обладавшими, специалисты разработали алгоритмы, выражающие это преимущество численно, причем для разных сценариев конфликта. Зачастую разница значительна.

Это преимущество будет увеличиваться по мере прогресса в робототехнике и связи. Причина состоит в том, что указанные технологии увеличат количество и качество информации о тактической обстановке, поступающей к бойцам, а западные солдаты в силу своего воспитания лучше обучены ее интерпретировать, и это отличие носит решающий характер. Образование в демократических государствах стимулирует творческий подход к решению задач, а своевременное поступление тактической информации его упрощает, будь то вероятность загрязнения колодца после дождя или анализ мотивов лидера городской толпы в отношении того, чтобы подогреть недовольство властями.

Очень полезно, что люди на Западе обычно получают для дальнейшей обработки информацию, не искаженную предварительно тоталитарным режимом в своих целях и не контролируемую им. Ограничение автократией личных свобод с целью сохранения своей власти неизбежно приводит к тому, что у ее солдат ослаблено критическое мышление и связанная с ним способность находить нестандартные решения, говорит Питер Кубеленс, в прошлом — директор Службы военной разведки и безопасности Нидерландов. Этот разрыв будет только увеличиваться, добавляет он, по мере того как новые технологии делают победу в бою все менее вопросом слепого подчинения приказам, и все более — вопросом умелого использования разведывательной информации и высокоточного оружия.

Здесь успех или неудача будет в значительной степени зависеть от того, насколько Запад сможет воспользоваться преимуществом, предоставляемым его культурой. «Чтобы получить от него максимальную отдачу, Соединенные Штаты разрабатывают алгоритмы, призванные определить, каким образом распределять разведывательную информацию между бойцами», — говорит Дэвид Шедд, еще совсем недавно исполнявший обязанности директора Разведывательного управления Министерства обороны США. Автоматическая отправка солдатам того или иного фрагмента тактической информации освобождает их от необходимости размышлять в бою, какая информация могла бы быть полезна в конкретной обстановке, а потом извлекать ее из обширных баз данных. «Для этого будут разработаны, — добавляет он, — развитые технологии визуализации». До 2050 г. западные солдаты получат возможность считывать тактическую информацию, не отводя глаз от поля боя. Необходимые для этого средства визуализации, не использующие дисплеев, уже разрабатываются.

Некоторые специалисты полагают, что к середине столетия лазеры, установленные в специальных очках, смогут сканировать поле боя и проецировать результаты прямо на сетчатку глаза солдата. Другие же, включая американскую компанию Avegant, считают более многообещающей технологией чипы, оснащенные микроскопическими вращающимися зеркалами, при помощи которых создаваемое светодиодами цветное изображение проецируется на сетчатку глаза пользователя. Avegant предлагает очки виртуальной реальности Glyph, в которых используются два чипа, оснащенные более чем 1,8 млн зеркал каждый. Эти зеркала, всего по 5 микрон в поперечнике, колеблются с частотой как минимум 3600 раз в секунду и создают изображение, словно висящее в воздухе перед пользователем, не заслоняя при этом окружающие предметы. Основатель компании, Эдвард Тан, предсказывает создание системы дополненной реальности, способной проецировать соответствующую тактическую информацию на тот предмет, на который боец смотрит в данный момент.

«Добиться такого прогресса технологии будет непросто», — считает Джеймс Герц, глава службы материально-технического снабжения Командования специальных операций США. Проецировать разведывательную информацию непосредственно на объекты на поле боя, к которым она относится, означало бы предоставлять «полезную, тактически необходимую информацию именно там и тогда, где она нужна, а для нас это все равно, что Святой Грааль», — говорит он. Условные значки, обозначающие места предполагаемой засады боевиков, или же места предыдущих взрывов самодельных устройств будут словно парить в воздухе перед бойцом, когда он продвигается вперед или поворачивает голову. Основная идея этих усовершенствований, по его словам, — максимально использовать преимущество американских солдат в скорости адаптации к быстро меняющимся условиям.

Превосходство в небесных сферах

Чтобы обеспечить первенство, основанное на обработке данных, потребуются спутники для сбора и передачи информации. Но уже сейчас Китай и Россия, как и США, способны наносить удары по спутникам. «До 2050 года еще по меньшей мере 16 стран приобретут подобное вооружение», — считает сотрудник Министерства обороны Бельгии, ранее бывший главным военным координатором страны по вопросам космоса, Эрвин Дюамель. В этот список, по его мнению, войдут Бразилия, Индия, Иран, Нигерия, Пакистан, Южная Африка, Турция, Вьетнам и — если ее режим выживет — Северная Корея.

Сегодняшние крупные спутники размером со средний грузовик будут заменены созвездиями небольших аппаратов, объединенных в сеть, уничтожать которые будет сложнее и дороже. Так считает Деннис Гег из Германского центра авиации и космонавтики — правительственного учреждения в Кельне, занимающегося автоматическими космическими аппаратами. Несколько держав, в том числе США и Франция, будут развивать способность быстро строить и запускать небольшие, легкозаменяемые спутники для чрезвычайных ситуаций. Исследования, проведенные французской компанией Dassault, свидетельствуют о том, что Франция надеется запускать небольшие спутники с модифицированного реактивного истребителя, базирующегося на авианосце.

«Тем не менее даже к 2050 году спутники будет легче уничтожить, чем защитить или заменить, особенно если остатки сбитого спутника запустят цепную реакцию», — говорит Гег. Он считает, что заинтересованность всех стран в ограничении количества обломков на околоземной орбите должна предотвратить атаки на спутники. Есть и менее оптимистичные мнения. Станет ли кто-либо в ходе кровопролитной войны, оказавшись на грани краха, проявлять почтение к глобальным ценностям?

Джордж Фридман, основатель компании Stratfor, осуществляющей консультирование по вопросам геополитики, полагает, что США будут вооружать свои спутники заградительными ракетами, способными уничтожать приближающиеся самолеты-перехватчики и противоспутниковые лазерные установки. Со временем, по его мнению, эти спутники превратятся в «Боевые Звезды» с наступательным арсеналом, способные вести войну из космоса. Вынеся «господствующие высоты» за пределы досягаемости многих противников, они теоретически дали бы США и их союзникам новые существенные преимущества.

Однако некоторые военные аналитики полагают, что будущие войны скорее перейдут в киберпространство, чем в космос. «Боевые Звезды» не будут особенно значимы для страны, способной потерять контроль над своими компьютерными сетями. Кибернетическая атака может стать более серьезной проблемой, чем космическая. Кто позаботится о ваших самолетах, если вам отключат электричество, ваше имя будет стерто, а деньги исчезнут?

Такая перспектива, безусловно, звучит пугающе. Отчасти потому, что будущий мир, уязвимый для атак «логическими бомбами», предоставит асимметричное преимущество негосударственным формированиям, которые сложно не только держать под контролем, но даже идентифицировать. Возможно, кибернетическое оружие откроет дорогу будущему, в котором конфликты окажутся менее разрушительными?

В последнее время, как правило, технологический прогресс делает войну менее кровавой. Поскольку растущая избирательность ударов позволяет точечно уничтожать важные вражеские системы или специалистов, необходимых для их эксплуатации, становится возможным сокращение числа обычных пехотинцев. В 2003 году вооруженные силы США всего за три недели победили иракскую армию численностью в 380 тысяч человек, при этом потери Ирака составили менее 11 тысяч солдат. Напротив, ирано-иракская война, в которой были задействованы устаревшие технологии 1980-х годов, продолжалась восемь лет — при этом погибло по меньшей мере 250 тысяч иракцев и, по разным оценкам, до 1 млн иранцев. Кибервооружение, скорее всего, лишь усилит эту тенденцию. Зачем убивать людей, если отключение их компьютеров приводит к тому же военному результату?

Развитие цифрового оружия будет ускоряться. Эксперт по кибервойне из агентства оборонных исследований Министерства обороны Швеции Дэвид Линдал считает, что секретные службы уже начали создание цифровых вирусов, которые будут попадать в компьютеры, даже отключенные от любой сети, посредством тщательно рассчитанных импульсов радио- или микроволн. Пока, однако, никто не знает, удастся ли сохранять жизни людей при подобном способе ведения войны. Так, например, обнаруженному в 2010 году вирусу Stuxnet, который был разработан, вероятно, США совместно с Израилем, чтобы остановить усилия Ирана по обогащению урана, удалось лишь «в некоторой степени» воспрепятствовать нежелательному развитию событий.

Известные неизвестные

В любом случае к 2050 году впечатляющие достижения в военной технике могут стать лишь частью происходящего. Израильский военный историк Мартин ван Крефельд беспокоится о другой стороне технологического прогресса. По его словам, многие сложные военные разработки Запада все чаще служат опасной заменой воли к борьбе, о чем свидетельствует слабое сопротивление Исламскому государству в Ираке, Сирии и Ливии. Так было и раньше. «Декадентская, упадочная Римская империя прикладывала больше усилий для создания технически совершенных катапульт, чем для реальной борьбы с варварами», — говорит Ван Крефельд.

12. Персональные технологии становятся действительно личными

Лео Мирани

По мере все более тесного переплетения реального и виртуального миров, цифровые технологии начинают все глубже проникать в нашу жизнь и — вполне возможно — в наши тела.

Всего 20 лет назад даже самые восторженные энтузиасты новых технологий в основном проводили время вне Сети. Подключение к Интернету означало выход в Интернет, так же, как в деревне брали ведра и шли к колодцу за водой. Чтобы выйти в Сеть, пользователи набирали определенный телефонный номер с помощью модема, установленного рядом с большим системным блоком настольного компьютера, и терпеливо ожидали соединения. Сегодня в богатых странах мира Интернет объемлет все, что нас окружает. Доступ в него и мобильная связь действуют повсеместно, и для этого теперь не нужны провода. Переход от привычного офлайн-мира к привычному же онлайн-миру сегодня практически незаметен. Это как водопровод: на него обращают внимание, только когда отключают воду.

Нечто подобное произойдет в течение ближайших нескольких десятилетий со всеми устройствами, служащими шлюзами между нами и Интернетом. Они исчезнут. Сидение за столом перед компьютером или со смартфоном будет казаться старомодным, напоминая о временах подключения к Интернету вручную. Из лексикона уйдет само слово «компьютер». Когда все вокруг вас способно действовать как он, зачем заводить отдельное устройство?

Это изменение будет обусловлено гигантским прогрессом в области виртуальной и дополненной реальностей, а также семейства связанных с ними технологий, которые позволят нам взаимодействовать с облаком (или, возможно, к тому времени оно станет называться «миром»?). Это изменит поведение человека больше, чем появление смартфонов и интернета. Персональные технологии наконец-то станут действительно личными.

Виртуальная реальность

Начнем с виртуальной реальности. Самое замечательное в ней то, что делает ее уникальным явлением в богатой истории человеческого общения — эффект «присутствия». Это глубокое, интуитивное ощущение «сопричастности». Те, кто опробовал виртуальную реальность, говорят, что они как будто побывали в определенном месте, а не просто видели его на экране. В 2017 году это внушало чувство благоговения. К 2050 году это станет вполне обыденным явлением.

Каковы преимущества перемещения в другое место «здесь и сейчас»? Первый вариант применения — развлечения. Еще до 2050 года люди в западном мире начнут посещать концерты и спортивные события, не вставая со своего дивана. Да и площадки под эти мероприятия отводить не придется. Так же, как 3D-фильмы стоят чуть дороже своих 2D-версий, цена на развлечения в виртуальной реальности будет достаточно приемлемой для тех, кто уже платит за ТВ-каналы, а также за билеты на спортивные и другие мероприятия. Не говоря уж о том, что чем больше людей начут использовать виртуальную реальность, тем ниже станут цены на связанные с ней устройства.

Причем уменьшаться будет не только стоимость, но и вес. Первые установки виртуальной реальности, изобретенные пионером в этой области VPL Research, были огромными и громоздкими костюмами с громоздкими пучками проводов, цифровыми перчатками и тяжелой гарнитурой. Выглядело это как механический осьминог на голове. (Более поздняя, уменьшенная версия — EyePhone — стоила около 9000 долларов.) Сегодня они продаются в двух видах. Самый простой вариант — подставка, в которую вставляется смартфон: например, Samsung’s Gear VR или Google’s Cardboard. Другой тип представлен PlayStation VR, Oculus Rift или HTC Vive. Здесь есть встроенные дисплеи, но эти устройства работают на внешних вычислительных мощностях (обычно в виде компьютерной или игровой консоли). Можно с уверенностью сказать, что к 2050 году даже самым требовательным устройствам не понадобятся внешних процессоров, и они станут легче и меньше существующих сегодня.

Вторым применением виртуальной реальности являются компьютерные игры. Геймерам всегда требовались более быстрые процессоры, улучшенные экраны и более надежные соединения. Они с радостью платят большие суммы за привилегию находиться на переднем крае технологий. Ничего не изменится и в случае с виртуальной реальностью: именно геймеры создадут исходный рынок для новых продуктов и обеспечат производителям достоверную выборку пользователей, на которой те смогут тестировать новые идеи. Через 32 года после первого выпуска Tetris компьютерные игры стали невероятно реалистичными и сложными, а их компьютерная графика по величине бюджета конкурирует с боевиками о супергероях. 2050 год — это еще 32 года, а компьютерная графика совершенствуется все быстрее.

Эти легкие победы приведут к более полезному использованию VR: врачи смогут обследовать пациентов на расстоянии, дети с ослабленной иммунной системой — посещать школу, службы контроля качества на заводах — проверять продукцию с помощью дистанционных роботов, военные — тренироваться на незнакомой территории, а бизнесмены — проводить деловые переговоры, на которых участники смогут увидеть любое малейшее движение друг друга. Список можно продолжать долго.

Подумайте обо всем этом, и вам станет очевидно, что разработка VR действительно необходима. Программа Chalktalk, созданная Кеном Перлином из Нью-Йоркского университета, показывает один возможный вариант будущего. Chalktalk — это виртуальная площадка, на которой пользователи могут рисовать все, что угодно: фигуры, графики, компьютерный код, математические уравнения, так же, как на доске. Разница в том, что фигуры становятся трехмерными объектами, уравнения работают, код компилируется. В качестве примера Перлин нарисовал маятник, и тот начал качаться. Колебания отражались на нарисованном тут же графике. В другой раз он изобразил диаграмму, развернувшуюся в 3D, а матрица из логарифмов влияла на кривые. В-третьем случае он нарисовал вазу, искусно совершенствуя рисунок до тех пор, пока он не стал идеальным изображением 3D-объекта. В будущем, всего через 10 или 20 лет, кофе вам сможет напечатать 3D-принтер.

Дополненный мир

Если эффект присутствия делает виртуальную реальность столь уникальным и мощным явлением, он же и ограничивает его. И здесь на помощь приходит дополненная реальность. Если виртуальная реальность представляет собой присутствие в конкретном пространстве, где вы не врежетесь в стены или журнальные столики, то дополненная реальность создана для внешнего мира. Другими словами, дополненная реальность — это то же самое для смартфонов, что виртуальная — для настольных компьютеров.

В существующих технологиях уже имеются первые предвестники дополненной реальности. Пилоты в течение многих лет используют дисплеи, проецирующие данные на стекло летного шлема. Подобные проекторы для лобовых стекол все чаще встречаются в автомобилях. Но это самая примитивная форма дополненной реальности. Немного более продвинутая версия — очки Google Glass, отображающие информацию на своих стеклах. Правда, там виден только небольшой прямоугольный экран, ненамного лучше дисплея в смартфоне. Magic Leap, ревностно оберегающий свои тайны стартап из Флориды, пошел еще дальше: его технология показывает 3D-объекты, имеющие какое-то отношение к окружающим их предметам. Есть еще одна новинка, например, на реальный мир вместо полезной информации накладывается модель Солнечной системы. Именно это делает дополненную реальность сложнее, чем виртуальная: очки должны не только отображать данные, но также разметить и изучить физический мир, оценивать глубину и расстояние, сжимать и перерабатывать информацию для того, чтобы определить, куда направлены очки, и расположить все предметы там, где они действительно находятся.

К 2050 году это станет нормой. В развитых обществах очки дополненной реальности заменят смартфоны у всех, кроме самых отъявленных технофобов. Маршруты больше не будут отображаться в виде синих линий на плоских экранах смартфонов, вместо этого они будут нарисованы прямо поверх ближайших улиц. Меню ресторана станет ненужным: пройдите мимо кафе, и на экране очков появится все, что вам здесь могут предложить. Разговоры с иностранцами будут синхронно переводиться. Сантехники останутся без работы, поскольку подробные визуальные инструкции по прочистке засоренной раковины будут выводиться поверх нее. Автобусам не нужно будет отображать информацию: ваши очки покажут вам номер, остановки, маршрут и ожидаемое время прибытия на языке по вашему выбору. Вы больше никогда не забудете имя, равно как и все остальное, что вы знаете о человеке, с которым вы разговариваете, поскольку вся информация о нем будет мигать на экране очков. Магазинам больше не будут нужны вывески. Муниципальные органы смогут убрать дорожную разметку и знаки, портящие вид города.

Визуальный хаос начала XXI века будет заменен девственной средой, в которой мы будем видеть лишь то, что нам нужно — и ничего больше. Мы также сможем решить, какой степени близости к реальности хотим добиться. Самого полного? Или как можно меньшего? При желании мы могли бы целыми днями бродить по своему городу, который бы выглядел таким, каким он был в XIV веке, при этом оставаясь человеком XXI века. Так же как нет двух одинаковых смартфонов и у каждого пользователя имеется свой набор приложений, ярлыков и контактов, так и окружающий мир для каждого из нас будет выглядеть по-разному.

Если это звучит надуманно, представьте себе, что многие газеты перестанут издаваться в виде печатных изданий, лондонские автобусы — принимать к оплате наличные, а по улицам будут ездить такси без внешних опознавательных знаков, эти машины можно будет вызвать только с помощью специального приложения (и они будут недоступны для тех, у кого нет смартфона). И вспомните, что все это произошло в течение десятилетия после выпуска первого iPhone.

Почему теперь все будет иначе

Появление виртуальной реальности предсказывалось минимум четверть века назад. Последняя волна возбуждения по этому поводу — в значительной степени спровоцированная покупкой компанией Facebook связанного с виртуальной реальностью стартапа Oculus в 2014 году за 2 млрд долларов, — напоминает оптимизм начала 1990-х. Но есть основания полагать, что на этот раз все будет иначе.

Во-первых, сегодня компьютерами пользуются в разы больше людей. Соответственно, выросло и число людей, готовых купить самую новую разработку. Во-вторых, ее стоимость невелика. Если в 1990 году прототип гарнитуры с виртуальной реальностью стоил почти 10 тысяч долларов, то в 2016-м Oculus Rift — 599. Менее чем за 10 лет цена, скорее всего, упадет на порядок. Таким образом, к 2050 году девайс окажется достаточно дешевым, чтобы распространиться по всему миру, а не остаться привилегией лишь богатых стран. В-третьих, виртуальная больше не является областью, понятной только энтузиастам из Кремниевой долины — она стала технологией, контент для которой готовят все крупные развлекательные компании. Все больше и больше кинофестивалей предусматривают номинацию «Виртуальная реальность». Производители видеоигр выпускают игры в ней. В начале 1990-х руководители студий только начинали осваивать новые технологии. «Куда спешить? — спрашивали они, — вспоминает Ник Демартино, в свое время возглавлявший технологическую студию в Американском институте киноискусства. — А сегодня они уже боятся не поспеть за прогрессом».

Четвертая причина для оптимизма заключается в том, что технология виртуальной реальности усовершенствовалась настолько, что вполне разумно предположить ее готовность быстро и бурно развиваться. Интернет есть везде, вычислительные мощности стоят дешево и их много, дисплеи высокого разрешения существуют уже много лет.

Но для того чтобы виртуальная реальность реализовала весь свой потенциал, технологии должны двигаться вперед: как постепенно, так и большими скачками.

Сначала будут происходить постепенные улучшения. Операторы связи уже участвуют в гонке, стремясь первыми предложить мобильные сети пятого поколения 5G. Подавляющее большинство стран мира пользуется мобильным широкополосным доступом третьего или четвертого поколения (3G или 4G/LTE), которые передают данные в десятки раз быстрее предшественников (G означает «поколение»). Следующая версия — 5G — будет в 10–100 раз быстрее, чем 4G/LTE, причем в комплекте с ней будут поставляться и другие улучшения, включая одновременную поддержку множества устройств и чрезвычайно низкую задержку (время, затраченное на передачу данных). Высокоскоростные соединения важны не только для быстрого доступа к информации, но и для подключения к вычислительной мощности. Поскольку закон Мура постепенно перестает действовать (глава 4), вычисления будут перенесены в облако. Чтобы стать реальностью, легкие очки с дополненной реальностью должны будут иметь постоянное соединение с мощными удаленными компьютерами.

Необходимо будет усовершенствовать и другие технологии. Дисплей станет легче, его пиксели — меньшими и плотнее расположенными, а компьютерная графика будет включать все больше полигонов. Возможность этого сегодня не вызывает сомнений, вопрос лишь во времени. Разработка этих технологий уже идет полным ходом.

Некоторым технологиям только предстоит достигнуть зрелости. В современном смартфоне скрыто около десятка сенсоров. Но вскоре это число в различной технике взрывообразно увеличится — как внутри, так и снаружи. Мир окажется напичкан крошечными сенсорами, чтобы наши новые устройства знали, где они находятся, на что смотрят, ощущали пространство и глубину. Это проще представить на примере помещения. В гостиных или офисах установят датчики и 3D-проекторы. Дискретные устройства могут проецировать реалистичные объекты или аватары людей, в то время как датчики — отслеживать наши движения и их взаимодействия. И это тоже дело не слишком далекого будущего: бесконтактный сенсорный игровой контроллер Microsoft Kinect уже сейчас способен чувствовать движение.

Не менее важны достижения в области искусственного интеллекта и машинного обучения. Один человек с устройством дополненной реальности гораздо менее полезен, чем 100 млн: шаблоны использования и поведения огромного количества пользователей могут быть проанализированы для улучшения технологий, позволяющих машинам понять, чего люди ожидают, когда смотрят на что-то или определенным образом наклоняют голову.

Гигантский скачок вперед

В более отдаленном будущем произойдет значительный рывок вперед: к 2050 году виртуальная и дополненная реальность сольются так, что переход между ними станет незаметным. Мы можем экспериментировать с такими вещами, как браслеты с сенсорами или одежда с вплетенными в нее электронными сетями. Со временем технология все ближе подбирается к нашим телам — в конце концов будет найден способ проникнуть внутрь них. Начало положили контактные линзы. Связанная с ними технология уже существует, правда, пока только в рудиментарной форме. Но в 2016 году компания Samsung подала заявку на патент на умные контактные линзы.

От них совсем недалеко до такой простой операции, как замена хрусталика глаза на его технологически более совершенную версию, возможно, она будет проводиться сразу после рождения. Продолжая абстрактное теоретизирование, подумаем, почему бы не заменить сразу все глазное яблоко на такое, которое включало бы в себя все необходимое для работы средств дополненной реальности? По мере того, как люди начнут все больше привыкать к идее имплантации, технологические решения будут все глубже проникать в их тела и, возможно, все завершится имплантацией мозга.

Все это позволяет нам получать информацию. Но как передавать ее? В фильме режиссера Стивена Спилберга «Особое мнение», вышедшем в 2002 году и основанном на рассказе Филипа К. Дика, изображалось будущее, в котором компьютеры представляли собой сенсорные стеклянные панели размером во всю стену. Управлялись они прикосновениями и жестами. Сегодня это реализовано: сенсорный экран стал естественной формой ввода информации. Овладеть ею могут даже младенцы. Дейл Херигстад, «продвинутый консультант по взаимодействию» и один из работавших над футуристическим обликом фильма, думает, что зашел недостаточно далеко. Зачем нужны большие экраны, если достаточно хорошим холстом является пустое пространство, куда отлично можно проецировать любые формы?

К 2050 году чем-то архаичным будут казаться не только нынешние, но и идея стучать пальцами по клавиатуре. Google разрабатывает приложение под названием Project Soli, для ощущения движения пальцев использущее радар. Идея заключается в том, что естественные действия — такие, как поворот рукоятки или нажатие кнопки — могут быть имитированы без необходимости касаться реальных рукояток и кнопок. Херигстад считает, что будет создано что-то похожее на язык жестов: целые новые грамматики и словари для общения с машинами, языки, которые будут ощущаться так же естественно, как движение пальца на экране смартфона (последнего, кстати, всего 10 лет назад тоже не существовало).

Или, возможно, к 2050 году будут разработаны системы, которые позволят машинам заглянуть прямо к нам в мозг и считать его электрические колебания. Эта идея не так фантастична, как кажется. По крайней мере уже создана одна компания — Emotiv, — которая займется изучением возможностей того, что она называет «интерфейсом мозгом-компьютера». Гораздо раньше мы сможем управлять предметами, просто глядя на них и моргая. Подобная технология пока находится лишь в начальной фазе разработки, но уже есть некоторые осязаемые результаты.

Помимо отображения и ввода существует и третий, не менее важный аспект виртуальной реальности: тактильная (или физическая) обратная связь. Прикосновение к экрану смартфона возможно из-за противодействия жесткого листа стекла. Рисование фигур в воздухе может работать благодаря визуальным подсказкам. Но как реализовать движения, требующие физических ощущений, например пожатие руки? А 10–20 лет назад ответом могли быть только технологичные перчатки. Но в будущем все будет намного лучше. Пионер виртуальной реальности Нонни де ла Пенья считает, что в этой ситуации можно использовать звук, который нельзя услышать.

Последний передается с помощью волн и, как может подтвердить любой человек, когда-либо присутствовавший на рок-концерте, можно почувствовать, как в толпе пульсируют басы. Звуковые волны нужной частоты, посланные под правильным углом, могут обеспечить ощущение прикосновения к чему-то, рукопожатия с виртуальным другом, находящимся в нескольких тысячах километрах.

Ни одна из этих систем не будет хорошо работать сама по себе. Но, совместно друг с другом и с неизвестными пока технологиями, станет основой мира, в котором компьютеры перестанут существовать как предметы. Вместо этого они будут везде, в том числе и внутри нас.

Негде скрыться

Чтобы наслаждаться этим будущим, обществу придется пойти на определенные компромиссы. Первый — постоянное, почти абсолютное наблюдение. Сегодня данные, собранные вашим смартфоном, уже могут сказать о вас больше, чем знают ваши партнер или мать. С помощью базы данных GPS-слежения, датчиков движения и журналов вызовов есть возможность нарисовать полную картину вашей повседневной деятельности. Добавьте к этому просмотр социальных сетей и истории поиска, и в результате ваш смартфон может знать вас лучше, чем вы знаете самого себя.

Но есть еще кое-что, чего машины о вас не знают. Виртуальная реальность может это изменить. Компании, производящие эти устройства, будут получать информацию о каждом повороте вашей шеи, каждом моргании, каждой реакции на любой стимул. При развитии дополненной реальности это будет происходить еще активнее: разработчики смогут увидеть все, что видите вы. Они в буквальном смысле смогут видеть мир вашими глазами.

Компании заявляют, что у них нет выбора, поскольку эти данные формируют основу, на которой работает сервис и, кроме того, помогают улучшить его. Они отмечают, что люди не имеют доступа к этой информации — только машины и алгоритмы. Но это не делает ситуацию более приятной. Кроме того, доступ к ней неизбежно захотят получить правительства: она будет слишком ценной, чтобы добровольно отказаться от нее.

Современные пользователи смартфонов и бесплатных веб-сервисов показали, что готовы отказаться от некоторой степени конфиденциальности в обмен на удобство. Они понимают: их данные будут использоваться для получения прибыли — например, посредством целевой рекламы, — но не для отслеживания их передвижений. До тех пор пока ситуация будет оставаться неизменной, она вряд ли обеспокоит обычных потребителей.

Но будущее потребует создания более серьезной защиты, чем существующая сегодня. Есть надежда, что регулирующие, правовые и исполнительные органы смогут удержать контроль над крупными корпорациями, а также над особо ушлыми государственными учреждениями. Тем не менее набирает обороты дискуссия, толчок к которой в 2013 году дал Эдвард Сноуден[12], и обе стороны — разработчики и чиновники — высказались против чрезмерно активного сбора данных государствами. Вместе с тем антимонопольные ведомства по всему миру внимательно следят за крупными технологическими компаниями.

Вторая проблема заключается в том, что корпорации навсегда займут место посредников между нами и окружающим нас миром. Судя по нынешнему состоянию потребительских технологий, это будет небольшая горстка фирм, которые будут доминировать в бизнесе виртуальной и дополненной реальности. Каждый разработчик будет находиться под их контролем, каждый потребитель должен будет согласиться с их условиями. Их взгляды на приемлемость поведения и контента (с учетом культур, которые они представляют, и адвокатов, которые хотят ограничить их ответственность) станут основой нашего взаимодействия с миром. Так же, как они могут заставить что-либо исчезнуть из результатов поиска или из социальных сетей, дополненная реальность может дать возможность этим компаниям убирать людей и предметы из вашего мира — в реальности они будут оставаться на прежнем месте, но вы просто не сможете видеть их. Люди, не соблюдающие навязанные этими компаниями правила, могут оказаться выброшенными из мира виртуальной реальности. Принципы развития виртуальной реальности сильно отличаются от происходившего с Интернетом. В то время, как Сеть была построена на открытости и опиралась на убеждение о том, что любой человек должен иметь к ней доступ, а также право публиковаться и ссылаться друг на друга, в виртуальной реальности доминируют крупные компании, стремящиеся действовать в рамках идеологии закрытых экосистем.

Общество должно будет придумать способы контроля этих компаний, возможно, путем закрепления новых прав. Сегодня, если Facebook или Google блокирует аккаунт, его владелец мало что может сделать. Но по мере того, как наше онлайн-отражение обретает все более четкую форму, вопрос о том, кто обладает правами на наших виртуальных двойников, будет становиться все более актуальным. Станет ли согласие на условия компании отказом от самостоятельной виртуальной жизни? Или фирмы должны будут позволить пользователям свободно импортировать и экспортировать свои данные? Последнее кажется более вероятным. Другие права также являются предметом бурных дискуссий. Есть ли у вас право видеть мир непосредственно, невооруженным глазом? Ведь это противоречит правам других людей заблокировать вас или остаться скрытым от чужих взглядов? Для создания мира, основанного на виртуальной и дополненной реальности, ответить на эти вопросы нужно как можно скорее.

Третья проблема — защищенность. Несмотря на долгие годы напряженной работы, компьютерная безопасность далека от идеальной. Опытный хакер может взломать даже самые надежные системы. Вполне возможно, к 2050 году надежное, должным образом реализованное шифрование станет обычным делом, пароли уйдут в прошлое и для того, чтобы взломать защиту, потребуется мощь целого государства. За заметным исключением Yahoo, крупнейшие технологические компании продемонстрировали желание заняться решением этой задачи: примечательно, что Facebook, Google, Amazon и Apple удивительно мало страдают от хакерских атак.

Последняя проблема, пожалуй, наименее тревожная. Пессимисты предсказывают, что виртуальная реальность сделает мир местом, где каждый живет в абсолютном одиночестве, где люди погружаются в свои личные виртуальные миры, полностью оторвавшись от окружающей их реальности. «Виртуальная реальность погубит мозги наших детей», — говорят они. Но эти страхи не новы: стоит вспомнить социальные сети, видеоигры, телевидение и рок-музыку XX века, появление печатного станка в XVI веке и даже просто записывание речи учителя во времена Сократа (по крайней мере, если верить Платону).

Люди пожилого возраста жалуются, что дети сегодня все свое время проводят, уставившись в экраны смартфонов. Но ведь юное поколение использует свои устройства для взаимодействия с окружающим миром — фотографирует своих друзей, описывает в WhatsApp то, что видит, наблюдая за жизнью во всем ее разнообразии, а не бродит по выдуманным мирам. И пускай технологии меняются — люди остаются все теми же. А это означает, что мы всегда будем хотеть взаимодействовать с реальным миром.

Примечание

В дополнение к упомянутым в тексте я хотел бы поблагодарить следующих людей за понимание и за то, что они согласились щедро потратить на меня свое время: Джастина Хендрикса, Джанет Мюррей, Аластера Рейнольдса, Марка Скварека и Сашку Анселд.

Часть 3 Мегатехнологии и общество

13. Этика искусственного интеллекта

Лучано Флориди

Угроза захвата машинами власти над над человечеством — не более чем плод воображения. Но риск, связанный с неправильным использованием машин, реален.

Предположим, вы входите в темную комнату в неизвестном вам здании. Вы можете запаниковать, боясь чудовищ, которым могут скрываться в темноте. Но можете и просто включить свет, чтобы не натыкаться на мебель. Темная комната — это будущее искусственного интеллекта (ИИ). К сожалению, есть люди, считающие, что, входя в эту комнату, мы можем столкнуться со злыми сверхразумными машинами. Страх перед монстрами вроде Голема или Франкенштейна столь же древен, как и сама человеческая память. Компьютерная версия такого страха восходит к 1960-м годам, когда британский математик Ирвинг Джон Гуд, работавший шифровальщиком в Блетчли-парке вместе с Тьюрингом, сделал следующее наблюдение:

— Определим сверхразумную машину как такую, которая может значительно превзойти результаты интеллектуальной деятельности любого человека, как бы умен он ни был. Поскольку проектирование машин является одним из таких интеллектуальных видов деятельности, сверхразумная машина могла бы проектировать еще лучшие машины, тогда, несомненно, произошел бы «взрыв интеллекта», и человек остался бы далеко позади. Таким образом, первая сверхразумная машина является последним изобретением, которое сделает человек при условии, что машина достаточно послушна, чтобы сказать нам, как держать ее под контролем. Любопытно, что этот момент редко обсуждается вне научной фантастики. Иногда к этому виду литературы стоит относиться более серьезно.

Как только сверхразумные машины станут реальностью, они могут выйти из повиновения, поработить нас, начать игнорировать наши права и преследовать свои собственные цели, независимо от последствий для нашей жизни и благополучия. Если это звучит слишком невероятно, чтобы восприниматься всерьез, то быстрое и удивительное развитие цифровых технологий за последние полвека заставило многих людей поверить: божественный «взрыв интеллекта», иногда называемый сингулярностью, очень рискованная штука, если мы не будем достаточно осторожными, конец нашего биологического вида может оказаться достаточно близок.

Например, Стивен Хокинг заявил: «Я думаю, что развитие полноценного искусственного интеллекта может означать конец человеческой расы». Но это так же верно, как и условно: если бы появились четыре всадника Апокалипсиса, проблемы стали бы еще более серьезными. Дело в предпосылках. Основатель Microsoft Билл Гейтс тоже озабочен:

— Я отношусь к тем людям, которых тревожит суперинтеллект. Сначала машины займут много рабочих мест, и не будут слишком умными. Это позитивное изменение, если мы подойдем к вопросу правильно. Несколько десятилетий спустя их разумность значительно повысится — настолько, что это уже может стать проблемой. В этом я согласен с Илоном Маском и другими и не понимаю, почему некоторых людей это не тревожит.

А вот что по этому поводу сказал генеральный директор американской автомобильной компании Tesla Илон Маск:

— Думаю, мы должны быть очень осторожны с искусственным интеллектом. Если бы пришлось делать прогноз относительно наиболее серьезной угрозы нашему существованию как вида, я, вероятно, назвал бы именно ИИ. Ученые все чаще считают, что на национальном и международном уровнях должен существовать какой-то надзор, чтобы мы не сделали чего-то очень глупого. Создавая искусственный интеллект, мы призываем демона. Во всех историях, где есть парень с пентаграммой и святой водой, он уверен, что сможет контролировать его. Но обычно у него ничего не получается.

Но все же, если вы считаете, что прогнозы экспертов являются надежным руководством к дальнейшим действиям, подумайте еще раз. Существуют много поразительно неверных технологических прогнозов великих экспертов. Например, в 2004 году Гейтс предсказал: «Через два года проблема спама будет решена». Маск также высказывал предположение: «Шанс, что мы не живем в компьютерном симуляторе — один на миллиард». То есть вы не реальны, вы читаете все это в Матрице. Буквально.

Реальность более банальна. Нынешние и предполагаемые умные технологии обладают интеллектом счетной доски, абака, то есть нулевым. Беда всегда является продуктом человеческой глупости или злой воли. 24 марта 2016 года Microsoft представила в Twitter Тая — говорящего робота с искусственным интеллектом. Всего через 16 часов компании пришлось удалить его. В процессе общения с людьми Тай должен был становиться все умнее и умнее. Вместо этого он быстро превратился в злого болтуна, обожающего Гитлера, отрицающего холокост, пропагандирующего инцест и провозглашающего, что «теракт 11 сентября 2001 года организовал Буш». Причина? Он функционировал как обычное кухонное полотенце, впитывающее любые отправленные ему злобные и неприятные сообщения. Microsoft пришлось извиняться.

Таково состояние искусственного интеллекта сегодня и в обозримом будущем. Компьютерам по-прежнему не удается найти стоящие рядом с ними принтеры. Тем не менее тот факт, что совершенный искусственный интеллект пока остается лишь объектом из научной фантастики, не является поводом для самоуспокоенности. Напротив, после стольких сбивающих с толку безответственных домыслов о разнообразных и самых причудливых рисках, связанных со сверхразумными машинами, пришло время включить свет, перестать тревожиться по поводу научно-фантастических сценариев и сосредоточиться на реальных и серьезных задачах, чтобы избежать болезненных и дорогостоящих ошибок при разработке и использовании «умных» технологий.

Расширяя границы возможного

Чтобы прояснить некоторые проблемы, необходимо понять один фундаментальный момент: искусственный интеллект успешен во многом из-за того, что мы строим среду, в которой умные технологии чувствуют себя как дома, а мы все больше напоминаем аквалангистов. Это мир адаптируется к ИИ, а не наоборот. Посмотрим, что это значит.

В промышленной робототехнике трехмерное пространство, задающее границы, в которых робот может успешно работать, определяется как оболочка последнего. Мы не строим дроидов вроде C‐3PO из «Звездных войн», которые бы мыли посуду в раковине точно так же, как это делаем мы. Мы подстраиваем среду вокруг простых роботов, чтобы она соответствовала их ограниченным возможностям, и используем их так, чтобы это приводило к желаемому результату. Посудомоечная машина выполняет свою задачу потому, что окружающие условия структурированы с учетом ее простых способностей. То же самое относится, например, к роботизированным полкам в Amazon. Эта среда разработана для удобства роботов. Беспилотные автомобили станут удобными в тот день, когда мы сможем создать для них подходящую окружающую обстановку.

Оболочка обычно была либо автономным явлением (вы покупаете робота с требуемыми функциями — например, с посудомоечной или стиральной машиной), либо реализовывалась в стенах промышленных зданий, тщательно подобранных для этих искусственных обитателей. Сегодня преобразование окружающей среды в удобную для искусственного интеллекта инфосферу пронизывает все аспекты реальности. Это можно видеть везде — в доме, в офисе и на улице. На протяжении десятилетий мы обволакиваем весь мир цифровыми технологиями, не реализуя их в полной мере.

В 1940-х и 1950-х годах компьютер занимал целую комнату, и, чтобы работать, Алисе приходилось заходить внутрь него. Программирование производилось при помощи отвертки. Взаимодействие человека и компьютера было похоже на соматические или физические отношения. В 1970-х дочь Алисы вышла из компьютера и встала перед ним. Взаимодействие человека и компьютера стало семантическим отношением, чему позже поспособствовали DOS (дисковая операционная система), взаимодействие при помощи текстовых команд, GUI (графический пользовательский интерфейс) и иконки. Сегодня внучка Алисы снова вошла в компьютер, представляющий собой целую инфосферу, которая окружает девочку — порой даже незаметно для нее. Взаимодействие человека и компьютера снова стало соматическим: с сенсорными экранами, голосовыми командами, прослушивающими устройствами, чувствительными к жестам приложениями, данными для определения местоположения и т. д.

В такой дружественной для искусственного интеллекта инфосфере нас регулярно просят доказать, что мы люди — для чего разгадать так называемую «капчу» (CAPTCHA, аббревиатура английской фразы «полностью автоматизированный публичный тест Тьюринга, определяющий, где компьютер, а где — человек»). Тест представляет собой слегка измененные буквы, иногда фрагменты изображений, иногда то и другое вместе. И при регистрации новой учетной записи, например в Википедии, мы должны дать правильный ответ, чтобы доказать: мы — люди, а не программы. Иногда это просто рамка с надписью: «Я не робот» и кнопкой подтверждения. Программы не могут поставить в ней галочку, поскольку не понимают это сообщение, люди же находят задачу тривиальной.

Каждый день в Интернет выходит все больше людей, он связывает все большее количество документов, инструментов, взаимодействующих друг с другом устройств, датчиков, RFID-меток, спутников, приводов, данных. Иными словами, постоянно расширяется пространство, приспособленное для нужд компьютеров, а не людей. Все больше рабочих мест и видов деятельности становятся цифровыми по своей природе: игры, обучение, развлечения, знакомства, встречи, борьба, лечение, сплетни, реклама. Мы делаем все это и многое другое в инфосфере, где все больше напоминаем гостей, а не хозяев. Это хорошая новость для будущего ИИ и умных технологий в целом. С каждым шагом они будут становиться экспоненциально полезнее и успешнее. Ведь они — настоящие «цифровые аборигены». Однако преобразование мира в оболочку ИИ — это процесс, связанный с серьезными проблемами. Некоторые — например, «цифровая пропасть» — хорошо известны и очевидны; другие менее заметны и не так известны.

Брак, заключенный в инфосфере

Представьте себе двух людей — назовем их И и Л. Они женаты и хотят, чтобы их отношения были успешными. И — более активный, он непреклонен, упрям, нетерпим к ошибкам и вряд ли изменится. Л — полная его противоположность, но постепенно становится все ленивее и зависимее от И. То есть возникает дисбаланс, при котором И в конце концов формирует отношения под себя, меняя поведение Л — возможно, он даже с самого начала планировал это сделать. Если брак сохраняется, то лишь потому, что все очень тщательно подогнано под желания И.

В этой аналогии искусственный интеллект и «умные» технологии играют роль партнера И, в то время как люди явно оказываются на месте партнера Л. Риск, которому мы подвергаемся, заключается в том, что, подстраивая мир под себя, технологии могут формировать нашу физическую и концептуальную среду и сдерживать нашу способность приспособиться к ним, поскольку это лучший или самый простой (а иногда — единственный) способ заставить все работать. Ведь ИИ — это глупый, но трудолюбивый супруг, а человечество — умный, но ленивый. Так кто к кому будет приспосабливаться, учитывая, что развод невозможен? Вы наверняка вспомните много эпизодов из реальной жизни, когда «договориться» с компьютером либо не получалось вообще, либо только каким-нибудь громоздким или нелепым образом, который оказывался единственным способом заставить электронную систему сделать то, что необходимо. «Компьютер говорит „нет“, — сообщает персонаж Кэрол Бир в английском комедийном скетче „Маленькая Британия“ на любой запрос клиента.

Очень важно, что все большее присутствие в нашей жизни все более умных технологий оказывает огромное влияние на наше представление о себе и о мире, а также на взаимодействие с последним. В связи с этим важно не начать думать, что машины обладают сознанием или умом или способны понимать или знать что-то так же, как мы. Они этого не могут.

Есть множество известных случаев, демонстрирующих пределы возможностей компьютерных технологий, так называемые нерешаемые задачи, для которых можно доказать невозможность построения алгоритма, всегда приводящего к правильному ответу в виде „да/нет“. Мы знаем, что наши вычислительные машины, например, удовлетворяют так называемому соответствию Карри — Ховарда, утверждающему, что между математическими доказательствами и програмами для компьютеров наблюдается структурная эквивалентность. Поэтому любое логическое ограничение относится и к компьютерам. Многие машины способны делать удивительные вещи: среди прочего, они легко выигрывают у нас в разные настольные игры: шашки, шахматы, го — и даже побеждают в викторинах! И это не предел. И все же все они — варианты машины Тьюринга, абстрактной модели, устанавливающей пределы того, что может быть сделано компьютером посредством математической логики. Квантовые компьютеры тоже ограничены пределами того, что может быть вычислено (так называемыми вычисляемыми функциями). Из машины Тьюринга не может волшебным образом появиться никакая сознательная, разумная, обладающая волей сущность.

Дело в том, что интеллектуальные технологии — благодаря огромному количеству доступных данных, очень сложным программам и возможности беспрепятственно взаимодействовать друг с другом — способны решать все больше и больше задач, причем делать это (включая прогнозирование нашего поведения) лучше нас. Поэтому мы больше не единственные возможные исполнители. Именно это я называю „четвертой революцией“ в нашем понимании самих себя. Оказалось, не мы находимся в центре Вселенной (Коперник), биологического царства (Дарвин) или царства разума (Фрейд). После Тьюринга мы больше не пребываем в центре инфосферы — мира обработки информации и умных приложений. Мы разделяем ее с цифровыми технологиями.

В решении все большего числа задач нас превосходят уже даже не дети из научной фантастики, обладающие сверхразумом, а самые обычные предметы, несмотря на то, что они не умнее тостера. Их способности заставляют нас испытывать смирение и переоценивать человеческие исключительность и особую роль во Вселенной. Мы полагали себя самыми умными, потому что можем играть в шахматы. Теперь обычный телефон играет лучше гроссмейстера. Мы думали, что свободны, потому что можем купить все, что пожелаем. Теперь глупое, как пробка, устройство может предсказать модель нашего потребительского поведения, а иногда даже предвидеть наши действия.

Что все это значит для нашего самосознания? Успех технологий во многом зависит от того, что, рассуждая о возможностях сверхразума, мы тем временем все больше наполняем мир огромным количеством устройств, датчиков, приложений и данных. В результате он становится средой, где технологии смогут заменить нас, но при этом им не потребуется какого-либо понимания, намерений, интерпретаций, эмоциональных состояний, семантических навыков, совести, самосознания или интеллектуальной гибкости (позволяющей нам, например, использовать обувь в качестве молотка, если нам нужно забить гвоздь). Память (в форме алгоритмов или гигантских наборов данных) работает лучше интеллекта, если нужно посадить самолет, найти оптимальный маршрут из дома в офис или лучшую цену на новый холодильник.

То есть умные технологии лучше справляются с простыми задачами, но не следует это путать со способностью лучше думать. Цифровые технологии не думают (не говоря уж о том, чтобы думать лучше нас). Но они могут делать лучше все больше и больше вещей, обрабатывая все большие объемы данных или отталкиваясь от результатов своих собственных расчетов ради повышения их точности в будущем (так называемое машинное обучение). Компьютерная программа AlphaGo, разработанная Google DeepMind, выиграла в игре го у лучшего игрока в мире Ли Седоля, поскольку могла использовать базу данных из примерно 30 млн ходов и сыграть тысячи игр против самой себя, каждый раз становясь немного более „умной“ и, как следствие, улучшая свою игру. Это как система с двумя ножами, которые могут затачивать сами себя. Но представьте на минуточку, что во время матча сработала бы пожарная сигнализация. Ли Седоль в ту же секунду встал бы и направился к выходу, в то время как AlphaGo продолжала бы думать над следующим ходом.

Так в чем разница? В том же, в чем между вами и посудомоечной машиной, когда вы и она моете посуду. Результат? Любой апокалиптический прогноз с участем искусственного интеллекта можно игнорировать. Серьезный риск заключается не в появлении какого-то сверхразума, а в том, что мы сами злоупотребляем цифровыми технологиями в ущерб значительной части человечества и всей планете.

Остерегайтесь людей

В обозримом будущем самой большой проблемой будем мы сами, а не технологии. Поэтому нужно включить свет в темной комнате и внимательно обдумать, куда нам стоит направиться. В этой комнате нет чудовищ, но есть много препятствий, которые необходимо обойти, убрать или постараться договориться о том, что с ними делать. Тревожиться надо по поводу реальной человеческой глупости, а не воображаемой опасности, исходящей от искусственного интеллекта. Проблема не в уровне аппаратных абстракций, а в самом человечестве.

Иными словами, следует сосредоточиться на реальных проблемах. В заключение я перечислю пять таких одинаково важных узких мест.

• Мы должны привести искусственный интеллект в соответствие с окружающей средой. Нам нужны самые умные технологии, которые только можно создать для борьбы с конкретными бедствиями — от экологических катастроф до финансовых кризисов, от преступности, терроризма и войны до голода, нищеты, невежества, неравенства и ужасающего уровня жизни. Например, у более 780 млн человек нет доступа к чистой воде, почти 2,5 млрд людей живут в антисанитарных условиях. Ежегодно от последствий стихийных бедствий и болезней, связанных с плохой водой, умирает от 6 до 8 млн человек. Это, а не искусственный интеллект, входит в число „наших самых серьезных экзистенциальных угроз“.

• Мы должны сделать искусственный интеллект удобным для человека. Следует действовать так, чтобы для него, перефразируя Иммануила Канта, люди были целью, а не средством для ее достижения.

• Мы должны обратить недостатки искусственного интеллекта на пользу человеческому интеллекту. Будут ликвидированы и созданы миллионы рабочих мест. Выгоды от этого преобразования должны принадлежать всему обществу — равно как и издержки, понесенные последним, поскольку никогда ранее такое количество людей не переживало столь радикальных и быстрых изменений. Сельскохозяйственной революции для оказания реального воздействия на общество потребовались тысячелетия. Промышленной — столетия. А цифровой потребовалось всего несколько десятилетий. Неудивительно, что мы чувствуем неуверенность и беспокойство.

• Мы должны сделать так, чтобы способность искусственного интеллекта к прогнозированию не ограничивала наши свободу и автономность. Маркетинг, внедрение в массовое сознание новых моделей поведения, борьба с преступностью и терроризмом никогда не должны унижать человеческое достоинство.

• И, наконец, мы должны заставить искусственный интеллект сделать нас более человечными. Серьезный риск заключается в том, что мы можем злоупотребить интеллектуальными технологиями. Уинстон Черчилль однажды сказал: „Сначала мы создаем свои дома, а потом они создают нас“. Это относится и к инфосфере, и ко входящим в нее „умным“ технологиям.

14. Мир, управляемый данными

Кеннет Кукьер

Повсеместное массовое и инновационное использование данных позволит многое делать проще, дешевле и в больших объемах.

Вы просыпаетесь, и ваш личный робот плавно парит в воздухе, чтобы подать вам в постель завтрак — белковую таблетку и эспрессо в виде леденца. Вы зеваете, и вмонтированный в потолок датчик дыхания анализирует данные, проверяя наличие недомоганий. А чуть позже беспилотный реактивный ранец аккуратно везет вас на работу.

Вообще-то, пока это лишь мечта. Фантастика. Но в течение следующих трех десятилетий, когда практики искусственного интеллекта проникнут во все сферы жизни, грядут фундаментальные изменения. Данные преобразуют каждый аспект бизнеса и общества, точно так же, как это происходило в период развития вычислительной техники и Интернета.

Начало современной научной революции датируется 1638-м — годом выхода книги Галилео Галилея "Беседы и математические доказательства двух новых наук" ("Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze"), в которой он выдвинул идею о том, что все природные явления могут быть выражены языком математики. Сейчас начинается новый этап: все происходящее в мире будет оцениваться и оптимизироваться путем сбора и анализа данных. Информация начнет рассматриваться в качестве важнейшего ресурса. В XIX веке все приводилось в действие паром, в XX — нефтью, а в XXI веке важнейшим "топливом" станут данные.

С помощью передового искусственного интеллекта мы сможем осуществлять обучение не только в беспрецедентных масштабах, но и в автоматическом режиме. Американский философ технологий Кевин Келли называет это "когнитивизацией", то есть внедрением искусственного интеллекта во все, что мы делаем. Это станет возможно вследствие появления крошечных компьютерных чипов и высокоэффективных алгоритмов. Однако способности искусственного интеллекта в конечном счете определяются данными, которыми он располагает. Именно поэтому гаджеты будут не только использовать данные, но и постоянно собирать новые.

Предвестников этого явления мы видим в таких элементарных вещах, как термостаты (продукция Google под названием Nest) и разнообразные подсчитывающие шаги и пульс фитнес-трекеры, не говоря уж о невероятных, постоянно связанных с человеком личных помощниках, активируемых голосовыми командами (Google Home и Amazon Echo). К 2050 году они будут распространены так же широко, как наручные часы или радиоприемники более полувека назад.

Применение собранных данных в нашей ежедневной деятельности, по сути, другой способ сказать, что мы применяем на практике наши эмпирические знания об устройстве мира. Общество давно поступает именно так, но когда их объем был ограничен, это выглядело как определенные, весьма заметные стереотипы поведения. Теперь, когда нам доступно куда больше информации, стереотипы стали гораздо тоньше. Если в течение последующих 35 лет эффективность человеческого труда будет расти так же, как она росла в последние 35 лет благодаря компьютерам, можно пытаться спрогнозировать, как будет выглядеть жизнь в 2050 году.

Она разобьется на три основных направления. Во-первых, то, что сегодня сложно, станет легче. Во-вторых, подешевеет то, что сегодня дорого. В-третьих, проблема дефицита перестанет быть столь острой. Короче: проще, дешевле, больше. Давайте возьмем три эти направления и наложим их на некоторые самые важные и крупные сферы жизни общества: здравоохранение, образование и право.

Врач, исцелись сам

Сегодня медицинская практика имеет больше общего с XIX веком, чем с XXI. Доктора опираются на прочитанное в медицинских учебниках и на многолетний опыт принятия решений. Звучит вполне разумно. Но на самом деле это нелепо: никто из практикующих врачей не может быть знаком со всеми возможными заболеваниями и методами лечения, особенно с учетом постоянного появления новых лекарств.

Если Google среди миллиардов страниц может найти нужные и упорядочить их по релевантности, а Amazon — удивительно точно порекомендовать вам следующую покупку, не должны ли доктора при составлении каждого диагноза полагаться на компьютер? К 2050 году это, вероятно, окажется самым привычным делом. Медицинские карты станут электронными, и алгоритмы будут перебирать их в поисках действенных методов лечения, побочных эффектов и их возможной взаимосвязи.

База данных станет самым умным врачом в мире: она помнит каждый случай и видит связь между назначенными лечебными средствами и результатами, благодаря чему может порекомендовать, что лучше всего сработает в данной ситуации. Но окончательное решение все еще будет за врачом. В то же время они будут подвергаться риску судебного преследования по обвинению в ненадлежащем исполнении врачебных обязанностей, если они попытаются поставить диагноз без консультации с системой больших данных, так же, как сегодня летчики потеряют свою работу, если выключат автопилот, наденут кожаный шлем и очки и попытаются посадить самолет "как в старые добрые времена".

Для помощи врачам в диагностике заболеваний, Watson — суперкомпьютер фирмы IBM, способный находить в своей обширной базе данных ответы на вопросы, заданные на естественном языке, — уже несет в себе большой объем медицинской информации. Решения из области больших данных используются для разработки новых лекарств. А роботизированные хирургические системы "обучены" накоплению информации о прошлых операциях, так же как беспилотный автомобиль опирается на опыт предыдущих дорожных ситуаций.

Одной из областей, где большие данные смогут произвести локальный переворот в здравоохранении, является цифровая патология. В 2011 году команда исследователей во главе с Эндрю Беком из Гарвардского университета использовала компьютерное распознавание образов и алгоритм машинного обучения для анализа биопсии клеток рака молочной железы. Эта информация сопоставлялась с уровнем выживаемости пациентов, чтобы понять, сможет ли система строить прогнозы для раковых пациентов так же хорошо, как живые люди. Что удивительно, ей это удалось. Более того, среди 11 признаков, использованных алгоритмом для предсказания наличия рака в биопсии клеток, только восемь ссылались на сами клетки. Три остальные были связаны с окружающими стромальными клетками, врачи даже не знали, что именно следует искать. Эта информация была скрыта от человеческих глаз, но анализ огромных массивов данных помог докопаться до истины.

Цифровая патология все еще находится на стадии лабораторных исследований, и для введения ее в повседневный обиход необходимо пересмотреть нормативно-правовые акты. Тем не менее к 2050 году именно так и будет проводиться медицинская диагностика. Данные революционизируют оказание медицинской помощи. Собственно, все, требующее узкоспециализированной подготовки, суждений и принятия решений в условиях неопределенности, будет осуществляться лучше, если человек станет использовать соответствующие алгоритмы. Это будет точнее, быстрее и дешевле.

Обучение учителей

Вторая область, готовая к преобразованию под влиянием больших данных, — образование. Государственная система образования, став в 1800-х годах на Западе привычным делом, должна была заменить частных учителей (а именно так обычно получали образование представители высших классов). Раньше преподавание было индивидуальным и адаптированным к способностям конкретного человека. Теперь система отражала промышленную организацию того времени — фабрику. Обучение стало серийным, одинаковым для всех — учащиеся словно двигались по конвейеру. Трудно было организовать это как-то иначе. В те времена, как и сейчас, данные о качестве обучения снимались в виде единовременных измерений: балл за контрольную, оценка за работу в классе и т. д. Но никто не анализировал их на постоянной основе с тем, чтобы определить, что работает лучше для конкретного ученика или как адаптировать курс к его потребностям. До недавнего времени это было бы слишком дорого и громоздко. Однако понемногу подобные ограничения исчезают. В результате мы можем представить себе, как будет выглядеть образование к 2050 г.: собранные данные будут использоваться для оценки работы как ученика, так и учителя, а также для понимания того, что лучше всего способствует учебному процессу. Большие данные позволят снова ввести индивидуальное обучение, утраченное в эпоху единообразного государственного образования.

Образовательная платформа станет цифровой, поэтому информацию можно будет собирать на каждом шагу. Иногда это будет означать использование "перевернутого" класса, в котором ученики слушают лекции дома, а приходят на занятия для решения задач и выполнения упражнений (чтобы учитель мог им помочь).

Первые примеры подобного подхода к учебе уже есть. В 2012 году преподаватель информатики в Стэнфорде Эндрю Ын. вел онлайн-курс, и собранные при этом данные помогли ему улучшить преподавание. Проанализировав видеожурналы работы аудитории, он заметил странную картину: студенты, как правило, просматривали материал последовательно, но, дойдя до урока 7, возвращались на несколько недель назад — к уроку 3. Учитывая, что на курсе учились десятки тысяч человек, это не могло оказаться случайностью. Что же происходило? Н. присмотрелся внимательнее: более ранний урок был посвящен математике, и ученики возвращались к нему, чтобы освежить материал. В результате преподаватель понял, что ему нужно изменить учебную программу: поставить больше уроков математики в начале — это позволит студентам подготовиться к наиболее трудным моментам программы.

Онлайн-классы — это цветочки. Будучи электронной книгой, учебник учится у студента в той же степени, что и наоборот. Устройство знает, читает ученик или нет — и насколько быстро. Если его внимание отвлекается (это проявляется в более медленной скорости чтения), электронная книга может автоматически вставить короткое видео с объяснением или викториной. Устройство будет в курсе, читает ли ученик в воскресенье днем дома или в понедельник утром в автобусе — и сможет увидеть, коррелируют ли более высокие баллы за тест с изучением материала до или после обеда.

При этом информация в образовании, как и в здравоохранении, перестанет собираться лишь время от времени, а станет использоваться постоянно, образовав устойчивый поток данных. Это обеспечит реализацию метода, носящего название "адаптивное обучение". Идея заключается в анализе действий ученика и выборе материала и темпа обучения, подходящих именно ему. К примеру, если ученик быстро решает три задачи на треугольники подряд, ПО поймет, что пора перейти к чему-то более сложному. Если же, наоборот, задачи на длину окружности вызывают затруднения, система добавляет дополнительные упражнения. Адаптивное обучение гарантирует освоение всех материалов того или иного предмета, прежде чем двинуться дальше.

К 2050 году данные позволят вернуться к индивидуальному преподаванию. При этом получить образование станет легче и дешевле.

Убить адвокатов

Верховенство права и власть закона очень важны, но большинство людей наверняка желают видеть мир с меньшим количеством юристов. "Первое, что мы сделаем — убьем всех адвокатов", — провозглашает Дик Мясник в драме Шекспира "Король Генрих VI". До недавнего времени закон был одной из отраслей, где сбор информации осуществлялся наиболее консервативно, это область письменных аргументов и человеческих суждений. Но все меняется. К 2050 году данные будут лежать в основе юридической профессии и определять основы правосудия.

Уже сейчас большие данные используются для выявления неправомерной деятельности полиции и несправедливых решений судов, например, можно оценить частоту вынесения обвинительных приговоров в США в отношении молодых черных и белых мужчин. Несколько фирм уже предлагают услуги по подбору присяжных, рассчитывая вероятность того, что, скажем, азиатская женщина проголосует за осуждение женщины-подсудимой. Система работает путем корреляции огромных массивов демографических данных о присяжных с результатами судебных разбирательств, позволяя юристам повысить шанс наилучшего выбора.

Еще одна область — истребование имеющихся по делу документов в электронной форме. Сложные корпоративные судебные процессы могут предполагать необходимость ознакомиться с миллионами страниц документов. В прошлом подобным занимались целые армии молодых юристов. Это было дорого и неэффективно. Но для выявления подозрительного поведения сканировать материалы по ключевым словам или отслеживать трафик электронной почты могут алгоритмы, причем гораздо быстрее и точнее людей.

Существуют и другие полезные приемы. Компания Ravel перенесла огромные массивы данных по прецедентному праву — заявления, постановления, приговоры и тому подобное — в огромные хранилища данных, откуда их можно при необходимости извлекать и находить взаимосвязи. Цель состоит в том, чтобы революционизировать поиск правовой информации. В конечном итоге юристы не только найдут соответствующие прецеденты, но и увидят, какие из них чаще всего упоминаются при выигрыше или проигрыше дел — вплоть до уровня округа или судьи. Они смогут определить, какие аргументы чаще всего использует адвокат оппонента и каковы наиболее эффективные стратегии противостояния им.

К 2050 году большинство юридических обоснований и контрактов — по крайней мере изначально — будут составляться с помощью алгоритма, использующего большие массивы данных для поиска наиболее выгодных вариантов. Но документы должны быть рассмотрены и утверждены адвокатом-человеком, дабы убедиться, что обе стороны не имеют никаких претензий. Точно так же — хотя алгоритм и может вынести надежный и авторитетный приговор по основным видам споров — ассоциации адвокатов будут по-прежнему требовать участия в процессе судьи-человека, чтобы обе стороны конфликта и общественность чувствовали: в деле учтены все конкретные обстоятельства.

Главный принцип судебной практики заключается в том, что правосудие не просто должно быть осуществлено, оно должно восторжествовать. Поэтому новое мышление предусматривает право каждого на достойный суд — суд человека, а не робота.

Большие данные улучшат правоприменение и создадут более справедливое общество. К 2050 году не будет случаев, когда ответчику будет отказано в выходе на свободу под залог по причине того, что он может скрыться от правосудия. Вместо этого сумма залога будет основана на тех же данных, на которых банки сегодня опираются, определяя ставки по ипотеке. Аналогичным образом как выдумка будет восприниматься идея о том, что члены совета по условно-досрочному освобождению могут посмотреть заключенному в глаза и понять, по-прежнему ли он опасен для общества или его уже можно выпустить из тюрьмы. Вместо этого решение будет основываться на статистической вероятности рецидива в данном случае.

Одним из последствий слияния данных и права станет повышение эффективности юридической профессии, поскольку она будет использовать более весомые аргументы и принимать более быстрые решения. (Правда, неизвестно, станут ли клиенты получать меньшие счета.) При использовании больших данных осуществление закона станет проще и дешевле, а доступ к правосудию расширится. Сегодня обращение к судебной системе для урегулирования спора является роскошью, многие люди не имеют такой возможности, в случаях, когда неприятности не достигают уровня, превышающего неудобства от судебной канители. По мере того как данные изменят экономику юридических услуг, затраты на получение возмещения по закону могут снизиться. И мы обнаружим, что верховенство права глубже проникнет в общество — так же, как снижение расходов на хранение и передачу информации вследствие изобретения печатного станка позволило расширить распространение знаний.

Апокалипсис на рынке труда?

Данные приведут к значительным улучшениям ситуации не только в областях медицины, образования и права, но и во всем обществе. Тем не менее существуют законные опасения, что это может нанести огромный ущерб в плане занятости населения. Если алгоритм может обнаружить рак лучше человека-патолога, не лишатся ли работы многие врачи? Если один преподаватель может учить онлайн одновременно сотни тысяч студентов, возможно, нам понадобится меньше преподавателей? А убивать юристов и вовсе нет необходимости, они сами исчезнут, поскольку горстка старших партнеров вполне сможет контролировать работу алгоритмов, и им не потребуется армия младших сотрудников.

Для многих это, безусловно, будет тяжелым периодом. Однако в долгосрочной перспективе нет причин, по которым рынок таких услуг, как медицина, образование и право, не должен расширяться, а занятость в них даже увеличится. Характер труда также может измениться к лучшему, ведь черновой работой, которую никто не хотел бы делать, будут заняты алгоритмы.

Возьмем, например, патологов. Некоторые из них по-прежнему будут необходимы для взаимодействия с программой, проверки ее работы и обеспечения правильного пополнения базы данных нужными новыми результатами. По мере того как эффективность работы системы начнет повышаться, а цены падать, анализы людей будут собираться ежедневно, а не лишь тогда, когда кто-то нащупает у себя уплотнение и придет к хирургу. И эта процедура будет осуществляться не только для тех, кто может себе это позволить, но для всего населения. Таким образом, мы, несомненно, узнаем о развитии заболеваний много нового, чего никогда не знали раньше, когда нам не хватало информации. В таком мире нам может понадобиться больше патологов, а не меньше.

Аналогичный бум в сфере занятости может наблюдаться и в других профессиях. Если классы станут "перевернутыми", практическое обучение окажется еще более важным. Мы просто избавимся от "мудреца на сцене", вещающего, пока студенты спят. Учителя будут действовать как спортивные тренеры, которые находят правильный баланс между подталкиванием игроков к проявлению инициативы и подсказками при нехватке у тех собственных знаний. Но это потребует новых навыков. Аналогичным образом нам может понадобиться больше юристов, и тогда у нас будет более справедливое общество, поскольку для расширения доступа к правовой защите для большего числа людей с алгоритмами станут работать адвокаты.

Стрела причинности, сломанная

Благодаря этим достижениям мы станем лучше понимать, что происходит в мире, но хуже — почему. Система машинного обучения может определить, что в образце клетки нет рака, но она не может указать, почему: вариантов настолько много и они могут быть настолько сложными, что разобраться в них человеку может быть не под силу. Скажем, алгоритм определяет кого-то в группу риска по отношению к тому, чтобы бросить учебу, но ни один из параметров в отдельности не объясняет, почему это происходит. Программное обеспечение может подсказать полиции, что следует патрулировать конкретный квартал, поскольку там высока вероятность всплеска преступности, но оно не может указать, почему ситуация складывается так, а не иначе.

Таким образом, мы заменим превратности жизни эпохи до появления больших данных, когда недостаток информации тормозил рост знаний новыми капризами жизни в эпоху ИИ, когда у нас наконец появится избыток информации, но мы утратим способность разобраться в причинах тех или иных явлений. Общество добилось большей эффективности, но ему не хватает знаний о причинах и следствиях работы системы. По большей части решения в 2050 году будут приниматься по принципу "черного ящика", лишенного прозрачности, которая является краеугольным камнем ответственности за совершаемые действия.

Праву придется адаптироваться к этому новому миру. Директива ЕС о защите данных, вступившая в силу в 2018 году, указывает на предоставление общественности "права на объяснение" алгоритмических решений, равно как и "право на забвение" для обеспечения конфиденциальности. Законодатели США, со своей стороны, открыто опасаются, что передовые методики обработки данных могут привести к новым формам высокотехнологичной дискриминации. Вопрос причинно-следственной связи может стать камнем преткновения. На карту поставлено слишком многое. Инженер крупной американской компании, занимающейся медицинским оборудованием, признает: в одном из разработанных его фирмой устройств используется несколько более грубая методика, поскольку лучший алгоритм основан на "глубоком обучении" (deep learning) и не дает четкого объяснения принципов свой работы, как того требует законодательство.

К 2050 году мир, не задумываясь, обменяет причинно-следственные связи на эффективность — точно так же, как к концу эпохи Просвещения общество признало: то, что можно визуально наблюдать (например, вращение Земли вокруг Солнца), не объясняет природных явлений. Использование больших объемов данных смирит гордыню человечества.

Данные, всюду данные

По мере роста ценности данных, все громче зазвучат призывы к установлению более четкой денежной стоимости информации, особенно персональных данных. Будет заманчиво защитить последние правом собственности. Компаниям станет сложнее получать разрешение на использование персональных данных, и они будут нести более серьезные наказания, если не смогут защитить их конфиденциальность или неправильно распорядятся ими.

Так же как сегодня существуют банки для денежных активов, в будущем появится новый сектор экономики — банк данных для информационных активов компаний и людей. В 2016 году многие люди скачали блокировщики рекламы, встраиваемые в браузер. Легко представить, что в будущем подобное ПО за отдельную плату будет устанавливаться для управления передачей данных между человеком и сайтом. Но если мы будем не готовы расплачиваться предоставлением данных, за до сих пор бесплатные сервисы — такие, как Facebook и Google — придется платить. Так что в 2050 году неприкосновенность частной жизни, вероятно, станет такой же роскошью, как полет бизнес-классом или покупка второго дома.

К тому времени информация будет собираться практически обо всем происходящем в мире. Это приведет к трем крупным изменениям в жизни людей. Во-первых, наши действия станут более эффективными, а в некоторых случаях будут производиться совершенно по-новому. Во-вторых, мы будем лучше понимать мир и видеть его таким, какой он есть на самом деле, а не только то, что доступно при наличии мизерного количества данных. В-третьих, информация из потенциально полезной вещи станет насущной необходимостью, то есть мы постоянно будем все отслеживать, как кинофильм, а не запоминать время от времени, как фотоснимок.

Большие данные не обеспечат рай на земле. ИИ не ликвидирует смертность. Лев не возляжет рядом с агнцем, а автоматы Калашникова не превратятся в палки для селфи. Но на основании полученных данных практически все будет оптимизировано. И мир станет немного лучше.

15. Представьте, что все люди получили новые возможности

Мелинда Гейтс

Если бы у каждой женщины в мире был смартфон, это изменило бы их жизнь.

"Кто такая Сабита?" Я смотрела на Сабиту Деви, когда она произносила эти слова. Она описывала свою жизнь жены и матери в Джаркханде, одном из самых бедных штатов Индии. Большую часть дней она проводила в четырех стенах своего дома.

— Никто в моей деревне не знал моего имени, — сказала Сабита. Все контакты с внешним миром полностью регламентировал ее муж: с кем она могла говорить, что купить, когда обратиться к врачу. Она была изолирована ото всех, кроме детей.

Чувство одиночества является общим для женщин всех времен, где бы они ни жили — просто обратитесь к творчеству любой американской писательницы-феминистки прошлого столетия. Урегулировать эту проблему невероятно сложно, поскольку решение предполагает постепенное изменение доминирующих норм жизни в тысячах культур, и компьютерных приложений, обеспечивающих это, не существует.

Но это не означает, что последние не помогут. Предположим, у каждой женщины в мире будет смартфон. Это сможет разрушить их изоляцию, и они смогут раскрыть свой потенциал, как никогда раньше.

Возьмем здравоохранение. Когда у каждой женщины есть смартфон, она сможет получить нужную информацию в нужное ей время и в нужном формате. Например, неграмотная нигерийская женщина в первом триместре беременности может получить голосовое сообщение на языке хауса, описывающее анемию и объясняющее, как восполнить нехватку железа. Та же система может напомнить ей, когда нужно пойти в женскую консультацию или сделать прививки ее детям. В конце концов, при возникновении нестандартных проблем с помощью смартфона женщина сможет связаться с врачом. Кроме того, под его руководством она получит возможность использовать свой телефон для измерения температуры, артериального давления и других жизненно важных показателей, чтобы помочь определиться с ее диагнозом.

Возьмем сельское хозяйство. Бедные фермеры остаются таковыми в значительной степени потому, что у них нет информации о том, как получить максимальную отдачу от своей земли. Например, они почти ничего не знают о содержании питательных веществ в почве, а значит, не могут правильно подобрать удобрения или культуры, которые будут расти здесь лучше всего. У них также нет достоверной информации о рыночных ценах, поэтому они вынуждены принимать цену, предлагаемую закупщиком. Поскольку большинство фермеров в Африке (и в Южной Азии) — женщины, это их проблема. Женщины-фермеры менее продуктивны, чем мужчины, по разным причинам: от гендерных предубеждений при подготовке кадров для сельского хозяйства до психологических сложностей при найме мужчин и управлении ими во время сбора урожая.

Но с помощью смартфонов женщины-фермеры смогут просмотреть обучающие видеоролики других местных фермеров о местных почвах и погодных условиях. А специальные приложения сообщат, по каким ценам покупают их урожай на различных рынках. Наконец, при помощи телефонов женщины-фермеры смогут организовывать кооперативы, чтобы выражать свои требования голосом мощной группы, а не отдельных лиц.

Еще один пример — банковская деятельность. Даже у самых бедных женщин имеются некоторые активы. Одним из ключей к расширению прав является обеспечение возможности самостоятельно контролировать свою жизнь. Самое поразительное исследование, результаты которого я когда-либо читала, показывает: когда женщины определяют семейный бюджет, выживаемость детей повышается на 20 % — просто потому, что деньги тратятся более рационально (например, на продукты питания и здравоохранение).

Традиционные банки считают невыгодным обслуживать клиентов, совершающих мелкие операции. Это заставляет бедных женщин лавировать в неофициальной экономике, прятать наличные деньги, покупать неликвидные активы в виде ювелирных изделий или скота и брать займы у ростовщиков под грабительские проценты.

Цифровая технология сокращает транзакционные издержки. Это означает, что люди могут при помощи своих телефонов безопасно и в небольших количествах экономить и занимать деньги, а также приобретать страховки. Такая технология уже используется в Бангладеш и Кении. Однако во многих странах с формирующейся цифровой экономикой доминируют мужчины, поскольку именно они владеют мобильными телефонами гораздо чаще женщин. В Бангладеш телефон есть у 46 % женщин и у 76 % мужчин. В результате лишь 13 % женщин Бангладеш используют мобильные деньги, тогда как среди мужчин ими пользуются 32 %. Когда эти цифры станут сопоставимы во всем мире, путь к экономическому благополучию миллиардов людей будет открыт.

Это совсем не трудно

Красота этого образа в том, что вам не нужно напрягаться для ясного представления подобной картины. Я не описываю будущее из научной фантастики. Более двух третей людей на планете имеют доступ к мобильным телефонам, и чаще всего это смартфоны. В прошлом году во всем мире было продано более 1 млрд последних.

Такая статистика обнадеживает, но мы даже не приблизились ко всеобщему охвату человечества смартфонами. Данные должны подешеветь. Многие обладатели смартфонов не пользуются Интернетом, потому что это слишком дорого. К тому же связь должна достигать самых отдаленных мест мира, где потребность в ней наибольшая — в самом широком смысле этого слова.

И по-прежнему необходимо работать для того, чтобы женщины сравнялись с мужчинами по обладанию телефонами и чтобы появились приложения, предназначенные для удовлетворения конкретно их потребностей. Еще большим препятствием является тот факт, что чаще всего неграмотными остаются именно девочки, а не умеющие читать женщины никогда не получат максимальную отдачу от своих мобильных телефонов.

Ни одна технология сама по себе не может обеспечить равенство мужчин и женщин. Но, помогая женщинам создавать связи, которых у них никогда не было, смартфон может в значительной степени изменить ситуацию к лучшему.

Примечание

Эта статья была выпущена в свет в интернете-приложении The World If журнала The Economist в 2015 году. На бумаге публикуется впервые.

16. Мегатехнологии против меганеравенства

Эдриан Вулдридж

Технология во многом ответственна за рост неравенства. Она же может стать основой для решения этой проблемы.

В 1845 году, в разгар первой промышленной революции, один молодой политик опубликовал популярный роман под названием "Сибилла, или Две нации". Повествуя о Сибилле, Бенджамин Дизраэли выдал своим читателям необходимое количество романтики, однако истинной темой его произведения было разделение Великобритании, локомотива новой экономики, на две страны:

"Две нации, между которыми нет общения и симпатий, которые не знают привычек, мыслей и чувств друг друга, словно они… жители разных планет; которые родились от разных матерей, питаются разной пищей, руководствуются разными манерами и разными законами: богатые и бедные".

Проблема двух "наций", описанная Дизраэли, возникала снова и снова и не только в Великобритании. Почти весь рост производства за последние 30 лет был присвоен 1 % богачей. Растущее неравенство разделяет общество на два мира, "между которыми нет общения и симпатий". Космополитические элиты высмеивают людей как "расистов", ксенофобов и троглодитов. Люди, в свою очередь, осуждают космополитическую элиту как самовлюбленных предателей. Растущее неравенство подрывает веру населения в основные принципы капиталистического строя: равные возможности для всех, повышение мобильности, экономический рост и всеобщее процветание. Решение Великобритании покинуть Европейский союз в июне 2016-го и избрание Дональда Трампа президентом США в ноябре того же года стали лишь наиболее драматичными примерами популистского урагана, вспыхнувшего из-за беспокойства, вызванного неравенством, которое угрожает разрушить свободный мир.

Растет понимание того, что для смягчения этого урагана "нужно что-то делать". Барак Обама назвал снижение темпов социальной мобильности "определяющим вопросом современности". Хиллари Клинтон заявила, что "у нас недостаточно обеспечена социальная мобильность". Дональд Трамп утверждал, что выступает за простых американцев и против коррумпированной и самодовольной элиты. С этими утверждениями согласны комментаторы всех политических направлений. Представитель правых сил Чарльз Мюррей написал книгу "Coming Apart" ("Грядущее разделение"). Представитель левых сил Джордж Пакер написал книгу "The Unwinding" ("Разматывание"). Центрист Дэвид Брукс предупреждает, что неравенство представляет собой "величайший моральный кризис капитализма со времен Великой депрессии".

Но чем именно является это "что-то"? Либералы регулярно упоминают образование. Однако улучшить ситуацию со школами удивительно трудно: с 1970 года реальные (то есть с поправкой на инфляцию) расходы на одного ученика в государственных начальных и средних школах США увеличились более чем вдвое, а средний балл тестов остается более или менее неизменным. Такие разумные инициативы, как независимые школы и специальные школы с углубленным изучением ряда предметов, некоторое время держались, но потом заглохли. Консерваторы все чаще кивают на иммиграционный контроль. Но возведение барьеров на пути большого потока людей может уменьшить рост и динамику экономики: талант, как и капитал, пойдет туда, где ему рады.

В этой статье мы попытаемся доказать, что во многом решение за технологиями.

Разделяй и обучай

Да, действительно, технологии несут большую часть ответственности за усиление неравенства. Даже в Японии и Скандинавских странах, проводящих более эгалитарную, чем у англосаксов, социальную политику, наблюдается рост неравенства. Технологические инновации приносят пользу двум типам людей. Работники умственного труда могут использовать вычислительные мощности для улучшения своей производительности, сокращая при этом вспомогательный персонал: академики в состоянии писать больше статей, юристы — осмыслить больше материала, журналисты — найти больше интересных сюжетов. Самые умные ученые будут генерировать идеи для продажи на мировом рынке: создайте лучшую компьютерную мышь, и все выстроятся в очередь у ваших дверей. Вместе с тем инновации снижают ценность людей, выполняющих рутинные функции: любая работа, которая может быть сведена к повторяемым действиям, в конечном итоге будет передана машинам. Огромное число работников среднего класса пострадают так же, как промышленные рабочие в 1980-е годы — произойдут безжалостные сокращения их зарплат и рабочих мест.

Технологический раскол превратил столицу нынешней промышленной революции Сан-Франциско в один из самых поляризованных городов США. Здесь изо всех сил стараются удовлетворить маленькие слабости технологической элиты. Кафе, специализирующиеся на азиатско-мексиканской фьюжн-кухне или любых других новейших трендах, переполнены лучшими специалистами инновационных отраслей, которые могут наслаждаться не только едой, но и бесплатными "зарядками для гаджетов". При этом людей, не имеющих отношения к экономике технологий, резкий взлет цен выдавливает из их домов. Армия бомжей пополняется ежедневно, оставляя повсюду запах пота и мочи. Молодые технари, уши которых постоянно заткнуты наушниками, вынуждены пробираться по улицам через мусор и обломки.

Однако та же самая разделяющая общество сила может — если ее умно направить — расширить возможности людей. Это делают информационные технологии: они бросают вызов элите, снижая стоимость многих услуг. Средний смартфон содержит столько вычислительной мощности, сколько в 1950-х годах было доступно всему Массачусетскому технологическому институту. И тоже способен к уравниванию: достигая самых дальних уголков мира, он перестает быть роскошью богатых и становится удобством для бедных. Йозеф Шумпетер однажды заметил, что "главное достижение капитализма заключается не в предоставлении большего количества шелковых чулок для королевы, а в их доступности для заводских девушек". Это касается и таких устройств, как персональные компьютеры и смартфоны. Нед Лудд полагал, что решением "технического вопроса" является уничтожение машин. Но более умным вариантом стало бы превращение этих машин в ваших слуг.

Одна из крупнейших технологических тенденций на ближайшие 50 лет выглядит достаточно оптимистично: политики научатся использовать технологии для решения проблемы чрезмерного неравенства. И примеров этого достаточно уже сейчас.

Самое очевидное, что технология может сделать для повышения равенства, это сократить расходы на предоставление трудоемких услуг, таких как образование. В течение десятилетий стоимость высококачественного обучения росла быстрее стоимости жизни. Элитные учебные заведения стали роскошью для богатых: средний ежегодный доход родителей студентов Гарвардского университета сегодня превышает 450 тысяч долларов. Качество образования в учебных заведениях попроще снижается. Хотя страны континентальной Европы гордятся тем, что их университеты свободны и открыты для всех, ни один из них не входит в список 30 лучших в мире, а многие и вовсе представляют собой глухую академическую провинцию.

По предположению американского экономиста Уильяма Баумола, в этом есть нечто неизбежное: рост производительности труда в секторе услуг обязательно окажется медленнее, чем в обрабатывающем, поскольку для игры в струнном квартете всегда требуются четыре человека. Но собственный пример Баумола противоречит его высказываниям. Благодаря технологии вы можете слушать почти идеальное звучание струнного квартета у себя дома — без необходимости поездки в концертный зал, где ваши соседи обязательно будут кашлять. Действительно, благодаря Spotify и Apple Music за относительно разумную ежемесячную плату вы можете слушать большую часть когда-либо коммерчески реализованных музыкальных произведений. Цифровая революция полностью преобразила крупные области сферы услуг (как розничная торговля) и интеллектуального труда (как журналистика). И она неизбежно изменит образование и медицину.

Да, мы хан

[13]

Технология уже сейчас ведет наступление на затраты. Академия Хана[14] ежемесячно предоставляет бесплатные уроки более 4 млн детей и постоянно пополняет свою библиотеку более чем 5000 лекциями. Билл Гейтс рекомендует использовать ее своим собственным детям. В США десятая часть студентов учится исключительно онлайн, а четверть — время от времени. Ведущие университеты, такие как MIT, Стэнфорд и Калифорнийский университет в Беркли, выложили часть своих лекций в Интернете. Народный Университет предоставляет бесплатное высшее образование (не учитывая нескольких сотен долларов, которые необходимо заплатить за программы и экзамены). Безусловно, доля отсева из MOOC (массовые открытые онлайн-курсы), к сожалению, достаточно высока. Но мы все еще находимся на ранних стадиях разработки новой системы. Онлайн-университеты неизбежно будут разрабатывать более сложные способы предоставления социальной поддержки и поощрения для своих студентов, так же, как это делал Открытый университет Великобритании в 1960-х годах путем чередования телеобучения и обычного преподавания. Резко возрастет и мощь технологий: с каждым месяцем онлайн-видео становится все более ярким, и в скором времени мы сможем проецировать голограммы самых знаменитых профессоров в лекционные театры по всему миру.

Технология также используется для решения вопросов эффективности. Многочисленные компании, такие как Reasoning Mind и Dreambox, производят "адаптивные" или "персонализированные" учебные машины, которые собирают данные об индивидуальной эффективности детей, а затем автоматически адаптируют обучение к их способностям. Эти программы особенно популярны в независимых школах, таких как Rocketship Education в Калифорнии и New Classrooms в Нью-Йорке. Все в большем числе школ используется iPad, чтобы "перевернуть" класс: вместо передачи знаний во время уроков учителя призывают детей усваивать их дома с помощью этого гаджета, а на уроке лишь обсуждать то, что они узнали.

С неравенством так трудно справиться в том числе потому, что оно начинается достаточно рано — еще в утробе матери, в коляске, в дошкольном учреждении. Мамы из среднего класса прилагают больше усилий для обеспечения своим детям здоровой среды в матке. Эти дети в первые два года регулярно слышат на миллионы произнесенных слов больше, чем дети из рабочих семей. Кроме того, родители из среднего класса скорее смогут обеспечить своим чадам дошкольное образование. Изначально политики пытались решить эти проблемы за счет достаточно очевидной меры — субсидирования дошкольного образования. Теперь они пытаются действовать тоньше — например, подталкивая матерей питаться более здоровой пищей или эмоционально стимулировать своих детей. Новые технологии могут многое сделать для облегчения этого всего. В 2014 году мэр Провиденса (Род-Айленд) Энджел Таверас запустил специальную программу Providence Talks. Участвующие в ней родители постоянно носят устройства, записывающие количество произносимых ими ежедневно слов, и получают регулярные советы по поводу того, как лучше разговаривать со своими детьми. Такие девайсы — это зародыш новой тенденции: в течение нескольких лет отделы социального обеспечения будут регулярно предоставлять неимущим матерям приборы, не только дающие советы по воспитанию детей, но и помогающие оценить, насколько хорошо родители справляются с воспитанием.

Эй, Джуд, не будь неоплачиваемым

Еще одной причиной сохранения неравенства является проблема Джуда Незаметного[15]: талантливые, но более бедные дети страдают от игнорирования и непризнания, в то время как обычные дети из среднего класса процветают, выбиваясь вперед благодаря деньгам своих родителей. Современные технологии обещают сделать отбор гораздо более строгим: школы и университеты для поиска талантов смогут использовать все более сложные методы и все большие объемы данных. Подобный росток будущего можно увидеть в Армии обороны Израиля. Подразделение 8200 — элитная группа кибербезопасности — прочесывает израильские школы в поисках талантов независимо от их социального происхождения. Специалисты отслеживают успехи детей в видеоиграх, а также мониторят более рутинные академические тесты, выискивая признаки гениев. И, едва обнаружив таковые, обеспечивают соответствующему ребенку отличную подготовку и щедрую стипендию. Выпускники этой программы уже создали множество технологических компаний, таких как CheckPoint, Imperva, Nice, Gilat, Waze, Trusteer и Wix.

Технология также может усилить два самых слабых места современного образования — профессиональные обучение и ориентацию. Первое — бедный родственник: традиционная одержимость школ академическим образованием лишь усугубляется увеличением количества университетов. Технология может привнести в профессиональное образование глянец и энергию. Например, некоторые компании сегодня обеспечивают высокотехнологичное профессиональное обучение, позволяющее учащимся увидеть, каково это — управлять мощными машинами или выполнять тонкие операции.

Профориентация всегда была достаточно приблизительной и грубой. Во времена моей учебы в университете профориентация означала поездку к отставному армейскому офицеру, живущему где-то на пустыре в северной части Оксфорда. Сейчас эту проблему начинают пытаться решить применением различных технологий. Обосновавшаяся в Кремниевой долине компания LearnUp старается обеспечить соискателям без высшего образования навыки, которые позволят им занять те или иные рабочие места. Соучредитель фирмы Алексис Рингуолд полгода изучала жизнь людей, не имеющих образования и проводящих месяцы в очередях среди других безработных, порой даже засыпая прямо там. И обнаружила, что многим людям, долгое время остававшимся без работы, не хватало элементарных навыков: они не удосужились узнать, в чем заключается работа или как правильно описать свои навыки в интервью. LearnUp создала онлайн-тренажер, который учит людей этим базовым навыкам: например, как вести себя во время интервью и как пользоваться копировальным аппаратом. В настоящее время она формирует партнерские отношения с крупными компаниями, страдающими от постоянной нехватки кадров. Например, LearnUp предоставляет бесплатную онлайн-подготовку для примерно 200 тысяч претендентов на работу в 350 магазинах сети Old Navy по всей территории США.

Несколько технологических фирм, в том числе Cisco, разрабатывают планы по производству "машин для профориентации", которые смогли бы давать молодым людям советы о сфере занятости (исходя из их способностей) и месте получения образования и подготовки (исходя из того, что им доступно как физически, так и виртуально). Но это лишь начало подобной активности. Почему бы не придумать Tinder для преподавателей? Это приложение могло бы познакомить вас с тысячами людей, готовых учить хоть с экрана, хоть лично. Почему бы не применить игровые технологии в образовании? Бедные школьники, особенно мальчики, вполне могли бы преодолеть отвращение к обучению, если бы начали рассматривать его в качестве очередной игры. Стоит попробовать. И почему университеты не проводят активный поиск способных студентов из рабочего класса, как они это делают в отношении спортсменов? Вузы регулярно отправляют скаутов на поиски спортивных талантов. Почему бы не использовать электронных шпионов, чтобы найти детей, успешно играющих в сложные видеоигры, как это делается в армии Израиля?

Технологию можно использовать и для улучшения жизни обычных рабочих, вместо того чтобы маргинализировать их, как многие опасаются. Представители компании General Electric утверждают, что они заинтересованы в использовании технологии в большей степени для "повышения квалификации" сотрудников, чем в их замене. Предоставив малоквалифицированным работникам iPad и соответствующие приложения, можно нацелить их на решение задач, ранее выполнявшихся только гораздо более умелыми людьми.

Итак, вы хотите революцию данных

Социальное неравенство усиливается и в области здравоохранения. Бедные люди умирают раньше богатых и живут менее здоровой жизнью. Большие данные могли бы использоваться для решения проблем здравоохранения более активно. Проблемы со здоровьем более распространены среди бедных, чем среди богатых. Носимые устройства могут диагностировать проблему раньше, чем она станет заметна, напоминать забывчивым пациентам о необходимости принимать лекарства и контролировать их после того, как они покинули больницу. Чем дешевле и распространеннее станут подобные гаджеты, тем большее их количество появится как у бедных, так и у богатых.

Социальное неравенство также усугубляется преступностью и коррупцией. Камеры видеонаблюдения могут сдерживать правонарушения или помогать привлекать злоумышленников к ответственности. Департаменты полиции крупных городов, например Нью-Йорка и Лос-Анджелеса, регулярно используют большие данные для распределения полицейских нарядов по районам, где совершаются преступления. Коррупция является одной из главных проблем развивающихся стран (и некоторых богатых тоже). Технология способна помочь справиться с этой проблемой. Жертвы взяточничества могут записывать коррупционеров на диктофон. Сознательные граждане — публиковать примеры подобных нарушений, как это было с "Панамскими документами". В мире вездесущих камер наблюдения и больших данных библейское изречение "испытаете наказание за грех ваш, которое постигнет вас"[16] верно вдвойне.

Важно не фетишитизировать технологические инновации. Шумпетер, возможно, был прав: они неизбежно пойдут в массы. Но насколько быстро и широко это произойдет, зависит от государственной политики. Некоторые страны, такие как Швеция и Сингапур, продвинулись намного дальше остальных, сделав широкополосную сеть передачи данных доступной в любой точке страны. Некоторые технологические инициативы — например, программа Grameen по оснащению малого бизнеса в Бангладеш — окупаются весьма неплохо. Другие — как ноутбук для каждого ребенка (инициатива Николаса Негропонте) — со временем выдыхаются. Технологический прогресс сам по себе не решит проблему роста неравенства: богатые обычно быстрее внедряют новые технологии и используют их в большей степени для повышения квалификации, чем, скажем, для развлечений. Разобщенные, дисфункциональные сообщества не изменятся из-за одного лишь подключением к Интернету. Когда в разговоре с учителем одной из бедных школ Йоханнесбурга я упомянул об идее дать детям iPad, чтобы они могли продолжать учиться дома, он ответил, что планшеты будут мгновенно украдены и проданы.

Однако технология является чрезвычайно мощным инструментом, если для борьбы с неравенством используется просвещенными политиками. Последние должны начать с тщательного рассмотрения двух вопросов. Что значит равенство? Кто за это отвечает?

Умные технологии, мудрые политики?

Слишком многие политики продолжают путать равенство результатов и равенство возможностей. Первое несовместимо с динамичным обществом: оно разрушает стимулы, заставляющие людей усердно трудиться и генерировать новые идеи. Это, как правило, контрпродуктивно; эгалитарная образовательная революция 1960-х годов закончилась усилением социальных разногласий. Но вот второе является самой сутью динамичного развития общества. Оно гарантирует, что люди получают вознаграждение в соответствии с их вкладом и продвигаются по карьерной лестнице в соответствии с их заслугами.

Слишком многие политики не готовы отказаться от привычной идеи "Большого правительства"[17], которое с 1960-х потерпело немало неудач, поскольку более индивидуализированное общество нуждается в более индивидуальных решениях. Политикам необходимо мобилизовать ресурсы широкого круга учреждений — органов местного самоуправления, центрального правительства, НПО и организаций частного сектора, благотворителей-миллиардеров и министров. По оценкам консалтинговой компании Deloitte, в США действуют 650 тыс. социальных предприятий, в Великобритании — 62 тыс., а в странах ЕС в целом — от 400 тысяч до 2,3 млн. Правительствам также необходимо уделять как можно больше внимания принятию решений отдельными гражданами. Мир, где у каждого в кармане есть компьютер, сильно отличается от того, в котором вычислительными мощностями обладали лишь несколько министерств.

Революция в области смартфонов позволяет политикам использовать так называемую мудрость толпы для решения проблемы неравенства. В Бостоне есть приложение для смартфонов (Potholes), позволяющее людям фотографировать выбоины на дорогах и граффити и отправлять их в городской совет. Приложение автоматически отмечает местоположение по GPS. Тот же самый метод может применяться и в школах, руководители которых не ремонтируют ветхие здания и где не соблюдается дисциплина — две проблемы, серьезно демотивирующие учащихся. Агентство оборонных перспективных исследовательских проектов применяло краудсорсинг для улучшения конструкции военной техники. Возможно, такой же подход можно было бы использовать для улучшения дизайна учебников и школьного оборудования. Основатель Code for America Дженнифер Палка, предполагает, что первейший способ заставить правительства работать лучше — не позволять им считать себя частной компанией, а заставлять чувствовать себя "больше как Интернет… свободным, открытым и производительным".

Возможно, ей стоило бы добавить в этот список добродетелей "масштабируемость". Одним из главных достоинств современных технологий является то, что они позволяют экспериментировать с решениями, а затем с бешеной скоростью наращивать наиболее успешные из них (основатель LinkedIn Рид Хоффман называет это Blitzscaling, "блиц-масштабированием"). Еще в 2004 году, выложив свои видео на YouTube, Салман Хан пытался воспитать свою собственную большую семью. Вскоре это видео стали смотреть не только его родственники. Среди зрителей оказался и Билл Гейтс, поддержавший Хана грантом. И сегодня общее количество просмотров всех видеоуроков Академии Хана составляет более 450 млн. Эти видео содержат 100 тысяч практических задач, которые были решены 2 миллиарда раз.

Дискуссия о социальном воздействии технологий была подхвачена пуристами. Техно-утописты утверждают, что технологические инновации автоматически принесут всем изобилие. Технопессимисты уверены, что они разделят общество на постоянно враждующих лагеря. Пуристы-сторонники свободного рынка утверждают, что любое вмешательство в цифровой "локомотив" будет производить обратный эффект. А государственники считают, что правительства должны обладать огромными полномочиями.

Имеется, конечно, аргумент и за третий цифровой вариант. Мы должны отметить мощь технологии, но также признать, что она порождает некоторое количество проигравших; вмешиваться для исправления опасной динамики рынков, но иметь в виду, что правительство не всегда способно действовать с требуемой точностью. Технология дает нам возможность решить растущую проблему неравенства. Как использовать ее мощь, зависит не только от интеллекта инженеров, но и от мудрости политиков.

17. Работа и восстание машин

Линда Граттон

Технология поднимает множество вопросов о будущем, но ясно одно: основой успеха предприятий станет их способность к адаптации.

Во всем мире работники всех возрастов тревожатся, недоумевают и иногда боятся влияния, которое машины будут иметь на рынок труда — и особенно на их рабочее место. И они не одиноки. Министры в правительствах тоже беспокоятся о потере своих мест и о том, в какой степени сокращение рынка труда распространится за рамки низкоквалифицированных операций. Будут машины заменять или дополнять рабочие места? Почувствуется ли это воздействие в следующем году или в ближайшие десятилетия? Будут ли рабочие места, потерянные в результате автоматизации, заменены на новые, и если да, то каковы будут характеристики этих новых рабочих мест?

За распространением автоматизации на рабочих местах наблюдать весьма увлекательно: беспилотные автомобили, победа AlphaGo над лучшим в мире игроком в го, алгоритмы, оценивающие претендентов на работу или рекомендующие корпоративные стратегии. Машины, кажется, могут делать почти все то же, что и люди.

Я наблюдала влияние автоматики на работу семь лет, в течение которых руководила научно-исследовательским консорциумом Future of Work Research (FoW). Он объединяет руководителей более чем 90 компаний из разных отраслей и со всего мира. При помощи семинаров, фокус-групп и ежегодного обследования мы внимательно следим за работой машин, оказывающих воздействие на рынок труда. Сложно идти в ногу с постоянным потоком новых разработок в области искусственного интеллекта (ИИ), больших данных, машинного обучения и широкого спектра других технологий. При этом возникают новые и конкурирующие между собой философские школы, по-своему интерпретирующие влияние каждой новой технологической разработки и ее потенциальное влияние на работу и общество. Сложность получения результата означает: прямо сейчас невозможно сделать однозначные выводы о том, как именно каждая технологическая тенденция повлияет на рынок труда в ближайшие десятилетия. Вместе с тем возникает ряд общих вопросов, которые, по моему мнению, должны лечь в основу дальнейших дебатов.

Обеспечат ли машины время и пространство для критического мышления и осмысленной постановки целей?

Машины, перестраивающие рынок труда, нельзя назвать нейтральными инструментами, которые появляются независимо от личности и общества. Скорее их разработка и использование отображают наше представление о работе — как и столько мы готовы трудиться. Именно в этом и заключается их влияние на работу и общество. Взаимосвязь между конструированием и использованием наглядно проявляется в разработке машин, предназначенных для экономии нашего ценного времени. В 1960-х и 1970-х годах бытовая техника (стиральные машины, сушилки, пылесосы) создали условия для того, чтобы женщины, ранее занимавшиеся домашним трудом, влились в армию рабочей силы. В последнее время были разработаны технологии, встроенные в смартфон и позволившие сделать жизнь проще — путем подключения к другим устройствам для более легкого и эффективного выполнения работы, а также упрощения организации личной жизни. Идея заключалась в том, что в высвободившееся время можно сосредоточить внимание на ценных и уникальных человеческих качествах — творчестве, любопытстве и инновациях. Нет сомнений в том, что машины действительно сократили сроки выполнения многих задач, ранее требовавших больших трудозатрат: аналитики используют алгоритмы сканирования массивов данных, а не отыскивают тенденции вручную, GPS позволяет логистическим компаниям отслеживать движение грузов с большей точностью и меньшими усилиями.

Однако вот парадокс. Многие машины действительно способны подарить вам больше свободного времени. Но при этом они остаются теми же самыми технологиями, которые лишают нас пространства для творчества и глубокого мышления — бесценных человеческих качеств. Общепринятый характер технологии (в частности, рост числа SMS и уведомлений) приводит к серьезнейшей информационной перегрузке. Работники постоянно отвлекаются потоком информации, завладевающей их вниманием и истощающей их познавательные ресурсы. Таким образом, вместо того, чтобы проводить время за спокойными творческими мыслями, наши мозги как никогда заняты фактами, псевдофактами и слухами, выдающими себя за важную информацию. Изучение наших повседневных привычек показывает: средний работник проверяет свой мобильный телефон более 150 раз в день, отвлекаясь от работы раз в 10,5 минуты из-за SMS, твитов и прочих уведомлений. Для того чтобы вновь сосредоточиться на работе после каждого из этих перерывов, людям требуется в среднем по минуты.

Итак, вопрос: действительно ли будущее — это 300 электронных писем в день, и единственный выход из ситуации — более умная машина? Очевидно, что решение все усугубляющейся проблемы взаимосвязи технологий и работы заключается в поиске путей снижения уровня "шума" в рабочей среде и — что особенно важно — в предоставлении времени и пространства для наиболее ценных человеческих качеств: творчества, рассуждения и принятия решений.

Будут ли машины принимать все решения?

Одной из особенностей, отличающих человека от других биологических видов, является способность принимать сложные решения. Конечно, уже доказано, что иногда машины могут принимать решения лучше. Например, алгоритмы могут прогнозировать такие события, как текучесть кадров и сроки выполнения тех или иных заданий с большей точностью, чем обычные менеджеры. Анализ 17 исследований по оценке кандидатов показал: программа на 25 % эффективнее людей при отборе кандидатов на открытые вакансии. Так можно ли ожидать, что принятие решений и некоторые аспекты управления персоналом будут все чаще выполняться с помощью алгоритмов?

Следует ли готовиться к работе будущего, основанной на аналитических прогнозах, которые будет готовить машина? Это лишь часть вопросов, рассмотренных в ходе Всемирного экономического форума в Давосе в 2014 году, где я вела дискуссию "Компьютеры будут принимать лучшие решения, чем люди". По итогам прений стало ясно: ответ требует глубокого понимания того, как люди будут работать с системами машинного обучения и соотносить себя с ними. Например, будут ли работники готовы доверять искусственному интеллекту и станут ли машины принимать решения от их имени, принимая риск логичных, но аморальных действий? Смогут ли компьютеры когда-либо воспроизвести ценности людей и их эмоции?

Исследования показывают, что многие работники и организации не желают допускать машины до принятия окончательных решений — будь то диагностика пациентов или прогнозирование политических результатов. Люди по-прежнему последовательно предпочитают опираться на человеческие суждения — свои собственные или чужие, — а не на алгоритмы. Отчасти это объясняется тем, что, как утверждают нейронауки, наши решения больше связаны с эмоциями, чем с доступной программированию логикой. Похоже, многие люди принимают решения как рассудочно, так и интуитивно, такую возможность нам дает эволюция префронтальной коры нашего мозга в течение последних 2 млн лет. Этот элемент эволюции человека нелегко понять или воспроизвести, поэтому он не может быть запрограммирован. Проще говоря, реальность гораздо сложнее тезиса, что машины перестанут быть просто инструментами и станут принимать решения за нас. Одновременно тем самым подчеркиваются растущая ценность и важность присущего человеку навыков оценки сложных ситуаций и принятия решений.

Смогут ли машины перенести власть из иерархии в сеть?

Появление облегчающих коммуникацию недорогих компьютеров, социальных сетей и краудсорсинга предоставило возможности для быстрого создания распределенных мировых сетей. Отдельные люди и сообщества могут очень быстро обмениваться информацией, привлекать новых членов и выполнять действия, казалось бы, никем не направляемые. Изменит ли это ось власти с вертикальных иерархий на горизонтальные сети? Станет ли бизнес будущего похожим на сеть без выраженной иерархии и будет ли он действовать через эгалитарные властные договоренности, а не по приказам лидеров? Когда технология позволяет человеку получить больше информации о себе, других людях и мире, какова будет роль руководителя и изменится ли стиль управления?

Интересно, что этот потенциальный нивелирующий эффект технологий до сих пор не реализован. Похоже, видоизменение властных взаимосвязей в организациях с вертикальных на горизонтальные идет достаточно трудно. Показателем этого является тот факт, что с 1983 года число менеджеров, занятых в экономике США, почти удвоилось. Отчасти эгалитарные властные структуры потерпели неудачу потому, что для большинства людей статус и общественное положение в иерархиях крайне важны настолько, что влияют на принятие решений, способность к проявлению альтруизма и на общее психическое и физическое здоровье. Машины могут быть способны уравнивать права, но, похоже, люди пока все еще предпочитают иерархию.

Все это показывает, что потенциальное воздействие машин на рынок труда требует тщательной оценки. Однако было бы наивно делать вывод, будто применение машин окажет лишь ограниченное влияние на работу. По мере того как искусственный интеллект станет все более мастерски анализировать данные и принимать решения, робототехника — занимать малоквалифицированные рабочие места, а машинное обучение — менять работу даже самых узкоспециализированных и квалифицированных работников, рынок труда, талант и опыт начнут подвергаться все большей опасности.

И хотя мы не можем точно предсказать будущее, важно одно: определяющим фактором успеха организации станет адаптивность. Этот процесс был исследован консорциумом Fo W. На наш взгляд, руководители должны внести существенные изменения в свою модель работы в четырех направлениях:

• Восстановление карьерной лестницы. Сокращение рабочих мест среднего уровня квалификации ("размывание среднего класса") за счет автоматизации сломало исторически сложившуюся карьерную лестницу. Исчезновение позиций, требующих средней квалификации, отрезает людям, находящимся на младших позициях, привычный путь наверх и заставляет их искать обходные пути на следующую ступень. Эта тенденция, скорее всего, сохранится. И хотя трудно точно определить, какой слой рабочих мест пострадает в дальнейшем, уже сейчас можно начинать строить нелинейные маршруты, ведущие к вершинам. Переосмысление процесса карьерного роста в организации будет иметь важное значение для решения этой проблемы. Признание того, что вышеуказанные рабочие места вряд ли вернутся на рынок труда, означает необходимость выработки более гибкого подхода к возможностям повышения по службе. Это может привести к тому, что люди начнут делать шаги в сторону или даже покидать организацию, а позже снова возвращаться в нее. В краткосрочной перспективе важнейшая роль в управлении кадрами будет заключаться в обучении и направлении людей, идентификации ценных навыков и возможностей для карьерного развития.

• Выстраивание отношений с профессиональными сообществами. Сочетание мощных платформ для фрилансеров и снижение затрат на запуск проектов малого онлайн-бизнеса создало для талантливых людей бесчисленное количество возможностей. Проведенные в 2014 году исследования показали: 53 млн человек в США работают на фрилансе. Когда на рынок труда выйдет следующее поколение, эта армия еще увеличится. В результате повысится вероятность того, что компании, предпочитающие нанимать штатных сотрудников, упустят ряд талантливых кадров. Это особенно актуально для фирм, продукт которых — идеи и творчество. Понимание, где и как задействовать таланты, будет иметь решающее значение и потребует фундаментальных изменений в традиционных подходах к набору персонала. Компании должны глубоко понимать людей, которых хотят нанять, и их мотивацию. Они также нуждаются в более серьезном анализе окружающей их среды и в способности создавать между работниками и работодателями отношения, выходящие за рамки традиционных.

Это означает переосмысление трудовых отношений как пожизненного альянса. Талантливые люди будут использовать технологические платформы для создания ценностей для самих себя. Они могут быть готовы работать в компании, но затем захотят уйти, чтобы начать свой собственный бизнес, а позже — вернуться в качестве клиента или сотрудника. Таким образом, основной упор будет сделан на налаживание долгосрочных отношений, которые переживут официальный срок занятости. В такой модели "альянса" как работники, так и работодатели будут больше ценить друг друга, несмотря на относительную нестабильность, отсутствие лояльности и долгосрочные вложения в обучение. Для сотрудников это инвестиции в адаптивность и ценность компании; для фирмы — в занятость и развитие сотрудников.

• Поощрение обучения на протяжении всей жизни. Волны новых технологий сметут целые категории рабочих мест и сделают определенные наборы навыков избыточными. Вследствие этого традиционная модель начального профессионального образования, за которой последует постепенное развитие навыков, окажется крайне неадекватной. Вместо этого упор будет сделан на непрерывное обучение, частично поддерживаемое организацией (через доступ к профессиональной подготовке либо к тренингам и работе по гибкому графику) — с тем чтобы люди могли делать инвестиции в повышение своей производительности. Нет никаких сомнений в том, что онлайн-образование станет играть важную роль. Оно позволит людям адаптировать курс под себя, обеспечив получение именно тех навыков, в котором они нуждаются, причем по низкой цене или вообще без затрат и в удобное для них время. С корпоративной точки зрения это поможет получить информацию о потенциале сотрудника, его предпочтениях, степени вовлеченности, стиля обучения и мотивации.

• Партнерство с машинами. Много написано о том, как машины отбирают у людей рабочие места. Однако они облегчат положение многих работников, став их партнерами по умственному труду. Это позволит в будущем сменить нарратив: сожаление по поводу потери рабочих мест уступит место обсуждению того, как машины могут помочь сотрудникам в их повседневной деятельности. Возникает вопрос: что можно делать совместно с роботами? В чем рабочие могут сотрудничать с машинами для выполнения задач, которые они не могли решить самостоятельно? Какие новые рабочие места будут созданы в результате такого расширения возможностей?

Нет сомнений в том, что взаимосвязь между рынком труда и технологиями будет порождать все более серьезные вопросы. В чем на фоне улучшения и усложнения машинного интеллекта заключается ценность человеческого труда? Какова цель технологий, которые мы создаем? Хотим ли мы, чтобы машины принимали решения за нас? Как мы хотим жить и работать друг с другом?

Это нечто большее, чем просто вопросы прибыли или производительности. Это также вопросы общности, морали и ценностей. В своей "Утопии" Томас Мор описывал воображаемый остров. Он рассказывал о повседневной жизни людей, о браках, о праздновании жизни и смерти, а также о законах и принципах существования. Его взгляд на будущее был гораздо богаче и интереснее, чем если бы он сосредоточился лишь на технологическом детерминизме. Возможно, сейчас, через 500 лет после "Утопии", настало время переосмыслить наше будущее в целом и не позволить технологическим разработкам загнать нашу жизнь в технологические рамки.

18. Приемные часы: короткая история

Аластер Рейнольдс

В 2050 году технологии поднимут вопросы души и тела.

Кэсси Эттингер всегда любила забираться повыше. Будучи ребенком, она начала лазать по деревьям, а позже перешла к скалам и тренировочным стенкам. В подростковом возрасте она уже обгоняла в скалолазании людей вдвое старше нее. В 20 лет она пыталась заставить себя получить степень по архитектурному проектированию, но каждые выходные продолжала уходить в горы. Каждое лето она уезжала дальше, чем в прошлый раз, вливаясь в команду таких же альпинистов и мотаясь по всему миру в последние золотые дни массовых межконтинентальных перелетов. После того как она покорила Рохлилахлу и Бимбалуну, ее имя стало известным, и появилась спонсорская помощь от поставщиков одежды и оборудования. Ее лицо часто появлялось в журналах, посвященных скалолазанию, и в документальных фильмах об экстремальных видах спорта.

А потом она сорвалась.

После длительной реабилитации начался следующий этап ее жизни — архитектурная карьера, до тех пор всегда остававшаяся в тени скалолазания. Но теперь Кэсси не покидал страх высоты. До падения у нее никогда не было ничего подобного — за исключением чисто рассудочного понимания: существует риск падения с высоты, и ее жизнь опирается на кончики пальцев и тонкие кусочки металла. Но она никогда не чувствовала этого страха внутри, в душе, как другие люди.

Теперь все стало иначе.

Кэсси приходилось подниматься на самый верх строящегося здания и оттуда смотреть на уже проделанную работу, на сварные швы, новые окна и двери, лестницы и лифтовые шахты. И каждый уровень получал новую оценку в зависимости от того, насколько высоко она была от земли. Ее ботинки и перчатки Geckoflex отлично цеплялись за искривленные легкосплавные секции конструкции. Geckoflex был добр к ней в те дни, когда она еще получала спонсорскую помощь.

New Ofir Framestack — многофункциональный комплекс на окраине города Офир на севере Португалии. Одна его половина жилая, другая отдана бизнесу. Издалека, по мере приближения строительства к завершению, здание напоминало вздымающуюся в воздух причудливую хромированную скульптуру, плотную сетку из перекрещивающихся труб. Или кучу толстых металлических вязальных спиц, как язвили критики.

Однако они пропустили — или решили пропустить — тот факт, что ни один из проектов Кэсси не был случайным, непродуманным, нелепым. Она старалась изо всех сил как при создании проекта, так и при его реализации. Каждый угол, каждая линия — все было важно. В конце концов, людям в этих домах предстояло жить и работать. Проекты должны были хорошо смотреться внутри и снаружи и при любых условиях освещения, солнечный свет — проникать через пустоты в световых шахтах и освещать сады и вертикальные фермы, воздух — свободно циркулировать, дождь — стекать по легким шторам, а не накапливаться в укромных уголках и в трещинах. New Ofir Framestack должен пережить века и выстоять под ударами будущих ураганов, приходящих с Атлантики.

При том что на высоте ей было неуютно, Кэсси все еще нравилось находиться на самом верху. Она поднялась и встала, уперев руки в бока. И на пару мгновений почувствовала, что задыхается. Ее ноги стояли по обе стороны от изогнутого выступа, образованного задней частью когда-то принадлежавшего Qatar Airways самолета Boeing Dreamliner.

"Дримлайнеры" были хороши. Кэсси любила работать с ними.

Вот как раз прямо сейчас приближался еще один.

Она наблюдала за грузовыми дирижаблями еще тогда, когда занималась скалолазанием, и мечтала стать владелицей одного из них. Они получали водород с одной из морских платформ-электростанций, работающих от энергии температурного градиента морской воды. В последнее время дирижабли были повсюду, но их передвижение было медленным и безумно зависело от капризов погоды. Если вы работали над сложным, критически важным проектом, то вскоре не могли думать ни о чем другом, кроме дальнего жужжания моторов грузовых дирижаблей.

Кэсси поднесла руку ко лбу, закрывая глаза от солнца. К ней приближался дирижабль, и его многочисленные двигатели поворачивались в своих гондолах, следуя командам хитроумного алгоритма поддержания высоты. Под его грузовой гондолой висела новая деталь конструкции — фрагмент фюзеляжа пассажирского авиалайнера, киль и крыло были удалены, от них остались одни основания. Сказать "новый" о нем было, конечно, преувеличением. Самолет 25 лет трудился в коммерческих авиаперевозках, затем снижение активности, позже — еще больший спад и, наконец, полный крах всего мирового рынка массовых перевозок. Но для нее это фюзеляж был новым. Теперь это был уже не авиалайнер, а важный структурный элемент конструкции. Большая часть проводки уже была удалена вместе с сиденьями, полом и багажным отделением. Ободранный до голого металла фюзеляж оказался неожиданно просторным внутри и удивительно прочным.

Кэсси помахала дирижаблю, чтобы тот приблизился. Самолет уже был подготовлен для установки, и пара сварных седел ожидала его спуска, чтобы соединить с уже существующей частью здания. Дирижабль начал вращаться, чтобы правильно сориентировать установку. Кэсси пошевелила пальцами, и в нескольких метрах от стыковочного седла закрутилась лебедка, подводя каркас к нужному месту. Конструкция, только что казавшаяся такой легкой и воздушной, тяжело закачалась.

Удерживая равновесие, Кэсси управляла своим самым высоким строительным роботом. Тот был шагающим оранжевым чудовищем — чем-то средним между башенным краном и жирафом работы Дали. Его "шея" высоко возвышалась над строящимся зданием. Робот прикрепил свои тросы к "Дримлайнеру", что позволило дирижаблю начать освобождаться от груза. Все еще управляя роботом, Кэсси пробралась к стыковочному седлу. Рамка опущена, ветер свистит вокруг искривленных элементов конструкции и поет в тросах лебедки. Окончательная привязка каркаса к седлу всегда была самой сложной частью работы.

В правом верхнем углу поля зрения Кэсси замаячило лицо.

Входящий звонок — говорилось в сопроводительном тексте. Доктор Мартин Эббейт.

— Как же не вовремя, — пробормотала Кэсси.

Но доктор Эббейт был в высшей степени настойчив, и пора было перестать избегать общения с ним. Дело даже не в том, что он ей не нравился — просто он давил на нее в вопросе, который она старалась запихнуть в самый дальний уголок сознания. Он ведь неплохой человек. И да, порой он говорит дело…

Она подавила раздражение и приняла вызов. Лучше решить все сейчас, чем заставить его названивать ей до конца недели.

— Боюсь, у меня есть только одна минутка для разговора, Мартин.

— Это все, что мне нужно, Кэсси. Вас в последнее время очень трудно поймать. Работа идет хорошо, я так понимаю?

— Как нельзя лучше.

— Отлично. Я так рад, что ты с головой ушла в эту работу. Это тебе очень полезно.

Тень нависшего над ней каркаса самолета становилась все гуще.

— Я сказала, только минуту, Мартин. Я не хотела бы показаться невежливой, но…

— Все в порядке, Кэсси, я понимаю. Но я должен настаивать, чтобы вы нашли в своем плотном графике время для посещения клиники. При первой же возможности. Есть разработка, очень важная. И она влияет на условия оказания помощи. Думаю, это было бы очень интересно для вас.

— Мне больше не нужно туда, — ответила Кэсси. — Ни сейчас, ни когда-либо в будущем.

— Я прошу вас передумать, — сказал доктор Эббейт с самой мягкой ноткой суровости. — И лучше появиться как можно скорее.

Был один шанс на миллион за то, что во время их разговора один из тросов лебедки разорвется. Но то же самое говорили и о веревке, которая подвела ее именно тогда, когда она больше всего в ней нуждалась. Трос лопнул. Кран согнулся, а дирижабль резко дернулся. В тот же миг хвостовой конец "Дримлайнера" стремительно поехал вниз, как нож гильотины. Холодная оценка ситуации подсказала Кэсси, что у нее нет ни малейшего шанса предотвратить это падение.

В ту же секунду она вздрогнула и подняла руку, чтобы защитить лицо.

Правду говорят: старые привычки отмирают с трудом.

Доктор Мартин Эббейт постоянно сутулился, его дружелюбное лицо было покрыто печеночными пятнами. Его лысина была обрамлена совершенно белыми волосами, а очки, которые он всегда носил поднятыми надо лбом, сияли, как вторая пара глаз. Кэсси знала его с момента аварии, и он выглядел старым даже в самом начале их знакомства.

— Я рад, что вы наконец-то выполнили мою просьбу, — сказал он. — Даже если это заняло у вас немного больше времени, чем я мог надеяться.

— Мне нужно было все закончить в Португалии, — заметила она. — Мы уже немного опаздывали, и я не хотела давать своему клиенту повод для претензий.

— Но все закончилось хорошо?

Она подумала о падении "Дримлайнера", плачевном состоянии его согнувшегося фюзеляжа, разочаровании от вынужденного перезапуска цикла поставки, необходимости торговаться за другой фюзеляж, ожидании еще одного дирижабля…

— Ничего необычного, — ответила она.

— Я вижу, вам нравится эта работа.

— Есть определенные проблемы, — призналась Кэсси. — Вы не поверите, но стоимость этой старой рухляди начинает снова расти. Люди вдруг осознали, что в ней есть какая-то ценность.

— У нас был пик добычи нефти, — сказал доктор Эббейт с ностальгической улыбкой. — У вас есть пик использования фюзеляжей. Но я бы не слишком волновался. Думаю, вы способны подстроиться под любую ситуацию.

— Это было бы здорово. Послушайте, извините за нетерпение, но мне еще многое нужно сделать…

Он кивнул, приглашая ее к двери, которой она так боялась.

— Проходите. Она по-прежнему там.

Кэсси задержалась перед входом. Рецепторы в носу зафиксировали запах мощных дезинфицирующих и чистящих растворов. Датчики ее пластиковых глаз зафиксировали солнечный свет, струящийся сквозь полукруглые шторки и рисующий яркие полоски на стенах, на шкафах машин жизнеобеспечения, на чистых простынях и на неподвижной женщине, лежавшей на кровати и уставившейся в потолок пустыми глазами. Ее глазами.

— Есть проблемы? — спросила Кэсси.

— Не совсем. Я бы сказал, возможность.

Доктор Эббейт поманил ее, предложив наклониться к неподвижному телу, прикованному к постели.

— За десять лет моторное нейропротезирование значительно продвинулось вперед. Когда мы вставляли субкраниальный массив, это потребовало сложной инвазивной микрохирургии. Но риск был оправдан, и мы открыли доступ в ваш мозг. Мы смогли задать вам вопросы, установить степень вашего сознания, вспомнить о прошлых событиях, понять, чувствуете вы боль или нет. Для ваших близких было большим утешением узнать, что вы не страдали.

Она вспомнила серую ткань этого пробуждения. Это был возврат к детскому ощущению времени: минуты и часы казались бесконечными, а дни и недели будто не существовали. Постепенно ей стало казаться, что она всплывает из глубины на поверхность, и к ней возвращается нечто вроде нормальной готовности к действию. Даже сейчас она не вспоминала ни о самой катастрофе, ни о днях, ей предшествовавших.

Она не страдала, нет. По крайней мере не от физической боли. Но она постепенно осознавала ситуацию, и это было не менее травматично, чем любой дискомфорт. Она полностью парализована, абсолютно зависит от машин и круглосуточного медицинского обслуживания. У нее сломан позвоночник, и нервная система не работает.

Это невозможное существование — особенно для тех, кто жил на краю пропасти.

— Вы были в отчаянии, — продолжил доктор Эббейт. — Но постепенно поняли, что надежда еще есть. Ваша система настраивала сама себя, изучая секретный язык мозга. Двустороннее общение стало первым шагом. Затем движение. Не вашего собственного тела, а удаленных устройств. Поначалу это была рука робота. Вы начали самостоятельно есть. Затем произошло полное подключение внешнего тела. То, что было бы непомерно дорого десятилетием или двумя ранее, сегодня стало доступным. Это хорошо для компаний, занимающихся телеуправлением, но несколько хуже для авиастроителей. Я до сих пор отлично помню день, когда вы смогли выйти из этой комнаты.

Его улыбка угасла.

— Но это сделали не вы, не совсем так. Вы управляли говорящим роботом, но ваш разум все еще находился в неподвижном теле, лежавшем на кровати.

— Есть ли в этом смысл, Мартин?

Он подошел к постели и взял табличку. Кэсси наблюдала, как его пальцы постучали по светящимся элементам управления.

— Я сказал: то, что раньше было сложным, сейчас рутинно. Новые системы не требуют каких-либо операций. Они вырастают прямо на месте из микроскопического подкожного семечка, запрограммированного на встраивание и установку необходимых нейронных соединений. Самообучение, самоорганизация. Как еще десятки миллионов людей могли бы перепрыгивать из одного тела в другое, будто это самое обычное дело?

— И?

— Поднимите правую руку, пожалуйста.

Она хотела спросить, зачем это нужно, но у него был настолько командный тон, что она сделала это без вопросов и поднимала руку до тех пор, пока кисть не оказалась на одной высоте с локтем. Молча, словно синхронизируя движения, фигура на кровати подняла свою правую руку. Та двигалась медленно и с трудом, и жест казался странным эхом движения Кэсси.

— Устройство обнаруживает активность в правой процедурной извилине головного мозга, — сказал доктор Эббейт. — Несколько недель назад мы имплантировали в руку самовоспроизводящуюся электромиографическую сеть в обход поврежденной нервной системы. Она выросла и адаптировалась. И стала очень отзывчивой, верно?

Кэсси опустила руку и заметила, что фигура на кровати в точности повторила ее движение. Казалось, они движутся одновременно — и неважно, что одна была хозяином, а другая марионеткой.

— Почему ты показываешь мне это?

— Потому что рука — это только начало. Электромиографическая сеть может восстановить движение всего тела. Ты смогла бы встать с постели и уйти отсюда, и чувствовала бы себя, будто полностью присутствуешь в своем реальном теле.

Кэсси вспыхнула под пристальным взглядом доктора Эббейта и под массой его ожиданий. Она знала, что уже была в том теле, что за 10 лет ни одна из настоящих частей ее тела никогда не покидала этой комнаты. Она была парализованной женщиной, ограниченной одной палатой в частной медицинской клинике, предлагающей лучший уход, который только можно купить за деньги.

— Десять лет назад… — заговорила она.

— Да?

— Если бы вы предложили мне это — шанс снова ходить, быть собой, полностью вернуться в мое собственное тело… Я бы заплакала от радости.

Намек на беспокойство отразился на его лице.

— А теперь?

— Она — не я. Я в другом месте. Мне невыносима мысль о возвращении в нее.

— Вы бы подстроились со временем.

Ее тон был намеренно холодным.

— Уверена, что да. Но я не хочу.

Она специально говорила так жестко с ним, с этим добрым, столь самоотверженно работавшим человеком, который хотел для нее лишь лучшего. По ее спине потекла струйка холодного пота. Конечно, это был не настоящий пот. Ее экзо-тело было дорогим, сделанным на заказ нейропротезным роботом, изготовленным из пластика, сплавов и теплых, пружинящих композитов. Некоторые части были больше похожи на плоть, чем сама плоть. У нее были волосы и поры. Но это не был пот. Ее мозг поверил, что так должно быть, и это создало соответствующую иллюзию.

— Вчера я умерла, — продолжала Кэсси. — Когда вы позвонили, как раз произошел несчастный случай. Трос лопнул, и фюзеляж самолета раздавил меня. Он разрушил мое экзо-тело, которое теперь не подлежит ремонту. Несколько минут у меня не было тела, в которое я могла бы вернуться. Знаете, вам не всегда могут быстро предоставить новое тело — независимо от того, насколько хорошо вы все планируете. Обычно мы не замечаем этого, поскольку переход в новое тело происходит точно по расписанию. Но этот случай не был запланирован, и я вспомнила, каково это — быть в ней, в этом теле.

На щеках доктора Эббейта выступили желваки.

— Но сейчас же было не так, как тогда, теперь вы можете двигаться, ходить… Вы снова будете свободны. Свободно жить и дышать, чувствовать солнце на коже…

— Свободным быть больно, — ответила она все с тем же холодным безразличием к его чувствам. — Это свобода быть раненым, свобода быть убитым.

— Вы же ничего не потеряете, — продолжал он, бросив на нее умоляющий взгляд, будто она пыталась избежать нежелательного подарка. — Вы все равно сможете использовать экзо-скелет — как и сейчас.

— Но я буду знать. За десять лет я забыла, что со мной произошло на самом деле, как легко я могу быть повреждена. И я не хочу вспоминать об этом.

Она улыбнулась, пытаясь смягчить жесткость своих слов, чтобы он понял: она оценила все, что он сделал, все, что он хотел сделать, но он неправ.

— По крайней мере уделите этому вопросу некоторое внимание.

— Извините, Мартин. Вы хороший человек. Хороший, добрый доктор. Но тут не о чем думать.

Она отвернулась от тела на кровати, ненавидя свою черствость, но зная, что так будет лучше для всех.

— Даже если этого хочет моя плоть — я не хочу.

Позже, когда работы были близки к завершению и запасной каркас опустился на свое законное место, она обнаружила оторванную часть себя, застрявшую в расщелине возле одной из сварных седловин. Это была рука, обломанная у локтя.

Кэсси изо всех сил пнула этот кусок, а затем долго смотрела, как он падает в пыль и грязь фундамента.

19. Ма Ганга: Короткая история

Нэнси Кресс

2050 год — время опасности для планеты и научной активности.

Рассвет. На пригорке стоит молодой человек. Широкие невысокие ступеньки ведут вниз к реке, вонючей из-за гниющего мусора. Он бледен, веснушчат и одет чересчур тепло для жары — в длинные брюки и ботинки на толстой подошве, сразу выдающие в нем американца. Он вешает на грудь складной пластиковый холодильник, способный вместить шесть банок пива, и черные плотные лямки свисают вниз. Он выглядит ужасно.

На другой стороне Ганга восходит Солнце.

С обеих сторон парня обходит группа босых стариков в дхоти. Они входят в воду, минуя плавающий мусор, множество увядших цветов и останков животных, зацепившихся за что-то под водой. Губы мужчин шевелятся в молитве. Они поднимают к Солнцу ликующие лица. Изящная женщина в желтом сари присаживается, чтобы наполнить флакон святой водой Ма Ганга. Вдали похоронная лодка прокладывает себе путь среди дрейфующих венков.

Американец спускается по ступенькам. Он распаковывает свой холодильник, выглядящий в этом месте столь же экзотично, как белый медведь, и что-то берет из него. Затем он зажмуривает глаза. Его лицо искривляется в гримасе.

Он не может этого сделать. Он не обязан. Не его дело, не его страна, не его выбор.

Он закрывает крышку холодильника и поднимается по мокрым ступеням.

— Доктор Сандерс! Мы так рады вашему приезду!

Сет Сандерс откинулся назад, а затем попытался улыбнуться толпе людей в мраморном фойе Global Enterprises Partnership. Толпа? Ну нет, семь человек, наверное, нельзя так назвать. Дия обвинила бы его в необщительности.

Но тогда разве она сама не такая?

— Я рад быть здесь, — неловко сказал Сет и вспомнил, что нужно протянуть руку.

— Доктор Ананд, доктор Мюллер, и… э…

— Найджел Харрингтон, — обиженно произнес с британским акцентом высокий мужчина в дорогом костюме.

— Начальник отдела GEP, — весело сказала доктор Ананд, — и наш босс!

Сет понял, что она пытается сгладить ситуацию, но не знал, что с этим делать. Харрингтон — единственный из них, не бывший ученым — имел какое-то отношение к финансированию. А может быть, к политике. Сет произнет: "Привет".

— Добро пожаловать в Индию, — сдержанно сказал Харрингтон. — Надеюсь, мы вместе добьемся отличных результатов.

Они все ждали Сета — того, кто должен был эти результаты обеспечить. Если бы только Дия была с ним! Она всегда знала, что сказать, как очаровать всех. Но она отправилась прямо в отель. И насколько в последнее время она была готова помогать ему?

Люди все еще смотрели на него. Семь пар глаз — синие, коричневые, серые — на семи лицах. Тщательно подобранный баланс этносов, полов, религий. Пресс-дрон летал над головой, неустанно фотографируя эту оптимистичную сцену свидетельства научного прогресса.

Наконец Сет спросил: "Могу я увидеть реку?"

Поначалу GEP была большой фермой по производству препарата для похудения — для тех, кто мог себе это позволить, конечно. Без каких-либо побочных эффектов он полностью отключал чувство голода с помощью генетически модифицированных организмов, поселявшихся в биомассе кишечника и посылавшие четкие сигналы в блуждающий нерв. В течение шести месяцев после появления этого препарата ожирение исчезло из жизни среднего класса Америки. Имитации "черного рынка" нашли своих доверчивых покупателей, а GEP стала четвертой богатейшей корпорацией страны. Население США все четче делилось на две группы — тех, кто мог, и тех, кто не мог защитить себя от стремительного изменения климата, растущих беспорядков и опасности ожирения.

Беспорядки побудили GEP начать — под громкие звуки фанфар — свою экологическую программу. Компания не могла справиться с климатом — скорее всего, с этим никто не мог справиться, — поэтому выбрала меньшую цель, очищая загрязненные реки. Затем она нашла Сета, который уже делал нечто подобное, и окунула его в лучи славы, что ему было совершенно не нужно.

Его полем был эпистаз (взаимодействие генов), последствия генетических мутаций, зависящих от других мутаций, в результате чего изменяются функции белка. Некоторые трансформации были радикальными, даже невероятными. Большинство зависело от новых способов соединения протеинов. Спустя несколько лет терпеливого и упорного труда Сет обнаружил восемь эпистатических взаимозависимостей между разными мутациями в различных штаммах выбранной им бактерии. Затем он провел много лет — долгих, одиноких и плодотворных лет, — модифицируя бактерию и всегда видя перед собой одну цель.

Потом он достиг ее.

Его генно-модифицированная бактерия уничтожила токсин, сбрасываемый текстильными заводами в маленькую индонезийскую реку. Более простые модификации уже перерабатывали обычные сточные воды, но ничего не могли поделать с промышленными отходами. Работая только на рассвете и в сумерках из-за дневной жары, он получил настолько хорошие результаты, что ликовал. Бактерия уничтожала 98 % токсина.

Он не знал и даже не представлял, что за этим последует. Ожидал лишь публикации в журнале и уважения со стороны коллег. Но вместо этого получил медийную известность. За ним следовали роботы, его осаждали журналисты, отчаявшиеся люди из бедных стран писали ему душещипательные письма, подробно рассказывая о гибели детей из-за загрязнения рек и прося о помощи. Сет ненавидел все это. Он сбежал в GEP, приняв предложение заниматься дальнейшим усовершенствованием бактерии для избавления от других токсинов. Сету принадлежал патент. Он будет работать в ультрасовременной лаборатории в Бостоне. Он даже не прочитал свой контракт до конца.

Его "одолжили" Индии. Право GEP на подобное было оговорено в контракте. И компания сделала это, получив великолепный пиар.

Одна из женщин из встречавшей его делегации привела его к Гангу. Какой она была? Он не мог вспомнить. В свои 50 она выглядела бабушкой. Это должно было облегчить разговор с ней, но Сет не мог ничего сказать. Он следовал за ней молча. Очевидно, река была недалеко, и это было бы удобно для тестирования.

— GEP строит прямую и огражденную дорожку к вершине холма, — сказала она. — Кстати, меня зовут Саанви Парт, я из Университета Дели. Думаю, вы меня не помните.

— Простите, я…

Она озорно улыбнулась.

— Все в порядке, доктор Сандерс. Вас познакомили сразу со многими людьми.

— Да.

— И вам это не нравится. Но теперь мы будем постоянно работать вместе. Знаете, я ваш партнер по лаборатории. Старший генетик. Вы нормально переносите жару?

— Да. Нет. Если мы остановимся на минутку…

— Конечно. — Она вручила ему бутылку с водой. — Сядьте у той стены, в тени. Раньше никогда не было настолько тяжело, но вы знаете — все это последствия глобального потепления.

Нет, эти цифры не меняли его жизнь. До Индонезии он жил в лабораториях с кондиционером. Он почувствовал себя слабаком. Но ее улыбка была достаточно снисходительной.

— Ваш английский очень хорош, — сказал он, надеясь, что не сказал ничего предосудительного.

— Я училась в аспирантуре и защищалась в Оксфорде.

Они остановились на небольшой площади около домов и лавок. Сет пытался разобраться в этом вихре цвета, звука и запаха. Храмы, обезьяны, женщины в сари, мужчины в дхоти, мотоциклы, собаки, полицейские камеры, нищие, поющая группа мужчин, несущих труп в сторону реки, фрукты и очаги для жарения пищи и — да — свободно бредущая корова…

Все это увлекательно. Все это не замечало его, жило само по себе, позволяя ему быть лишь наблюдателем.

В тот момент, когда он стоял с бутылкой теплой воды в руке, его сердце дрогнуло. Ребенок, выросший в холодных зимах Миннесоты у молчаливых и жестких родителей, Сет влюбился в Индию.

Он познакомился с Дией на вечеринке, где были все сотрудники. Сет стоял в углу с бокалом красного вина. Он не собирался пить, а хотел только вернуться в свою лабораторию и поглядывал на часы. Через полчаса — хватит уже! — он двинулся к двери, врезался в женщину и пролил вино на ее платье.

Два стоявших рядом человека ахнули.

— Мне жаль… Я не хотел… Я… Позвольте мне заплатить за химчистку!

Еще большее удивление — почему? Потом он обратил внимание на платье: оно было сделано из листьев. Реальные, настоящие листья, но с ними что-то сделали: они тихо шуршали чуть выше порогового уровня слуха; они излучали аромат сосновых игл; их цвет тонко менялся от золотого до оранжевого и розового — за исключением того места, где его вино вдруг заставило их поникнуть и стать коричневыми.

Хозяйка гневно повернулась к нему, и Сет чуть не задохнулся. Как кто-то может быть таким красивым? Миниатюрная, с гривой темных волос, зелеными глазами и безупречной кожей цвета полированного дуба. Она сказала: "Химчистка?"

— Или… что угодно… Я не знаю…

— Понятно, — ее гнев сменился весельем. — Вы Сет Сандерс. Новый мальчик-гений из GEP. Я слышала о вас много хорошего.

— Я… — Он что? Он был идиотом, он должен был оставаться в своей лаборатории, он не вписывался в компанию, особенно такую.

Кто-то пришел ему на помощь.

— Это Дия, доктор Сандерс, — сказал этот кто-то. — Дия Содхи. Знаменитый дизайнер технофестивалей, знаете ли.

Он не знал этого. Она протянула ему руку. Когда в состоянии прострации и смущения он промахнулся, она подняла его безвольно повисшую кисть.

— Здравствуйте, Сет, — сказала она. — Я рада познакомиться с вами.

Кожевенные заводы Канпура в основном принадлежали мусульманам и располагались в мусульманском районе Джаджмау. "Бывали угрозы, — сказала Саанви. — И даже больше, чем угрозы — насилие. В трудные времена люди ищут козлов отпущения".

Изучая Ганг, Сет почти не слушал ее. По открытым каналам отходы кожевенного производства стекали прямо в Ганг. Вода была синяя от хроматов. Через открытые ворота он увидел двор с растянутыми шкурами быков, сушащимися на солнце. Раздетый до пояса мальчик топтал другие шкуры в чане с синей жидкостью. Он видел гусей, коз и облака мух. В воздухе реял запах гниющих туш, смешанный с кислотной аккумуляторной вонью.

— За тридцать лет здесь ничего не изменилось, — сказала Саанви. — Обработка шкур солями трехвалентного хрома делает их более эластичными. Они окисляются и превращаются в соли шестивалентного хрома. Здесь предполагалось построить очистную станцию. Но коррупция в штате Уттар-Прадеш еще хуже, чем в целом в Индии, так что все провалилось — национальные программы очистки, судебные иски, PR-программы, штрафы, сенсоры для выявления нарушений. В Канпуре зарегистрированы 406 кожевенных заводов, и еще больше подпольных, стандарты не соблюдаются нигде. Загрязнение хромом здесь в восемьдесят раз превышает установленные законом предельные значения.

— Восемьдесят?

— Да. Ма Ганга плачет.

Сет внимательно посмотрел на нее.

— Для вас это действительно очень важно.

Долгое время она не отвечала, и он думал, что он снова сказал что-то не то. Наконец она ответила.

— Да, очень. Я ничего не могу поделать с самыми серьезными вещами, уничтожающими Индию — с наводнениями в прибрежных районах, неурожаем, смертями от жары. Но, возможно, мы вместе с вами сможем что-то поделать с загрязнением. А другие — с глобальным потеплением.

Сет нахмурился.

— Кто? Что? Усилия всех правительств по отдельности ни к чему не привели.

Они не смогли справиться с коррупцией, с последствиями сжигания ископаемого топлива, с малодушием в отношении геоинженерии, с инерцией.

Саанви не ответила.

— Давайте вернемся в лабораторию и приступим к работе.

Дия, привыкшая к славе, подсказала ему, как ее избежать: ускользнуть на час, день или даже неделю от следящих беспилотников, репортеров и психов, посылающих ему письма с угрозами или заметки о "тайных научных открытиях". Она возила его в прекрасные места, где никто не интересовался микробиологией или модой: в хижину в Альпах, на ранчо в Вайоминге, в горы в Непале. Начиная с середины XXI века Дия рассматривала эти временные исчезновения как шалость, Сет — как глоток кислорода.

— Ты привыкнешь к этому, — сказала Дия.

Но он не мог. Между поездками он бежал в лабораторию и спал на раскладушке в своем кабинете.

— Я так горжусь твоей работой, — сказала Дия.

А позже добавила:

— Ты слишком много работаешь, Сет.

А еще позже:

— Ты используешь свою работу, чтобы убежать от реальной жизни? Включая меня.

— Моя работа — это моя настоящая жизнь, — запротестовал он и в тот же самый момент понял, что ошибается, только не знал почему.

Ее красивое лицо замерло, превратившись в маску; ее музыкальный голос стал острым, как алмаз.

— Да, — сказала она. — Для тебя работа — это единственно реальная жизнь. Я всего лишь сон, от которого ты устал.

— Дия… — начал он, но не знал, что сказать дальше. Слова не приходили ему на ум, чувства как будто отмерли. Он мог только смотреть, как она отворачивается. Ее черные волосы взлетают на плечах, а спина затвердевает под напоминающим облако платьем. Это платье создала она сама.

Тем не менее она приехала с ним в Индию, хотя и на своих условиях.

— Я уже видела Канпур, — фыркнула она. — Мне он не нравится. Толпа — грязная и бедная. Но моя сестра Анания живет в международной зоне. Я останусь с ней.

Она так и сделала, поселившись с сестрой в увитой бугенвиллеей кондиционированной вилле со смарт-системой, в районе со сверкающими ресторанами и магазинами и вооруженной охраной. По мере того как Сет, Саанви и их сотрудники работали все дольше и дольше, он видел Дию все реже и реже.

Иногда он задавался вопросом: заметила ли она это?

Недели модификации генов, усиление желаемых свойств, тестирование, и снова, и снова, и снова… Неделями они по-новому собирали генетически модифицированные белки, но добивались лишь небольших изменений. Недели горячего жара на берегу реки и холода в лаборатории, невероятного напряжения ума, компьютерного анализа и бессонных ночей.

А потом — вдруг — они с Саанви нашли решение. И измененный микроорганизм очистил речную воду от хроматов.

— Я мог бы пить эту воду! — возликовал Сет.

— Нет, — засмеялась Саанви.

— Мне нужно… Я вернусь через несколько часов!

Он нашел Дию в арендованной ею студии, окруженную рулонами ткани, 3D-принтерами, машинами, в которых он ничего не понимал. Она наклонилась над рабочим столом, разрезая кожу лазерным резаком.

— Дия! Мы сделали это!

Она сдвинула очки на макушку.

— Что?

— Генно-модифицированную бактерию! Мы нашли ее!

— Это здорово. Поздравляю. — Она продолжила резать без очков.

Сет замер.

— Это шкура не буйвола.

— Нет. Теленка. Удивительно эластичная. Я собираюсь…

— Где ты ее взяла?

Дия выпрямилась. Он увидел в ее глазах все, что с ними будет, и что, как ни поразительно, она рада этому.

— Шкура местная.

Он не мог остановить то, что происходило между ними.

— Это шкура незаконно убитого теленка, выдубленная отравляющими реку солями хрома.

— Ты будешь читать мне праведные лекции о загрязнении? Ты? Американец? Да одни только выбросы углерода…

— Дия… Хроматы в конечном итоге оказываются в воде для полива, в овощах, в молоке, в грудном молоке…

— Ты читаешь мне лекции об Индии? Ты даже не слышишь себя! Вы все снисходительны к Индии, романтизируете ее!

— А ты еще хуже — ты пакостишь в своей стране!

Он мгновенно пожалел о своих словах. Хотя, возможно, она не знала использованного им выражения.

Но она все поняла. Ее красивые губы так плотно сжались, что почти исчезли. Когда она снова разжала их, то произнесла:

— Это не работает, Сет. Наш брак. Это не работает.

У него в голове возникла картина рушащегося и обращающегося в прах золотого храма — у него, который никогда за всю свою жизнь не заходил под своды храмов.

Когда Дия улетела обратно в Бостон, он ничего не сказал ни Саанви, ни кому-либо еще. Впереди были еще недели испытаний — лишь после этого можно было послать официальный отчет Найджелу Харрингтону. Бактерия может мутировать во втором, или в третьем, или в 26-м поколении. Важнейшие белковые составляющие могут измениться. Генетически модифицированный организм может по-разному вести себя в различных смесях речной воды, концентрациях хроматов и температурах.

Сет спал на раскладушке в своем кабинете. Саанви уходила домой к мужу, дочери и внучке. Она никогда не комментировала сложившуюся ситуацию.

Жара не спадала. Прибрежные наводнения продолжались, оттесняя миллионы людей по всему миру. Концентрация CO_2 росла. Тропические заболевания переместились в зоны умеренного климата. Новый саммит, посвященный глобальному потеплению, провалился. Происходили беспорядки, перевороты, выборы, в том числе и в США. Сет игнорировал новости, пока ночные перестрелки не приблизились к стенам лаборатории.

Солдаты бросились занимать оборонительные позиции внутри и за пределами лабораторий GEP. Но в этом не было нужды. Они не были целью.

— Двести семнадцать мертвых, — сказал Саанви на следующее утро. — Все в Жаймау.

— Из-за чего? — спросил Сет.

Впервые она посмотрела на него с раздражением.

— Я уже говорила. В плохие времена люди ищут козлов отпущения. Это нападение… Большинство кожевенных заводов принадлежат мусульманам. Войны между индуистами и мусульманами, националистами и глобалистами, коррупцией и реформами, власть имущими и власть хотящими тянулись десятилетиями… Климатическая катастрофа просто заставляет всех действовать решительнее. Не будь таким наивным, Сет!

— Ты говоришь, что ничего нельзя сделать. О насилии, о глобальном потеплении, о… да обо всем!

— Я говорю, что правительства парализованы. Но… — Она остановилась.

— Скажи мне. Ты уже не в первый раз намекаешь на что-то.

Но она ответила лишь:

— Мы должны приступить к работе.

Четыре дня спустя GEP закрыла свой проект.

— Простите, доктор Сандерс, — сказал представитель офиса Харрингтона на этот раз без особого почтения. — С вами свяжутся по поводу вашего отъезда. Сейчас охрана проводит вас до выхода. Вот коробка для личных вещей.

— Но почему?

— GEP определил, что его экологический отдел может быть более полезен в рамках других проектов.

— Это не ответ! И мы почти у цели!

— Мне жаль.

Саанви вышла из лаборатории, неся с собой коробку.

— Сет, подойди.

— Но…

— Подойди.

Она отвела его в кафе, пахнущее куркумой и тмином. Он с трудом давился чаем. Саанви сказала:

— Послушай меня. Будут большие беспорядки. Насилие. Ходят слухи, что мусульмане планируют вылить в Ганг еще больше яда. Сумма взяток, которые GEP вынуждена была платить правительству, оказалась слишком высока. Министр экологии ушел в отставку, его заменили.

— Но какое отношение все это имеет к науке?

— Выпей свой чай.

— Мне не нужен этот чертов чай! — воскликнул Сет, но тут же извинился.

В полумраке кафе глаза Саанви напоминали темные озера.

Он сморгнул навернувшиеся слезы.

— Это просто… мы… Я хотел… А все это так безнадежно… Все, вся планета.

— Нет. Это не безнадежно. — Ее лицо ожесточилось, и она наклонилась к нему. — Ты ищешь не в том месте.

— Что?

— Я тебе кое-что скажу. Не правительства могут помочь планете. Не корпорации вроде GEP. Не университеты. Они все слишком многое вложили в эту катастрофу, с ней связано слишком много корыстных интересов. Помощь придет только от определенных личностей.

Он засмеялся.

— Ага. Как отдельные люди могут все изменить!

— Могут. Я знаю кое-кого, кто может и будет действовать. Они планируют осуществить скоординированный проект геоинженерии, введя в стратосферу завесу генно-модифицированных аэрозолей, чтобы отклонить солнечный свет и охладить Землю.

Сет уставился на нее. Она была серьезна.

— Мы десятилетиями знали, что такое возможно. Да и вы, должно быть, тоже были в курсе.

— Да, — сказал он. — Но, Саанви, ни одна страна не согласилась…

— Не страны. Я же говорила. Этот проект финансирует верящий в это миллиардер. В следующем месяце двадцать самолетов взлетят из разных точек мира и впрыснут этот аэрозоль достаточно высоко, чтобы сохранить атмосферу стабильной.

— Самолеты будут сбиты!

— Некоторые да. Но к тому времени будет уже поздно. Аэрозоли будут выпущены, и планета начнет охлаждаться.

— Вы полностью измените климат! Урожая не будет, и…

— Что-то погибнет. Что-то будет расти лучше. Со временем мы будем в выигрыше. Сет, подумай. Климат уже меняется — и в худшую сторону.

— Но…

— Не заставляй меня пожалеть, что я доверяю тебе эту информацию.

— Вы доверяете непроверенной, радикальной, неизвестной процедуре!

— Не я. Но да, люди доверяются неизвестности. Иногда другого выбора нет. И это принадлежит тебе, а не GEP. Это создал ты.

Из скрытой складки свободных штанов она вытащила пробирку.

На вершине горы загорелый американец остановился. Женщина подошла к нему. Он никогда не видел ее в подобной одежде — в сине-золотом сари. Она легко прикоснулась к его руке, но ничего не сказала.

— Саанви — произнес он.

Морщины вокруг ее темных глаз стали глубже.

— Наука не должна действовать подобным образом, — сказал он. — Я не могу взять на себя такую ответственность.

— Если не ты, то кто?

Он замолчал.

— Сет, дорогой, белок может складываться разными способами, да? Но он не может складываться бесконечным количеством способов. Всему есть предел.

Дия.

Саанви добавляет без нужды:

— Даже наивности.

Долгое мгновение. Похоронная лодка на реке сбрасывает пепел, оставшийся после кремации. Очень старая женщина сбрасывает одежду на нижней ступени лестницы. Над головой слышен гул — над ними медленно летит дрон. Река блестит золотом в лучах восходящего солнца. Сету кажется, что в смертоносном шестивалентном хроме он сможет увидеть "вет-блю"[18], хотя и знает, что это невозможно.

Он спускается по лестнице до реки, открывает флакон и нагибается к священной реке.

20. Заключительные размышления: уроки промышленной революции

Оливер Мортон

Чтобы оценить достоверность содержащихся в этой книге прогнозов относительно будущего технологий, следует вспомнить ключевые события в прошлом каждой из них.

В течение почти всей истории человечества технологии не менялись, передаваясь из поколения в поколение. Люди пользовались теми же инструментами, что и их родители — веревками, мотыгами, пестиками, горшками, иглами, ножами и т. д. Конечно, мир не стоял на месте, порой случались открытия и улучшения: дымоход изменил природу дома, стремя — роль лошади. Однако изменения происходили медленно, а технологии иногда утрачивались, и их приходилось изобретать заново. При строительстве купола собора во Флоренции Филиппо Брунеллески в качестве образца (или, во всяком случае, вдохновения) избрал купол пантеона в Риме. За 1300 лет Западная Европа утратила искусство строительства куполов.

В большинстве стран мира многие технологии по-прежнему переходят из поколения в поколение. Как утверждает историк технологий из королевского колледжа в Лондоне Дэвид Эджертон в своей книге "Шок старины" ("The Shock of the Old"), современное увлечение новаторством уходит корнями в историю привычных технологий (зачастую столь же простых, как рикша или презерватив), являющихся фундаментом многих аспектов человеческой жизни и определяющих, что следует делать и насколько это трудно.

Это относится не только к сельским районам и развивающимся странам. Вацлав Смил из университета Манитобы в своей книге "Основные движущие силы глобализации" ("Prime Movers of Globalization") отмечает, что две фундаментальные технологии, на основе которых сегодня действуют торговля и транспорт, были разработаны уже достаточно давно: дизельный двигатель был придуман в 1890-х, а газовая турбина — в 1930-х. Конечно, для выхода на ведущие роли им понадобилось время, но бóльшую часть прошлого века дизельные двигатели использовались на подавляющем числе судов, поездов и грузовых автомобилей.

По мнению Смила, пожалуй, важнейшая технология XX века — и, безусловно, одна из наименее оцененных[19] — остается неизменной с момента ее появления. В конце 1900-х — начале 1910-х годов Фриц Габер и Карл Бош, трудившиеся тогда в университете Карлсруэ, разработали процесс Габера — первый практический способ "фиксации" атмосферного азота путем синтеза аммиака, что позволяло создать искусственные удобрения и взрывчатые вещества.

Это позволило вести войну в масштабах, ранее считавшихся невозможными: по некоторым подсчетам, во время Второй мировой войны было использовано более 6 млн тонн взрывчатых веществ — невероятное изобилие средств разрушения, которое было бы немыслимо без искусственной фиксации азота. Впрочем, гораздо большему числу людей эта технология помогла выжить. Искусственные удобрения позволили миру прокормить население, за 100 лет — к концу XX века — увеличившееся в четыре раза. Эта технология по-прежнему оказывает решающее влияние на выживание человечества. Хотя масштабы и эффективность производства удобрений значительно расширились и улучшились (как и возможности дизелей и турбин), они до сих пор продолжают производиться по технологии, открытой Габером.

В то же время во второй половине XVIII — первой половине XIX века стали заметны тесно взаимосвязанные изменения природы и общества. Сначала в Великобритании, а затем и во всем мире была отправлена в утиль идея о том, что жизнь следующего поколения будет в основном неотличима от жизни предыдущего.

Индустриальная революция изменила не только технологии, она изменила скорость — как изменения их самих, так и появления и исчезновения построенных на них предприятий. Она создала мир постоянно растущих технологического потенциала и экономик, построенных на основе этого потенциала. Мировой валовой продукт, на протяжении всех предыдущих тысячелетий находившийся в состоянии, близком к стабильному, начал расти в геометрической прогрессии. Хотя скорость роста со временем меняется, сама тенденция остается прежней.

Собственная воля?

Общеизвестно, что это изменение связано с самой технологией, в первую очередь, с паровой машиной в ее современном виде: обретя новую мощь и, следовательно, новые возможности, она сделала этот процесс неизбежным. Ощущение того, что инновации определяют динамику истории (как поршневые приводы — скорость вращения колес), можно встретить повсюду. В рассказах людей об истории технологий доминируют их описания, а не методы использования, подчеркивается именно новизна, поскольку как раз она, похоже, и двигает историю. Это проявляется в экономических теориях, где технологические изменения оказываются вне системы. Это ощущается и в смутном, но устойчивом ощущении неизбежного ускорения прогресса и связанных с ним проблем. Но это идеи не одного порядка. Как отмечает в своем эссе Райан Авент (глава 6), показатели экономического роста не демонстрируют такого ускорения прогресса, какое люди чувствуют в своей повседневной жизни. Возникает ощущение, что технология в некоторой степени автономна и имеет свою собственную волю.

Чтобы понять эту идею во всей ее оптимистичной мощи, прочитайте книгу Кевина Келли "Чего хочет технология" ("What Technology Wants"). Келли — основатель и исполнительный редактор журнала "Wired" (а также мой друг и бывший коллега). Он представляет технологию как организацию, развивающуюся по своим правилам и логике. Его "Техниум", как он называет совокупность всех технологических объектов, является одним из проявлений универсального стремления к большим связности и сложности. Поскольку люди, по мнению Келли, извлекают из связности и сложности пользу — как материальную, так и духовную, — все это идет им на пользу: понимая, чего хочет технология и помогая ей достичь своих целей, человек одновременно решает и свои собственные задачи. Но оптимистичным этот сценарий будет только в случае согласованности действий "Техниума" и человечества. В итоге читатель подводится к ощущению, что при конфликте интересов технологий и людей, именно последним пришлось бы пересмотреть свои приоритеты.

Келли весьма откровенен (и космически амбициозен) в рассмотрении технологии как самостоятельной силы. Впрочем, аналогичное мнение — хотя и не столь четко выраженное — можно найти в любых других менее амбициозных книгах на ту же тему. У марксистов для этого есть особое название: фетишизм. Как отметил Карл Маркс в своем труде "Капитал", современный мир вводит в заблуждение лежащую в его основе социальную структуру — кто делает что, для кого и зачем, — совершенно неестественным образом наделяя неодушевленные предметы способностями, которыми они не могут обладать. Он писал:

В туманном царстве религии… плоды человеческого мозга проявляются в виде автономных фигур, наделенных собственной жизнью, которые вступают в отношения как друг с другом, так и с человеческой расой. То же самое происходит в мире товаров с продуктами, созданными человеческими руками.

Не нужно быть марксистом, чтобы удивиться точности подобного критического описания технологии как автономного образования, живущего по собственным законам и изменяющего социальную среду, в которой оно существует. Подобные дискуссии поднимают вопрос о том, кто выбирает технологии, как происходит их распространение через рынки или другими способами и кто получает от этого выгоду. Такое умышленное запутывание вопроса способствует сохранению текущего положения дел. Но вы можете быть критичным марксистом и не обращать внимания на проблему отношения к технологии как к самостоятельному действующему лицу. С течением времени взгляды Маркса менялись, но они чаще всего оставались вполне детерминистскими: он видел в технологии то, что изменит мир. Например, в работе "Нищета философии" он писал: "Ручная мельница дает вам общество с сюзереном во главе, паровая мельница — общество с промышленным капиталистом".

Как утверждает Андреас Мальм из университета Лунда в книге "Ископаемый капитал" ("Fossil Capital"), увлекательная переоценка промышленной революции — отношений между обществом, паровой мельницей и промышленным капиталистом — гораздо сложнее этого простого описания. Энергия пара часто рассматривается как фундаментальный элемент этой революции, как ключевой шаг, сделавший ее возможной. Но, исследуя различные источники, повествующие о причинах, по которым в конце XVIII — начале XIX века пар получил повсеместное распространение в Британии, Мальм обнаружил, что это произошло от безысходности. Британия однозначно не являлась адептом добычи и сжигания угля — поначалу использование энергии пара явно не было предпочтительным вариантом.

Более того, на сцену уже вышли промышленные капиталисты. Экспоненциальный рост объема производства (что обычно воспринимается как признак промышленной революции) начался задолго до появления паровой машины. Так, уже в 1780-х годах стало расти производство хлопка благодаря введению ряда механических улучшений, являющихся следствием свойств самой этой сельскохозяйственной культуры. Они не только способствовали новациям, но и позволяли реинвестировать значительную часть прибыли (норма прибыли зачастую превышала 30 %) в меры, еще больше снижавшие затраты на производство. В этом процессе использовалась движущая сила, хорошо известная еще тогда, когда Агриппа платил за возведение Пантеона — водяные колеса.

Использование энергии пара обычно рассматривается как переходный этап, когда двигатель внутреннего сгорания еще не был изобретен, а мощности водяных колес уже было недостаточно. Но это неправда. В 1983 году Роберт Гордон опубликовал подробное исследование водоразделов промышленного севера Великобритании. К 1838 году, когда индустриальная революция уже шла полным ходом, все водяные колеса эксплуатировались гораздо серьезнее, чем когда-либо прежде. Но при этом нигде не использовалось даже 10 % гидроэнергетического потенциала. Максимум, достигнутый у реки Трент, составил менее 2 % доступной мощности воды.

Для экспоненциального роста промышленности пар не был так уж необходим. Он использовался не из-за отсутствия альтернативы, а просто потому, что был дешевле тех источники энергии, которые были до него. И потому, что по различным причинам подходил людям, вкладывавшим деньги в производство. Он освободил их от ограничений во времени и пространстве, позволяя ставить мельницы там, где они хотели, и легко изменял скорость их работы. Это позволило добиться высокой концентрации промышленности, использовавшей более крупные массы рабочей силы. Причины, по которым владельцы (и в какой-то мере работники) предпочитали пар воде, не были связаны с присущей этой технологии энергией, а стали следствием социальных отношений между двумя группами людей. Технология не вызвала промышленную революцию, она была ребенком этой революции.

На всех парах

Почему ранняя история паровой машины имеет такое значение сегодня? По трем причинам. Во-первых, это подчеркивает центральную роль капитализма. Реинвестирование капитала в будущий рост рынка создает спрос на технологии, совершенно не похожий на тот, который наблюдался на любой предыдущей стадии развития общества.

Это наглядно демонстрирует феномен, часто принимаемый в качестве доказательства наличия у технологии независимой динамики. При внимательном рассмотрении оказывается, что множество инновационных идей — от дизельного двигателя до телефона и лампочки — приходили в голову одновременно большому числу людей. Начиная с исследований Лэнгдона Виннера и Роберта Мертона в 1970-х годах, параллельные открытия и патенты на изобретения стали нормой, и это позволяет людям вроде Кевина Келли считать подобное явление доказательством существования вещей, которые технология "хочет" делать в дальнейшем. Тем не менее, на мой взгляд, это просто означает, что в капиталистических системах высоко ценится мышление, приводящее к созданию новых продуктов; кроме того, количество новых целей, к которым следует стремиться, конечно. В качестве доказательства рассмотрим, что технологии могли бы сделать в докапиталистическую эпоху, но не стали. Например, тачки с одним передним колесом могли бы быть изобретены еще тогда, но этого не случилось.

Во-вторых, восприятие энергии пара как причины, а не только как центрального элемента промышленной революции, может подсказать, чего люди хотят от технологии. Паровой двигатель стал символом идеи о том, что она работает сама по себе. Это было своего рода фетишистское, суеверное благоговение перед техникой — как преданными ее поклонниками, так и противниками. И надежда (технология спасет нас), и страх (технология погубит нас) должны сыграть свою роль. В конце концов, история Франкенштейна — это история об автономной технологии.

Компьютеры играют сегодня ту же роль, что паровые двигатели в викторианскую эпоху. Они являются технологией, олицетворяющей все прочие ее виды. Когда они говорят "нет" или "да", или "принимают решения", то всегда делают это так, как было определено программами, написанными человеческими руками, с определенной человеком целью и с человеческими недостатками. Но делают это таким образом, что кажется, будто это их решения. Современный сдвиг в направлении искусственного интеллекта настолько интересен именно потому, что, похоже, до предела развивает нашу уверенность в автономии техники. Вопреки Келли, я не верю, что технологии чего-то хотят. Но я верю: это люди мечтают, чтобы технологии чего-то желали (лишь в определенной мере, конечно), и некоторые из них пытаются этого добиться.

Этот акцент на автономии понятен, учитывая, что именно в информационных технологиях за последние несколько десятилетий был достигнут самый очевидный инновационный прогресс (я говорю очевидный потому, что, как напоминает Роберт Карлсон в главе 3, прогресс в биологических технологиях тоже был колоссальным). Однако существует опасность того, что предубеждения относительно автономии как центральной технологической проблемы эпохи могут исказить наше представление о будущем. Возьмем, например, вооружение. В своем увлекательном эссе (глава 11) Бен Сазерленд подробно описывает многие аспекты автономии или интеллекта, которые могут быть использованы в оружии — начиная с пуль, способных огибать углы. Но следует обратить внимание и на предположение из эссе Фрэнка Вильчека (глава 2) о том, что гораздо лучший контроль над ядерной физикой вполне может позволить добиться получения "сверхплотных аккумуляторов энергии меньшего объема, лучше управляемых и более универсальных, чем современные реакторы (или бомбы)".

Этот пассаж напомнил мне замечания, сделанные несколько лет назад Фрименом Дайсоном, великим физиком и математиком, а также коллегой Вильчека. Дайсон говорил, что если можно было бы назвать одно физическое явление, которое он не хотел бы видеть открытым, то это способ вызвать детонацию термоядерной бомбы (то есть водородной) без участия боеприпаса, основанного на реакции деления (то есть атомной бомбы). Мне кажется, это один из тех моментов, о которых говорит Вильчек.

На данный момент сблизить атомы водорода в достаточной степени, чтобы вызывать детонацию водородной бомбы, можно только цепной реакцией деления атомов урана или плутония, то есть атомным взрывом: таким образом, в любую водородную бомбу встроена атомная для запуска процесса. Разработка водородного оружия сравнительно проста: когда в 1942 году первые ученые Манхэттенского проекта приехали в Лос-Аламос, оно было уже сконструировано. Однако накапливать правильные изотопы плутония и урана в необходимых количествах оказалось гораздо сложнее. В 1940-х на это пришлось потратить огромную долю ВВП США. Это по-прежнему нелегко сделать любому субъекту, меньшему, чем государство, но это можно осуществить без предварительного уведомления других стран. Тот факт, что способность производить ядерное оружие распространилась не так широко, как предполагалось в 1950–1960-х годах, и с менее ужасными результатами, во многом объясняется сложностью накопления расщепляющихся материалов, а санкции и другие формы убеждения, включая превентивные удары, еще больше усложнили задачу.

Но если Вильчек прав, и оснащенная мощными компьютерами ядерная физика найдет возможность высвободить энергию атомного ядра в процессе, больше похожем на химическую реакцию, этот барьер может быть снят. В таком мире можно представить ядерное оружие, изготовленное с гораздо меньшими усилиями, чем требуется сегодня, из более легкодоступных материалов и в огромных количествах. Могут появиться террористы-смертники с килотонными зарядами. Подобная перспектива кажется мне более пугающей, чем мысль о том, что системы с искусственным интеллектом восстанут и поработят всех нас. Хотя эта проблема обсуждается намного реже.

Незапланированные последствия

Третья причина обратить внимание на момент появления паровых двигателей заключается в том, что это наиболее значительный в истории пример непреднамеренных последствий. Суть в том, что углекислый газ играет более важную роль в сохранении тепла на поверхности Земли, чем это могли оценить во второй половине XIX века, но лишь в середине XX века стало ясно, что его выделяет множество машин, работающих на органическом топливе и появившихся благодаря развитию промышленного капитализма. Они оказались способны изменить климат планеты, и лишь к концу XX века это стали воспринимать всерьез. Таким образом, решения капиталистов XIX века изменили планету, хотя это вовсе не планировалось.

Последствия использования атмосферы в качестве свалки могли бы быть еще более печальными. Как отметил известный ученый Пауль Крутцен, химические реакции, в результате которых хлор в хладагентах разрушает озоновый слой стратосферы, не были известны в то время, когда эти газы (хлорфторуглероды или ХФУ) были созданы. К счастью, когда проблема была замечена, она оказалась решаемой, хотя озоновый слой все еще поврежден, ситуация не ухудшается и, вполне возможно, процесс удастся обратить вспять. Но если бы химическое поведение хлора было аналогично действию подобного ему брома (или если бы бром использовался в подобных же промышленных масштабах), все было бы совершенно иначе. Через полвека после начала использования бромсодержащих химических веществ бы никаких дыр в озоновом слое не появилось бы — он исчез бы быстро и практически полностью над всей планетой.

Удивительно трудно обобщить информацию о том, как справляться с подобными непреднамеренными последствиями инноваций. Но один очевидный момент заключается в том, что проблема, как правило, является следствием невежества (хотя нередко свою лепту вносит и неправильное представление о дальнейшем развитии ситуации). Порой невежество бывает преднамеренным или даже поддельным — не следует забывать о позорной реакции мировых табачных компаний на открытие того факта, что их продукция привела к смерти миллионов людей, — но оно может быть и вполне искренним. Даже если бы разработавшие ХФУ люди еще тщательнее продумали все свои шаги, они не смогли бы принять более эффективное решение: научные знания, необходимые для понимания последствий их действий, отсутствовали. Дело не в том, что им не хватало информации, а в принципе отсутствовали концепции и инструменты, с помощью которых можно было продумать проблему более глубоко.

Полагаю, не все задачи можно решить сразу. Когда дело доходит до оценки воздействия технологии, необходимо быть очень внимательным к известным неизвестным, хотя в игру всегда будут вступать и неизвестные неизвестные. Пожалуй, наиболее очевидной областью, где они могут скрываться на данный момент, является работа разума, изученного значительно хуже, чем стратосферная химия в 1930-х годах. По мере того как технологии все сильнее увязываются с познанием — а по оценке наших авторов, они играют все более значительную роль в усилении памяти и чувств, в межличностном общении и в работе воображения, — будет возрастать возможность возникновения неожиданных и стойких перемен. Люди-киборги, в мозг которых будут интегрированы технические модули, будут думать и чувствовать по-другому, и никто не может точно предсказать, в состоянии ли подобные изменения нанести какой-либо вред.

Возможные отклики

Впрочем, при возникновении непредвиденных последствий мы можем быть уверены в двух позитивных моментах. Во-первых, проблемы будут стимулировать развитие новых технологий, направленных либо на замену старых, либо на решение задачи таким образом, чтобы все стало правильно. В случае с ХФУ был принят альтернативный вариант с новыми технологиями, предназначенными для той же работы, что и прежние. Что-то подобное наблюдается и в области изменения климата. Некоторые ученые, в том числе Мальм, хотели бы переделать капиталистические общественные отношения, лежащие в основе климатического кризиса. "Капитализм против климата" — так звучит подзаголовок бестселлера Наоми Кляйн (2014) "Это всё меняет" ("This Changes Everything"). Огромные усилия тратятся на замену энергетически неэффективных технологий энергосберегающими, на замену генераторов, выбрасывающих в атмосферу углекислый газ, на такие, которые этого не делают.

Однако есть возможность не просто заменить старые технологии новыми, но и дополнить их разработанными специально для решения различных проблем. В случае изменения климата это могли бы быть геоинженерные, увеличивающие яркость облаков, использующие внедренные в стратосферу частицы для рассеивания солнечного света или удаляющие углекислый газ из атмосферы. Скорее всего, решение наиболее амбициозных климатических задач — таких, как ограничение уровня потепления до 1,5 °C, — невозможно без каких-либо серьезных усилий. Или без использования машины времени, которая позволила бы осуществить политические изменения в прошлом, а не в будущем. Как отмечает Вильчек, путешествие во времени является одной из тех научно-фантастических технологий, которые действительно несовместимы с законами физики. А вот геоинженерия — хотя и имеет много общего с научной фантастикой — является вполне правдоподобной методикой, даже если ее отдача и риск побочных эффектов по-прежнему неясны.

Как бы то ни было, уже ясно: для того чтобы эти, в настоящее время скорее воображаемые, технологии превратились в нечто, что могло бы стать безопасным, справедливым и управляемым, потребуются огромные усилия. Не существует прецедента развития такой амбициозной технологии в глобальном масштабе. Но запуск этого процесса без широких консультаций и всестороннего обсуждения его потенциала в плане возможного ущерба был бы ужасной ошибкой.

Одна из глубинных причин тревоги людей по поводу геоинженерии заключается в их желании получить нечто более прочное или фундаментальное, чем "решение проблемы при помощи технологий". Их можно понять. Но при этом надо понимать, что любые технологии — это своего рода регулировка. Они удовлетворяют потребности и создают новые. Мысль о том, что геоинженерия способна раз и навсегда решить проблему климата абсурдна так же, как и о том, что любая технология (или некая организационная структура) в состоянии оставаться неизменной в мире, где капитализм подстегивает непрерывный рост экономики и постоянные изменения.

Это подводит нас ко второму моменту, в котором мы можем быть уверены, когда речь заходит о реагировании на будущие неожиданные последствия технологических преобразований. Реакции сами по себе будут иметь в том числе и непредвиденные результаты, и новаторы примутся изучать пути смягчения ситуаций, что также приведет к неожиданным последствиям. С этой ленты Мебиуса — или бега по замкнутому кругу — нет очевидного выхода. Как пишет экономист В. Брайан Артур в статье "Nature of Technology" ("Природа технологии"): "Новые проблемы — это ответы на поставленные вопросы".

Технология никогда не может быть использована для решения проблем без принятия социальных решений; одна из опасностей фетишизации технологии как самостоятельного субъекта заключается в том, что она игнорирует этот фактор. Хорошие решения редко можно реализовать с помощью одних лишь технологий, если это вообще возможно. И технология никогда не достигнет своего пика: всегда найдется нечто новое, что стоит опробовать. Многовековой непрерывный процесс технологических изменений никогда не закончится. Четкое понимание того, что технология не действует сама по себе, а лишь используется для реализации определенных целей, и что она будет создавать новые потребности столь же активно, как и удовлетворять старые, облегчит ответственное принятие решений. Но изменения никогда не остановятся.

Благодарности

Никогда не пророчествуйте, особенно о будущем, — так гласит поговорка. Я благодарен всем авторам этой книги за храброе игнорирование этой мудрости и готовность позволить своим мыслям умчаться на три десятилетия вперед.

Одна из радостей работы в "The Economist" заключается в том, что, сделав всего несколько шагов по коридору, можно получить весьма ценные советы. Многие коллеги подарили мне очень важные предложения. В частности, Оливер Мортон и Том Стендейдж были очень полезны при формировании плана и порекомендовали мне многих авторов. Мэтью Саймондс и Наташа Лодер вдумчиво читали написанное и высказывали свое мнение. Зэнни Минтон Беддос побудила меня сделать книгу, а Пэтси Драйден помогла справиться с ней, не упуская из виду повседневную работу.

Клэр Грист Тейлор и Эд Лейк из Profile Books с энтузиазмом поддерживали мой проект во всем и были удивительно терпеливы. Пол Форти помог мне спокойно довести дело до конца. Великолепные Пенни Уильямс, Дэвид Гриффитс и Пип Ро помогли, соответственно, с редактированием, проверкой изложенных фактов и составлением графиков.

Эта книга заглядывает в 2050 год, но в ней рассматриваются данные за 2015 и 2016 годы. Я особенно благодарен моей жене Габи за ее мегатолерантность в отношении времени, затраченного на этот обзор далекого будущего.

Дэниел Франклин

Примечания

1

Используя коммерчески доступные инструменты.

2

676 млн км/ч. — Прим. ред.

3

В оригинале — Moore or less. Игра слов: Moore — так пишется фамилия Гордона Мура на английском, "more" — "больше". Вместе фраза звучит очень похоже на "более-менее", то есть "more or less" (англ.). — Прим. ред.

4

В оригинале — Mooreover. Игра слов: Moore — так пишется фамилия Гордона Мура на английском, moreover — "более того" (англ.). — Прим. ред.

5

Игра слов. Названия оставшихся к тому моменту фирм складываются в слово BUNCH, которое в данном случае может быть переведено русским "прочие" — Прим. ред.

6

16 фунтов = 7,2 кг. — Прим. ред.

7

HAL 9000 (произносится "Хэл") — вымышленный компьютер из фильма "Космическая одиссея 2001 года", обладающий способностью к самообучению и являющийся примером искусственного интеллекта в научной фантастике. Обращенная к нему фраза астронавта "Открой двери модуля, Хэл" вошла в поговорку в англоязычном мире. Астронавта, произносящего ее, зовут Дейв. — Прим. ред.

8

Герой одноименной юмористической сказки Дж. Р. Р. Толкина.

9

Традиционный круглый дом в странах юга Африки. — Прим. ред.

10

Английский ученый-агротехник. В честь него названа британская рок-группа, созданная в 1967 г. — Прим. ред.

11

Обе эти программы на сегодняшний день закрыты. — Прим. ред.

12

В 2013 году Сноуден передал в СМИ ряд секретных документов Агентства национальной безопасности США, касающихся тотальной слежки американских спецслужб за информационными коммуникациями граждан многих стран. — Прим. ред.

13

Игра слов: can (читается как "кэн") — мочь, Khan (читается как "кан") — в данном случае фамилия. Подзаголовок Yes we Khan по звучанию похож на "Yes we can", слоган президентской кампании Барака Обамы 2008 г. — Прим. ред.

14

Некоммерческая образовательная организация, созданная в 2006 году выпускником MIT и Гарварда Салманом Ханом. Цель академии — "предоставление высококачественного образования каждому, всюду".

15

"Джуд Незаметный" — последний роман известного английского писателя Томаса Харди, впервые увидевший свет в 1895 г.

16

Числа 32, — Прим. ред.

17

Термин, используемый сторонниками невмешательства государства в экономику либо для описания слишком большого государственного аппарата, либо для указания на вопросы, которые могут быть решены и без государственного участия. — Прим. ред.

18

Полуготовая кожа, продубленная, но не высушенная, а лишь немного отжатая.

19

Когда автор однажды упомянул об этом в разговоре с великим экономистом Робертом Гордоном, чья работа о подъеме и упадке инноваций обсуждается Райаном Авентом в главе 6, а работа об особенностях водных колес — в этом эссе, он посмотрел на автора как на сумасшедшего.

Content

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

Будущее, которое уже наступило

Введение: познакомьтесь с мегатехнологиями

Часть 1. Основы

1. Набор инструментов для прогнозирования будущего

2. Физические основы будущей технологии

3. Возможности биотехнологий

4. За гранью закона Мура

5. Поколения технологий: прошлое как пролог

6. Великий спор об инновациях

Часть 2 Мегатехнологии по отраслям

7. Завтрашний день сельского хозяйства

8. Здравоохранение и пациенты

9. Энергетические технологии: развитие возобновляемых источников энергии

10. Новые материалы для производства

11. Военные технологии: волшебство и асимметрия

12. Персональные технологии становятся действительно личными

Часть 3 Мегатехнологии и общество

13. Этика искусственного интеллекта

14. Мир, управляемый данными

15. Представьте, что все люди получили новые возможности

16. Мегатехнологии против меганеравенства

17. Работа и восстание машин

18. Приемные часы: короткая история

19. Ма Ганга: Короткая история

20. Заключительные размышления: уроки промышленной революции

Примечания