В Национальном исследовательском университете МИЭТ в рамках проекта "Университетские субботы" прошла лекция о том, ждет ли человечество революция роботов и допустимо ли считать создание искусственного интеллекта научным прорывом. Прямую трансляцию лекции провело сетевое издание M24.ru.
- Мировая экономика, как вы знаете, очень быстро, а главное неуклонно преобразуется в постиндустриальную, или экономику общества потребления, когда обычные товары становятся менее интересны простым потребителям, а товары интеллектуальные – более интересными, более конкурентоспособными. Ну вот, в частности, приведу такой пример, даже хочу у вас спросить: если б вам предложили купить новый компьютерный стол или новый iPhone, чтобы вы предпочли?
- iPhone.
- Молодцы. Еще что-нибудь можете мне назвать из этих интеллектуальных вещей, которые вас окружают?
- iPad.
- iPad. Еще чего?
- iPod.
-iPod. Ну, еще какие-нибудь примеры? Один пока товарищ отвечает. Девочки, не видите вокруг себя никаких вещей?
- Фен.
- Фен? Интеллектуальный фен? В принципе да.
- Интеллектуальный лифт.
- Интеллектуальный лифт. Хорошо. А вот у нас стоит в двенадцатом районе, по-моему, красное здание. Или никто не знает, что это такое? Умный дом. Входишь туда - зажигается свет, у нас то же самое в МИЭТ, в седьмом корпусе - так сказать, умный коридор. Идете по коридору – все зажигается, уходите – выключается свет. То же самое с массой интеллектуальных стиральных машин, вы знаете, что это все уже продается. Радиоуправляемые модели. То есть нас окружает масса интеллектуальных вещей, за которыми в принципе будущее. И вот страны-лидеры по производству интеллектуальных товаров уже сейчас получают решающие конкурентные преимущества, которые дают им возможность управлять будущим. Каким именно будет это будущее? В настоящее время предсказать невозможно, но, тем не менее, существует ряд таких теорий и ряд сценариев развития этого будущего, которые предложены выдающимися зарубежными и отечественными учеными. В частности, великий русский экономист, Николай Кондратьев - возможно, вы его знаете - в начале двадцатого века предложил так называемую "теорию больших волн". Оказалось, что все мировое сообщество подчинено развитию больших циклов, которые длятся в течение пятидесяти лет, плюс-минус десять лет, и в это время формируются новые технологические уклады. Сначала возникает наука, в каждом технологическом укладе, которая длится 10-15 лет научной разработки, потом опытные образцы 10-15 лет, и затем еще 10-15 лет происходит формирование этого технологического уклада.
Мы еще вернемся к этой картинке. Мы видим технологические уклады, известные и где-то близкие вам. Четвертый технологический уклад, например, – с 1900 по 1945 год - был характерен тем, что было массовое производство товаров, автомобилей, самолетов, тяжелого машиностроения, большая химия. Благодаря этому Россия в этом технологическом укладе лидировала, и благодаря тому, что у нас страна СССР была сверхдержавой, в это время СССР выиграла этот технологический уклад. К сожалению, пятый технологический уклад, который характеризуется наличием компьютеров, интернета, малотоннажной химии, т.е. производства, например, фармацевтических товаров - огромное количество лекарств сейчас производится не на огромных фабриках, а малых коммерческих фирмах, - электроника, интернет - к сожалению, здесь лидируют США, страны Юго-Восточной Азии, Германия, Япония. СССР, к сожалению, в связи с реформами, в связи с перестройкой его проиграло.
Вот еще раз вернемся к этой страничке. Мы вот здесь видим: все мобильные телефоны в России произведены за рубежом. Шестой технологический уклад наступит, по расчетам ученых, уже в 2014 году, т.е. на будущий год. И наша с вами задача сделать так, чтобы наша страна стала одной из передовых держав в этом технологическом укладе. Что для этого нужно? Еще раз вернемся к этой картинке. Вот основатель, один из футурологов, американский Элвин Тоффлер, который родился в 1928 году, в 1970-ом году выпустил свою книгу Future Shock. Future – от слова "будущее", т.е. шок, которое испытает человечество, перейдя к постиндустриальному обществу. Он выделил три стадии развития, которое прошло человеческое мировое сообщество, это аграрное (в эпоху каменного века), затем индустриальное (новое время, вы все изучали историю, знаете, что это такое), и постиндустриальное, т.е. вот наша эпоха. В постиндустриальном обществе доля людей, занятых в аграрном секторе, - всего 15%, а в сфере услуг превышает 50% от всей рабочей силы. Т.е. в основном люди будут заниматься вещами, которые связаны с когнитивными технологиями, т.е. со знаниями, с высокими технологиями и с инноватикой.
Таким образом, в шестом технологическом укладе количество людей, занятых в сфере услуг, увеличится, и шестой технологический уклад - это у нас нанотехнологии, вы уже слышали, наш вуз занимает одно из ведущих мест в стране по развитию нанотехнологий, и у нас на кафедре нанотехнологий - КФН - ведутся новейшие разработки.
Далее новое природопользование – это экология, равновесное, когда нету этих бешеных ПДК, вот вы видите, вырубают рядом, в 4-ом районе все леса вырублены, потому что загублена экология. А в шестом экологическом укладе все придет в равновесие: и экология, и все окружающее нас пространство.
Новая медицина. Что имеется в виду? Будут созданы такие лекарства, которые позволят на основе нанотехнологий... вводятся, например, в кровеносный сосуд в виде инъекции, и роботы-наноассемблеры чистят человеку сосуды. В результате чего снабжение кислородом кровеносных сосудов человека улучшается, продлевается его жизнь до 150, а в будущем и до 500 лет.
Биотехнологии. Это открытие генома человека, как вы знаете это одно из величайших достижений уже нашего с вами времени. Т.е. на основе биотехнологий возможно будет преодолевать заложенные при рождении болезни, и человек рождается здоровым.
Наступление шестого технологического уклада, о котором я уже говорила, неизбежно. Прогресс не остановить. Вы изучали в истории, что все развивается по спирали и, тем не менее, прогрессирует, и наиболее прогрессивные ученые всего мира уже думают о том, каким образом сформировать будущее. В нашей стране в 2008 году был создан Институт современного развития под попечительством Дмитрия Медведева, бывшего нашего президента, как вы знаете. В США точно такой же институт будущего - Институт сложности в Санта-Фе. В США вообще работает 50 мозговых центров, которые занимаются проектированием будущего. Они основываются на работах Николая Кондратьева, который предложил теорию больших циклов, кроме этого, используют теорию инновационного развития Брайана Артура, теорию техноценоза наших российских ученых Л.Г. Бадаляна, В.Ф. Криворотова и структурно-демографические модели П.В. Турчина. Что это значит?
Теория инновационного развития Брайана Артура предусматривает, что любое государство должно основываться на предыдущем развитии. Как вы думаете, что будет с африканским племенем, которое в чащобе, в джунглях, если предложить им использовать iPhone? Как они его воспримут?
- Никак.
- Никак. Ну, или как. Могут испугаться, если он зазвонит, если они его никогда не видели. Правильно?
- Опыт проводили: выбросили в африканское племя гуманитарную посылку с iPad с интерфейсом на английском языке. И через полгода они изучили английский язык, "разлочили" iPad и вышли в интернет.
- Молодцы. Тем не менее, полгода им все-таки понадобилось, т.е. на самом деле эта теория Брайана Артура, что необходимо все-таки учитывать предыдущее развитие, она на самом деле подтверждается. Далее.
Теория техноценоза, о чем она говорит? Она говорит: мы видим с вами постоянно техногенные катастрофы. Оказывается, на самом деле выполняется примерно 30% указаний администрации. Это и в государстве, и в любой организационной структуре, и в любом офисе. Ученые прикладной - это вот Лия Бадалян, профессор института прикладной математики Российской Академии наук, которая находится в Москве, - задумалась над этим фактом, почему же так происходит. И оказалось, что структура, в которой огромное количество управленцев (а, как я уже сказала, у нас более 50% населения будет заниматься услугами и управленческими делами) - оказалось, что структура подчиняется другим законам. И вот на основании математических моделей ей была создана теория, таким образом предотвратить техногенные катастрофы. Ну, вы слышите, что творится у нас: то электростанции рушатся, то какие-то катастрофы происходят - вот это все рассматривается в процессе становления и процессе конференций Института современного развития. Институт современного развития ежегодно проводит около 350 научных конференций по поводу того, как создать хорошее будущее.
Ну и, наконец, структурно-демографические модели будущего – это теория, которая говорит о том, что демография, т.е. рост населения, влияет на инфраструктуру каждого зарождающегося и существующего государства. Как вы сами понимаете, чем больше население, тем больше для поддержания государства нужно собирать налогов, соответственно, это влияет на жизненный уровень населения и так далее. Т.е. тут масса проблем, которые необходимо решать. И, видимо, вам придется их в будущем решать.
Одним из создателей теории будущего и обосновавшим эпоху наступления нанотехнологий является Ричард Фейнман, американский физик, который еще в 1959 году читал свои лекции в Калифорнийском технологическом институте, вот канун 1969-го года. Фейнман прочитал самую известную его лекцию "Внизу полным-полно места", на молекулярном уровне он рассмотрел возможности создания макровещей. Вы все знаете, чем отличаются все тела друг от друга? Практически, казалось бы, ничем. Все мы состоим из молекул, молекулы состоят из атомов, и т. д., т.е. абсолютно все тела. Тогда, казалось бы, что можно сделать, чтобы создать любой стол, стул, тот же iPhone, - надо просто запрограммировать соответствующие атомные структуры так, чтобы они собирались соответствующим образом, и из них получался стол, стул, iPhone и т.д. Вот именно об этом он предложил впервые, что возможно механически перемещать одиночные атомы при помощи манипулятора соответствующего размера. Только таким образом такой процесс не противоречит законам физики. И предложил это сделать следующим способом: создать сначала большой механизм, который мог бы собирать из крупных частиц какую-то структуру, ну, например, из деревяшечек собирать стул, затем на порядок уменьшить этот механизм и уменьшить размеры создаваемой структуры, ну, например, перед вами любая микросхема, любой iPhone - поменьше, естественно, вы видели чипы, - затем еще на порядок уменьшить механизм и создать еще меньший прибор или какую-то структуру, и так дойти до атомарного уровня: т.е. когда можно будет брать одиночный атом и соответственным образом его сгруппировать. Т.е. вся проблема была только в том, чтобы создать такой прибор, который может собирать отдельные атомы и в соответствии с программой создавать самые необходимые нам структуры, чтобы получать любые вещи.
В результате был создан туннельный микроскоп, который с помощью маленькой острой иглы молекулярного уровня манипулирует вот этими атомами и собирает любые необходимые нам структуры. Предполагается, футурологи и американские ученые выдвинули такую теорию и рассчитали на математических моделях, что где-то в двадцатые годы, к сожалению, вот они уже подступают, наступит так называемая новая сингулярность, т.е. совершенно новый процесс и новое осмысление всех вещей, когда вот из этих отдельных атомов мы можем создать все, что угодно. Поэтому все фантастические фильмы: "Звездные войны" и т.д. - все, что вы смотрите, там, где с тремя ушами, с пятью носами и т.д., - это все возможно благодаря тому, что с помощью туннельного микроскопа или таких механизмов можно будет собирать вещи, вплоть до того, что формировать свое лицо, формировать любые костюмы, формировать все, что вам захочется. Вот вы придумали в своем воображении все, что захотели, и все это будет доступно в век новой сингулярности.
Мы сейчас пока с вами живем в постиндустриальном обществе. Для сравнения, чтобы было ясно, какими размерами манипулирует туннельный микроскоп, о котором идет речь, о чем шла речь в физике Фейнмана, вот перед вами изображение клетки. Клетка имеет размер 2 ,20 микрометров (мкм), от 2 до 20 микрон, волос наш, посмотрите, по сравнению с этим, гораздо крупнее, хотя, старые люди, возможно, без очков и не видят отдельную волосинку, а вот этот вот рисунок, в одном сантиметре 2 нанометра, вообще мельчайшие частицы, трудно их даже представить. Молекула воды – 0,37 нанометра. Вот перед вами нейронная сеть: аксоны и синапсы и нейронные клетки. И самая маленькая – это атомное ядро от 1 до 7 фемтометров. Если нанометр - это 10 в минус девятой степени метров, то один фемтометр – это 10 в минус пятнадцатой степени метров. Это вообще трудно представить, какими размерами будут манипулировать в новой сингулярности. Тем не менее, не смотря на то, что и микро- и наномир по истине безграничен, еще Ленин говорил, что электрон так же неисчерпаем, как атом, наверное, вы знаете это, не смотря на то, что наномир безграничен, существуют, тем не менее, пределы роста. Мы пока еще не умеем решать задачи, которые успешно решаются системами обработки информации в клетках.
Перед вами портрет ученого Гордона Мура. Этот закон Мура изучают у нас на кафедре вычислительной техники и практически на всех первых курсах МИЭТа. Он гласит о том, что каждые два года количество транзисторов на чипе увеличивается в два раза. Представьте себе, когда я пришла в институт МИЭТ, у нас были огромные платы, и одна электронная вычислительная машина занимала два таких зала, в которых вы сейчас сидите. Сейчас вы оперируете не только персональными компьютерами, но и iPhone и сотовыми телефонами, на которых стоят операционные системы и с помощью которых вы можете выходить в интернет, работать в редакторе и т.д., производить элементарные вычисления. Тем не менее, в 2007 году Мур сказал, что закон, очевидно, скоро перестанет действовать из-за того, что существует атомарная природа вещества, и меньше, чем атом, мы не сможем создать транзистор. Но с помощью квантового компьютера, тем не менее, существует, и тут мы можем преодолеть, закон Мура.
И еще интересные сведения Мур изложил по поводу того, как развивается сейчас техника. Если бы авиапромышленность в последние 25 лет развивалась столь же стремительно, как промышленность средств вычислительной техники, то самолет "Боинг" стоил бы сейчас 500 долларов и совершал облет земного шара за 20 минут, затрачивая при этом 18,9 литра топлива. Представляете, как бы было здорово, если бы, т.е. с какой скоростью на самом деле развивается электроника, по сравнению со всеми остальными областями промышленности. В общем, это в ваших руках - преодолеть все законы, препятствующие дальнейшей миниатюризации и создать новые структуры, новые вещества.
И еще одна проблема, которая препятствует, о которой говорил Мур, - это то, что происходит огромное тепловыделение на кристалле, когда плотно-плотно расположены транзисторы, когда стираются - обнаружен был такой закон - что когда происходит стирание данных (вы представляете, что это такое, поскольку на компьютере работаете), выделяется такое огромное количество тепла, что сгорают рядом лежащие транзисторы. Так вот, оказывается, и эту проблему можно преодолеть благодаря тому, что существует наука синергетика. Синергетика - у нас она изучается в МИЭТе на старших курсах в ходе магистерской программы, и это потрясающая наука, основной составляющей которой является теория хаоса. Оказывается, что упорядоченные структуры - все создаются из хаоса.
Эйген. Фото: nobelprize.org
Вы, наверное, слышали теорию Большого взрыва, т.е. все эти спиральные галактики - все это из хаоса произошло. И вот, перед вами, портрет Нобелевского лауреата Эйгена. Он разработал и рассказал о так называемых гиперциклах, о законах автокатализа - вы все изучали химию, знаете, что это такое. Существуют исходные вещества, и если взять определенные вещества в определенных количествах, то этот процесс происходит беспрерывно и при этом образуются новые вещества, и одно переходит в другое, другое переходит в третье, и если никакой конкурентной борьбы нет между самими молекулами, то этот процесс происходит бесконечно до тех пор, пока молекулы не самоорганизуются, т.е. не образуются какие-то новые структуры. Вот я уже привела пример: спиральная галактика – новая структура. В природе, например, это любые прайды, знаете, львы собираются в прайды – это закон самоорганизации, дальше, такое явление неживой природы, как кучевые и перистые облака. Иногда происходит эффект образования тепловых улиц, когда конвекционные потоки воздуха поднимаются в верх, и происходит регулярное красивое движение облаков. Оказывается, это все самоорганизация неживых структур: конденсатов, паров, конвекционных потоков, которые такие интересные вещи производят.
Еще синергетика обладает такими характеристиками: междисциплинарность, т.е законы синергетики. Это такие законы, которые можно перенести из естественных наук в социальные. Например, известны физические законы движения жидкости по трубам. Оказывается, кровеносная система человека и движение крови по кровеносным сосудам подчиняется абсолютно тем же законам. Это, соответственно, упрощает задачи медиков, потому что известны и формулы, и все остальное для того, чтобы производить какие-то операции, улучшать жизнь человека, можно применять те же самые вещи. Например, если в коллективе существует лидер и антилидер, и они конкурируют друг с другом, т.е. происходят какие-то конфликты, если уволить одного из них, то через какое-то время опять в коллективе выделится лидер. Если уволить антилидера, через какое-то время опять выделится кто-то из группы людей и вновь он будет антилидером в данной группе. В свое время, во время Великой Отечественной войны, законы самоорганизации подтвердились таким ужасным фактом: Гитлер уничтожил абсолютно все сумасшедшие дома, все психушки в Польше, чтобы не было сумасшедших людей на данной территории. Но оказалось, что буквально через полгода количество сумасшедших восстановилось ровно в той же пропорции по отношению к здоровым людям. Т.е. природа саморганизуется, и существуют особые законы, которые изучает синергетика, которые в результате хаоса создают те же самые структуры. Они нужны для того, чтобы система была устойчивой. Любое государство, любая маленькая структура подчиняется законам синергетики.
То, что касается синергетического развития будущего, то тут перед вами ряд основных постулатов, что необходимо сделать, чтобы будущее стало лучше, чем настоящее, чем прошлое. Выращивать наноструктуру, наноматериалы снизу вверх, т.е., как я вам говорила уже, маленькие атомы собирать по особым алгоритмам, так, чтоб получать заданные вещи. Все, что относится к нанотехнологиям, самоорганизации, был проведен такой опыт, может быть вы его и не знаете: американский ученый Томсон решил посмотреть, возможны ли в рукотворных изделиях процессы самоорганизации, и рассмотрел это на чипе величиной 64 ячейки на 64. Надо было сделать так, чтобы на вход подавался сигнал частотой 1 Герц, 1 Герц и 10 Герц, чтобы система при подаче сигнала 1 Герц уровень на выходе был равен нулю, при подаче сигнала 10 Герц – уровень был равен 5 Вольт. Выделил из этого огромного чипа сто ячеек 10 на 10 квадратиков и создал программу в виде пятидесяти различных файлов, которые он запускал на вход этой системы, на вход этого микрочипа и смотрел, что будет получаться. Понадобилось 3 500 итераций, чтобы этот чип сам начал различать 1 Герц и 10 Герц. И после 3 500 цикла на выходе появилось 5 Вольт. Он решил посмотреть, что же произошло. Содрал всю верхнюю часть микросхемы, вы примерно представляете себе, что такое микросхема, посмотрел, что же там оказалось. Из 100 ячеек только 21 ячейка была задействована в том, чтобы различать уровень частоты этого сигнала. Причем эти ячейки были расположены очень странным образом: замкнуты друг на друга, какие-то были совершенно не понятные пути. Он решил удалять ряд межъячеечных связей и посмотреть, что будет. Оказалось, до 6 ячеек эти межструктурные связи удалялись безболезненно, 6 ячеек – работали на выделение частоты. Но при этом, когда удалили все остальные ячейки, оказалось, быстродействие микросхемы резко упало, поэтому ему пришлось опять вернуть все эти ячейки на место и микросхема работала. Дальше он задумался, это все пример самоорганизации уже в микроэлектронике, а если на наномолекулярном уровне? Т.е. представляете рукотворные вещи сами организуются так, чтобы выполнять какие-то задачи, заданные человеком? Он решил перенести эти 10 ячеек, 10 на 10, в другой угол чипа и сделал то же самое. Оказалось, когда он вскрыл, не 3 500 итераций пришлось сделать, а гораздо меньше. Произошло тоже самое, но было задействовано уже меньше ячеек и межструктурных связей. Т.е. структуры рукотворные самоорганизуются таким образом, чтобы была устойчивой система. И это все наше будущее.
Разведчик "Шмель-1". Фото: yak.ru
Междисциплинарность. Как уже говорилось, синергетика переносит законы одной дисциплины полностью к другим дисциплинам, т.е. из естественных наук в гуманитарные, из социальных наук в естественные. В частности, перед вами израильский "Шмель" - разведчик. Это беспилотный шмель, который в настоящее время используют во многих армиях мира, собирает информацию и благодаря тому, что... Какова здесь междисциплинарность? Используются законы биологии, используются законы физики летательных аппаратов, плюс законы сбора и обработки информации, кодирование, декодирование - то, что вы можете узнать, придя в МИЭТ, у нас масса кафедр, первые два курса вас обучат многим из этих законов, которые применяются, например, для создания этого "Шмеля".
Кроме этого, в 1967 году русский ученый Владимир Веселаго, создал так называемый эльфийский плащ-невидимку, для того чтобы стратегические бомбардировщики были не видны. Оказалось, что при определенных структурах материала световые волны отражаются. Вот в виде такой линзы они обтекают предмет, и предмет становится не видимым. К сожалению, в связи с перестройкой, в связи со свертыванием ряда работ в нашей стране не удалось реализовать этот проект, но вот сверхзвуковой бомбардировщик В-2 в ряде зарубежных стран уже использует эффект невидимости и создания прохождения таких лучей, которые делают невидимым сам объект наблюдения.
Еще раз подчеркнем необходимость развития междисциплинарности, т.е. от сложного к простому: сначала мы изучаем: для того чтобы изучить, как работает мозг, мы изучаем работу клетки и затем в клетке рассматриваем межклеточные структуры. На основе этой междисциплинарности в последнее время была создана наука NBIC – NanoBioInfoCognito. Происходит использование нанотехнологий, биотехнологий, информационных и когнитивных технологий.
Что такое информационные технологии? Кто может сказать? Вы же с ними общаетесь в школе и дома, везде.
- Вещи, которые используют информацию.
-Информацию? Ну где-то информацию. Информационные технологии, вы говорите? Есть другие версии? Просто используете информацию? Если вы не изучали английский язык, допустим, вам говорят на английском какое-то предложение, вы поймете то, что говорят?
- Нет.
- Ну вот. Значит, просто использовать информацию не совсем информационные технологии.
- Скорее, это обработка полученных данных?
- Вот. Совершенно верно. Информационная технология – это технология обработки, передачи, приема, интерпретации, кодирования, и семантического, т.е. логического преобразования. Это то, что используется у вас в компьютерах, мобильных телефонах и в массе интеллектуальных вещей.
Далее у нас биотехнологии. Биотехнологии изучаются в биологии в виде дисциплины, которые использует возможности живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач. Сами можете назвать какие-нибудь биотехнологии, которые вам уже известны? Биологию не изучали? Вот я вам только что показывала израильский шмель-разведчик – биотехнологии в полном…
- Клонирование.
- Клонирование – биотехнология. Совершенно верно.
- Стрекоза-разведчик.
- Правильно. Стрекоза-разведчик – биотехнология, совершенно верно.
Дальше. Нанотехнологии – это атомарные технологии наноразмеров, т.е. десять в минус девятой степени. Мы поподробнее по нанотехнологиям еще посмотрим, там будут в дальнейших презентациях слайды.
Когнитотехнологии. Когнитивные технологии – это психологические методы и приемы, ориентированные на развитие человеческого интеллекта, воображения и ассоциативного мышления.
Перед вами 3 ученых: Джон фон Нейман, архитектура фон Неймана применяется у нас во всех компьютерах, вы, наверное, знаете; Тьюринг – один из создателей первой ЭВМ (в магистратуре в МИЭТе, да и на первом курсе у вас будет дисциплина – информатика, где вы изучаете историю вычислительной техники). Одна из первых вычислительных систем и законы Тьюринга применялись при создании ЭВМ; ну и, наконец, Пенроуз – был создателем когнитивных технологий, которые применяются сейчас достаточно широко.
NBIC-технологии в США применяются уже лет 15 точно в институте сложности в Санта-Фе, у нас в Петербурге есть группа из аспирантов, профессоров, докторов и ряда людей, работающих в социальных, психологических науках, которые изучают процессы самоорганизации, синергетические процессы в обществе на основе этих когнитивных технологий. Их всего пока 15 человек. В Москве, в Курчатовском институте, тоже существует NBIC-группа, и в принципе, кому интересно, я думаю, дорога вам открыта.
Биовычисления – нейронаука, иллюстрируется здесь следующим слайдом. Существуют такие области синергетики, как многоагентные системы, ДНК-вычисления, т.е. вот это, можно сказать, биотехнологии. Нейронные сети у нас используются где, как вы думаете?
- Вычислениях?
- Нейронные сети впервые были использованы в США, чтобы распознать подпись на кредитной карте банковского служащего. У нас проводили развитие нейронных сетей еще в советское время, вот буквально в НИИМП, прямо через дорогу перед МИЭТом.
Игра "Жизнь". Фото: thejam.ru
Клеточные автоматы были открыты где-то в 1949 году, вот перед вами демонстрация так называемой игры "Жизнь". Теперь они снова входят в моду, и на основе этих клеточных автоматов имитируются и изучаются жизненные процессы. Более того, поставлена гипотеза, существует ряд правил: клетка убивает клетку, если вокруг нее там три мертвых клетки, две живых, очень сложная система, придете в МИЭТ, научитесь. Но самое интересное, что она используется для того, чтобы предугадывать или прогнозировать будущее развитие ареалов и ряда государственных структур.
Ну вот, наконец, перешли к нанотехнологиям. У вас уже были лекции по нанотехнологиям? Нет, не знаете?
Фуллерен
Тогда скажу следующее. Основная революция в высоких технологиях произошла в связи с открытием так называемого атома фуллерена - вот его формула, - который оказался в сто раз прочнее вещества, созданного из этого фуллерена - из углеродов - в сто раз прочнее стали и в шесть раз легче. Вы понимаете, какие перспективы открываются благодаря открытию таких материалов? Это и бронежилеты, и системы защиты - оказалось, кроме этого, что с помощью нанотрубок можно создавать любые вещи. Оказалось, что с помощью нанотрубок можно создать космический лифт, находясь на расстоянии 36 000 км от Земли, он может перемещать на геостационарную орбиту, абсолютно не затрачивая никаких энергетических усилий, только с помощью центробежной силы. Представляете, что это такое? Таким образом можно перевозить огромные грузы, канат из нанотрубок, длиной 100 000 км можно протягивать между различными планетами, т.е. за этим будущее. Единственное, в чем риски применения такого рода нанотехнологии? Будет загрязнен ближайший космос, т.е., если многие страны будут владеть этими технологиями, вы представляете, всем захочется. Весь космос будет пронизан нанолифтами, нанотрубками и вот этими веществами. Новый виток гонки вооружений, поскольку это очень заманчиво - из космоса контролировать все территории и все страны. Формирование нового технологического уклада – нанонеравенство. Что это значит? Это значит, богатые страны будут иметь нанотехнологии, а слабо развитые страны не будут, соответственно, можно их подчинить воле высокоразвитых стран. Вот из-за этого необходимо, чтобы наша страна попала в шестой технологический уклад в качестве лидера.
Ну и наномечты, т.е. все, что основано на нанотехнологиях: мобильные нанороботы, наверное, вы представляете, что это такое?
- Таблетки, которые сами ползают по организму…
- Например, да. Универсальные молекулярные ассемблеры, что это такое? Что такое ассемблеры?
- Сборщики.
- Сборщики, правильно. Вот эти самые молекулярные ассемблеры будут собирать из этих атомов, про которые я уже говорила, те вещества, которые необходимы человечеству.
Самовоспроизводящиеся структуры. То, что вы уже говорили, – клонирование. Они могут самовоспроизводиться, при этом нанороботы могут воспроизводить нанороботов, если, соответственно, первоначально заложить в них такую программу.
Модернизация биохимии. Это вот новые лекарства. Искусственные органы, опять же, нам необходимы для того, чтобы техногенные катастрофы - вообще надвигается инвалидизация всего человечества, потому что огромное количество и автопрома, и авиапрома (все время вы слышите по средствам массовой информации, что происходят катастрофы)... При замене утраченных органов искусственными возможна дальнейшая плодотворная деятельность человека.
Предотвращение старения. Я вам уже говорила, что, если мы вживляем нанороботы, которые очищают кровеносные сосуды, антиоксиданты, происходит предотвращение старения. И имплантация в мозг: если мы внедрим любой наночип в мозг, то мы можем контролировать поведение человека, можно задавать. Это, конечно, нехорошая технология, но если нам надо восстановить, например, двигательные возможности человека и имплантировать соответствующие недостающие или поврежденные клетки, то можно достигнуть нужного нам эффекта. К сожалению или к счастью, на основе нанотехнологий возможна так называемая двухнедельная технологическая революция, т.е. в этом случае, ученые прикинули, что, возможно, принципиально новые устройства могут быть созданы в маленькой лаборатории всего за 200 000 долларов. Представляете, что такое 200 000 долларов, если наш национальный бюджет, или если на сочинскую олимпиаду потрачены триллионы?
Возможность редактировать геном. Геном человека можно создавать: если мы знаем, что человек в зародыше, возможно, родится дауном, то мы можем изменить геном с помощью нанотехнологий, и родится абсолютно нормальный человек. Наноассемблеры позволяют производить все заданные вещества достаточно быстро, но это понятно. Плотность записи информации, посмотрите, сейчас составляет 10 в восьмой степени на сантиметр квадратный, а тут она возрастет до 10 в пятнадцатой степени. Настолько миниатюризируется те же самые телефоны, вот недавно приезжал на кафедру представитель российского отделения фирмы Samsung. Показал новые часы, которые разработаны в этой фирме. Эти часы являются телефоном, часы маленькие, провел по крышечке часов – появились стрелки, на крышечку нажал – можно разговаривать, это уже мобильный телефон, там же есть операционная система, пожалуйста, проводи вычисления, и есть стилус - и никаких проблем, т.е. потрясающие, благодаря тому, что существуют нанотехнологии, возможности.
Принципиально новые растения и животные, другие формы жизни. В Пущино, это недалеко под Москвой, выращена сосна. Вы представляете, сколько в Зеленограде - какие огромные леса сейчас вырубили потому, что они заболели? Росли, если Зеленограду 45 лет, то, соответственно, выращивать их очень долго. Так вот, эту Пущинскую сосну высотой до 20 метров - она была выращена за полтора года. Настолько велики возможности нанотехнологий, что возможно почти все.
Модификация человека. Как я вам уже говорила, продление жизни возникновение новой сингулярности - видимо, это не в двадцатые произойдет - до 120-140 лет, а затем до 500 лет благодаря, так называемой, респирацитам.
Респирациты – это искусственные механические красные кровяные клетки, которые переносят огромное количество кислорода. Почему стареет организм? Не хватает кислорода. Чем хороши респирациты? Во-первых, они долговечней и прочней, поскольку они искусственно созданные, во-вторых, они не подвержены старению и генетическим заболеваниям, и, в-третьих, полностью контролируют газовый обмен человека. Ученые установили, что с помощью респирацитов любой человек, нырнувший под воду, может четыре часа находиться абсолютно без масок, без аквалангов и совершенно спокойно переносить давление воды, кессонную болезнь. Знаете, что такое кессонная болезнь? Если быстро подводная лодка всплывает, разница в давлении, уши и т.д. - человек заболевает. Никакой кессонной болезни не будет благодаря наличию респирацитов.
Благодаря нанотехнологиям произойдет революция в военном деле. В 1986 году Эрик Дрекслер, американский футуролог, выпустил книгу "Машины созидания", где многое говорилось о роботах-наносборщиках, ассемблерах, но при этом говорилось о том, что будут созданы новые системы вооружений. Например, беспилотные летательные аппараты, вот я показывала "Шмеля", безкомандные танки, корабли без капитанов, понимаете, это очень выгодно при ведении войн. Все это было озвучено, и одной из страшилок Дрекслера стало то, что возникнет так называемая "серая слизь", т.е. роботы-наносборщики - они же маленькие, 10 в минус девятой степени - начнут воспроизводить сами себя и распространяться и в организме, и начнут перерабатывать всю биомассу нашей земли, вся эта серая слизь заполонит всю землю. Этот сценарий был рассмотрен на одной из американских конференций по развитию нанотехнологий. В развитие этого сценария Джереми, тоже американский ученый, в 1995 году создал еще более худший сценарий: что в будущем сохранятся войны в связи с борьбой за энергоресурсы, за ресурсы природные и т.д. Но и при этом будут использовать так называемые роботы-андроиды. Т.е. вживляются чипы с помощью нанотехнологий различные, необходимые для ведения войны свойства, соответственно, человек превращается в киборга.
И еще ряд таких страшилок, революция в военном деле: в 2000 году Мец, американский ученый написал: исследовав микросистемные технологии и нанотехнологии, создадут так называемую "наблюдающую пыль". Т.е. нанотехнологические частицы в виде насекомых можно будет распылять в нужном тем, кто ведет войну, направлении. Соответственно, наблюдать, собирать данные, передавать данные. Военный полковник Хенли, развивая эту теорию, говорил, что нанотехнологии бывают "мокрые" и "сухие", т.е. если воспроизводятся биологические организмы с помощью нанотехнологии, то это "мокрые" технологии, они проникают везде, где только можно. Представьте, вас кусает комар - созданный, рукотворный комар - и заносит. Это близко к бактериологическому оружию, вот биологическое оружие триггерного действия. Что такое триггерное действие? Запускается ряд насекомых, и в какой-то определенный момент, запрограммированный военачальниками, все они начинают активизироваться, и именно в этот момент обезоруживают армию противника. Ну и вот Джой – американский военачальник, выдал такой прогноз, что будущее в нас не нуждается, потому что все можно будет произвести с помощью нанотехнологий и выдал: вероятность выживания человечества равна будет всего 30 процентам. Очень пессимистические прогнозы. Опять же, появятся системы тотального наблюдения и контроля. Вы уже слышали про Сноудена, это яркий пример того, что они существуют. То, что он говорил и про Меркель и про то, что в США существуют такие системы, - все благодаря нанотехнологиям и развитию высокотехнологичных микроэлектронных устройств.
Вот перед вами костюм военного будущего. Все энергосистемы человека и физиологические, и органы зрения, и все остальное, усиливаются с помощью нанотехнологических приспособлений, информационных блоков и приборов, например, ночного видения и т.д. Т.е. практически отсутствует человек сам как таковой. Для того чтобы этого не было, на этих конференциях были озадачены и американцы, у нас вышел огромный обзор, у нас в стране, Альтмана "Военные нанотехнологии". Для того чтобы этого не было, были предложены инициативы начинать договоры о запрете нановооружения прямо сейчас, чтобы нанотехнологии не выходили за рамки человеческого, гуманитарного их применения. И биороботы в оборонной сфере представляют сейчас более значимые, чем ядерный или космический проект. С одной стороны, пессимистичные прогнозы, с другой стороны, это вот мы с вами рассмотрели сценарии, которые были разработаны в Америке. Наш русский академик Никита Моисеев предложил другие сценарии будущего развития, например, развития страны с помощью когнитивных центров. Как я говорила, когнитивные технологии – это технологии, которые применяют психологические методы для того, чтобы использовать интеллект и развивать ассоциативное мышление человека. Вот пример когнитивного центра, и проводились уже эксперименты в Москве, В Балашихе, а самый большой эксперимент был проведен в Чувашской АССР во время кризиса, после кризиса и до кризиса. Оказалось, что с помощью таких когнитивных центров и с помощью того, что развивались технологии шестого технологического уклада, на который в Чувашии для этого был выделен специальный бюджет, преодолели кризис в Чувашской АССР, вот верхний график, с гораздо лучшими показателями, чем вся Россия. Т.е. за этими когнитивными центрами и за когнитивными технологиями будущее.
Следующий сценарий развития – это имитационное моделирование. Академик Никита Моисеев. Имитационное моделирование, вы можете прочитать, не позволяет выяснить, как все будет происходить на самом деле, но позволяет предотвратить ошибки. Первые имитационные игры проходили, оказывается, еще в 1940 году, кода Жуков играл за немцев, и он дошел до Москвы в имитационной игре гораздо быстрее, чем сами немцы. Сделали соответствующие выводы и практически благодаря этим командно-штабным учениям на имитационном уровне мы выиграли войну. К сожалению, японский адмирал Ямамото, несмотря на то что проводил точно такие же командно-штабные учения, - оказалось, что в результате встречи с нашими кораблями у атолла Мидуэй он проиграет эту битву, он не сделал соответствующих выводов из имитационной игры и так и проиграл сражение. Т.е. за имитационным моделированием у нас будущее.
Вот перед вами сидит бывшая моя аспирантка, ныне доцент МИЭТ, которая проводит в МИЭТе целый курс, дисциплину "Имитационное моделирование". Мы моделируем настоящее время и процесс уничтожения твердых бытовых отходов. Вы знаете, что в Москве это огромная проблема, вы видите вокруг себя у домов огромное количество мусорных баков, и мусор все увеличивается в связи с ростом упаковки. Т.е. имитационное моделирование - это один из будущих прогрессивных процессов.
Имитационное моделирование проводилось во время Карибского кризиса. В 1961 году в ответ на то, что американцы разместили военные ракеты в Турции, мы разместили ракеты на Кубе и страна СССР была очень близка к войне. Я помню свои впечатления, я еще была маленькой девочкой, в 4 классе, жила в Свердловске, это был ужас, просто вот такая атмосфера, как будто вот сейчас начнется война, т.е., кошмарное дело. Но благодаря имитационному моделированию, которое проводилось в институте проблем математики ИПМ РАН, были сделаны соответствующие выводы и конфликт сошел на нет. Т.е. до сих пор все это остается таким же актуальным. Точно также, когда Рональд Рейган, в 1983 году выдвинул программу звездных войн, практически для того, чтобы защитить территорию США, у нас в этом институте проблем математики РАН проводилось имитационное моделирование, и были сделаны соответствующие выводы. Какие? Оказалось, что те, многоразовые челноки, которые были предложены американцами как бы в виде мирных космических кораблей, оказались они стратегическим оружием. И оказалось, что с помощью этих кораблей американская ядерная ракета достигла бы нашей страны за 12 минут, тогда как любое другое оружие за 40 минут. Но вот благодаря тому, что это было вовремя выявлено, был развит у нас проект "Буран", "Энергия — Буран", академиком Тихоновым, и в результате мы достигли паритетного равновесия с Америкой. Т.е. все это очень важно. Инструментом имитационного моделирования является иерархия упрощенных математических моделей.
Кроме того, еще одним из проектов академика Моисеева для того, чтобы вывести Россию на роль сверхдержавы, для того, чтобы мы получили преимущество в шестом технологическом укладе, является проект высокотехнологичной транспортной системы по Северному морскому пути. Промоделировано, что в результате создания этого Северного морского пути (он в 1,8 раза ближе, чем если огибать Европу, Индию и Африку и попадать в Японию) надо идти по Северному Ледовитому океану. Тем более, что сейчас глобальное потепление, и ледоколы не нужны, и еще за 20 лет перестройки практически закончилось строительство воспроизводства ледоколов. Оказалось, что этот Северный морской путь создаст 20 миллионов рабочих мест, и это перспективный проект для того, чтобы наша страна вышла в передовой шестой технологический уклад.
Кроме того, важным является математическое моделирование глобальных климатических изменений. Благодаря им в свое время академик Моисеев выдвинул "теорию ядерной зимы", просчитали на математических моделях. Оказалось, что если США и СССР нанесут друг другу ядерные удары, то буквально на 30-40 день произойдет изменение температуры, в Сахаре температура понизится на 37 градусов, а ядерная пыль поднимется и закроет солнце на высоте 20-30 километров, наступит ядерная зима. Благодаря публикации этих данных Моисеева была остановлена гонка стратегических вооружений. В настоящее время тоже ведутся имитационные моделирования глобальных изменений, и без этого вообще невозможно построение будущего.
Но, возвращаемся к тому, что основным ключом к развитию будущего является самоорганизация с синергетикой, когнитивный барьер, потому что существует ряд проблем, существует барьер вычисления. Невозможно отладить программу более чем в 1 миллион команд. А в системах ядерных вооружений их до 1 миллиарда. Поэтому тут приходят на помощь самоорганизационные процессы, которые исследует синергетика и когнитивные технологии. Барьер имитации, барьер понимания, - что имеется в виду? Когда Сухому, вы знаете, что у нас существует конструкторское бюро Сухого, который выпускает самолеты, предложили сделать новый стратегический бомбардировщик СУ-27 так, чтобы он в течение 30 лет не старел, он попросил математиков выдать ему 5-7 основных параметров, которые являются критическими. Оказалось с помощью синергетических исследований, что любой человек больше 5-7 параметров воспринять не может и руководить эффективно под 5-7 людьми. Т.е. через каждые 5-7 должна существовать иерархия: один человек - пять-семь, другой человек – пять-семь. Точно так же должны и параметрические вычисления именно таким образом идти. Во время создания этого сверхзвукового бомбардировщика СУ-27 было изобретено 1 500 новых технологий, т.е. благодаря синергетическим вещам мы получаем совершенно новые технологии и совершенно новое будущее.
Ну и что я хочу сказать, заканчивая свою лекцию: надо помнить о том, что мы остаемся людьми, а не нанороботами, не роботами-андроидами, несмотря на то что перспективы таковы, философы различным образом объясняли мир, а дело заключается не в том, чтобы изменить, а чтобы сохранить. И все это мир в ваших руках.