Глава 6
Сингулярность все ближе
Путешествие по Земле Будущего
Крейгу Вентеру за семьдесят, он среднего роста и плотного телосложения, у него густая борода и широкая улыбка. Стиль одежды самый обыденный, чего нельзя сказать о глазах Крейга. Они голубые и глубоко посажены и в сочетании с седыми бровями (левая слегка изогнута) создают образ некоего современного волшебника – этакий Гэндальф во вьетнамках и при этом с внушительным инвестиционным портфелем.
Сегодня, помимо вьетнамок, Вентер облачен в яркую гавайскую рубаху и линялые джинсы. Это его «наряд экскурсовода»: сегодня он как раз проводит для меня экскурсию по своему детищу – Институту Дж. Крейга Вентера (J. Craig Venter Institute, JCVI). В отделении JCVI на Западном побережье – скромной двухэтажной лаборатории на окраине Сан-Диего – обитают шестьдесят ученых и один карликовый пудель. Пуделя зовут Дарвин, и сейчас он семенит на несколько шагов впереди нас, пока мы идем через главный вестибюль здания. Вентер останавливается у подножья лестницы, рядом с архитектурным макетом четырехэтажного здания. Плашка рядом с моделью сообщает: «Первая углеродно-нейтральная, зеленая лаборатория». Это JCVI 2.0 – то, как Крейг представляет себе свой будущий институт.
«Если удастся получить финансирование, – говорит Вентер, – я хочу построить именно это». Цена его мечты зашкаливает за 40 миллионов долларов, но финансирование Вентер получит. Для биологии Вентер – то же, чем Стив Джобс был для компьютеров: гений с историей повторяющегося успеха.
В 1990 году Министерство энергетики США (DOE) и Национальные институты здравоохранения (NIH) совместно запустили проект «Геном человека» – программу, которая была рассчитана на 15 лет и ставила перед собой цель расшифровать последовательность трех миллиардов пар нуклеотидов, составляющих геном человека. Кое-кто считал, что этот проект вообще неосуществим, другие предсказывали, что на достижение цели уйдет полвека, но все были согласны в одном: это будет очень дорого. Бюджет проекта составлял 10 млрд долларов, но многие считали, что и этой суммы не хватит. Они могли бы сомневаться до сих пор, если бы в 2000 году в гонку не решил вступить Вентер.
Впрочем, это даже не назовешь настоящей гонкой. На основе уже проделанных исследований Вентер и его компания Celera выдали полностью секвенированный человеческий геном меньше чем через год (для сравнения: государство к этому моменту потратило уже 10 лет) и менее чем за 100 миллионов долларов (государство потратило 1,5 млрд). Отмечая это выдающееся событие, президент Билл Клинтон сказал: «Сегодня мы учимся языку, на котором Бог творил жизнь».
В мае 2010 года Вентер выступил на бис, объявив о своем новом успехе: создании синтетической формы жизни. Он описал ее как «первый на планете способный к самовоспроизводству вид, порожденный компьютером». Менее чем за 10 лет Вентер не только расшифровал человеческий геном, но и создал первую в мире синтетическую форму жизни – гений с историей повторяющегося успеха.
Конструируя синтетическую форму жизни, Вентер связал более миллиона пар нуклеотидов, создав самый большой в истории искусственный участок генетического кода. После создания этот код был отослан в компанию Blue Heron Biotech-nology, которая специализируется на синтезе ДНК (вы можете в самом буквальном смысле отправить в Blue Heron длинную последовательность, состоящую из A, Г, Ц и Т – четырех букв генетического алфавита, – и они в ответ пришлют вам колбу, наполненную копиями именно этой нити ДНК).
Вентер взял доставленную из Blue Heron нить и внедрил ее в бактериальную клетку-хозяина. Клетка «загрузила» синтетическую программу и начала генерировать белки, заданные новой ДНК. Репликация продолжалась, и каждая новая клетка выполняла только синтетические инструкции – факт, который Вентер заверил, внедрив в секвенцию «водяной знак» – зашифрованную последовательность А, Г, Ц и Т, содержащую инструкции для перевода кода ДНК в английские буквы (с пунктуацией) и дополнительное закодированное сообщение. Если его перевести, то окажется, что сообщение содержит имена 46 ученых, работавших над проектом, цитаты из Джеймса Джойса и физиков Ричарда Фейнмана и Роберта Оппенгеймера, а также URL сайта, куда любой, кто расшифрует код, может отправить письмо.
Но истинной целью Вентера не были ни тайные послания, ни синтетическая жизнь. Этот проект оказался всего лишь первым шагом. Настоящая цель Вентера – создание конкретной разновидности синтетической жизни: разновидности, которая может производить сверхдешевое топливо. Вместо того чтобы бурить землю, чтобы добывать из нее нефть, Вентер работает над новым видом водорослей, чьи молекулярные механизмы смогут преобразовывать углекислый газ и воду в нефть или любое другое топливо. Желаете чистого октана? Авиационного керосина? Дизельного топлива? Никаких проблем. Дайте вашей специально разработанной водоросли соответствующие ДНК-инструкции – и биология справится со всем остальным.
Чтобы приблизить осуществление этой мечты, Вентер провел последние пять лет на своей исследовательской яхте Sorcerer II, бороздя океаны и собирая по дороге водоросли. Затем эти водоросли были загружены в секвенатор ДНК. С помощью этого оборудования Вентер создал библиотеку из более 40 миллионов разных генов, которой он сможет воспользоваться для разработки будущих видов биотоплива.
Но топливо – не единственная цель Вентера. Он хочет использовать подобные методы также для того, чтобы разрабатывать человеческие вакцины в течение 24 часов – вместо двух-трех месяцев, которые требуются в настоящий момент. Он также подумывает о революции в сельском хозяйстве – об увеличении сегодняшней урожайности культур в 50 раз. Дешевое топливо, высокоэффективные вакцины, сверхурожайное сельское хозяйство – вот лишь три причины, по которым экспоненциальный рост в биотехнологии критично важен для создания мира изобилия. В дальнейших главах мы более глубоко рассмотрим эти вопросы, но пока давайте обратимся к следующему пункту нашего списка.
Сети и сенсоры
На дворе – осень 2009 года, и в Университете сингулярности выступает Винт Серф, главный интернет-евангелист Google, – он рассказывает о будущем сетей и сенсоров. В Силиконовой долине, где привычный дресс-код – футболки и джинсы, пристрастие Серфа к двубортным костюмам и бабочкам кажется весьма необычным. Но не только одежда выделяет его из толпы. И даже не тот факт, что он выиграл сразу и Национальную медаль в области технологий, и премию Тьюринга, и Президентскую медаль Свободы. По-настоящему Серфа выделяет то, что он один из тех людей, которые в первую очередь ассоциируются с разработкой, созданием, раскруткой, направляющим руководством и ростом интернета.
Еще студентом магистратуры Серф работал в группе, которая соединила первые два узла в Сети управления по перспективным исследовательским проектам (Advanced Research Projects Agency Network, ARPANET). Затем он стал программным менеджером в Управлении перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) и распределял финансирование для различных групп, разрабатывавших технологию TCP/IP. В конце 1980-х, когда набирал ход процесс превращения интернета из чисто научной в коммерческую среду, Серф перешел в компанию международной телефонной связи MCI, в которой разработал первый коммерческий сервис электронной почты. Затем он оказался в Корпорации по управлению доменными именами и IP-адресами (ICANN) – ключевой организации правительства США, занимающейся интернетом, – и возглавлял ее в течение более десяти лет. По всем этим причинам Серфа называют одним из «отцов интернета».
Сегодня «отец интернета» с энтузиазмом смотрит в будущее своего дитяти – то есть в будущее сетей и сенсоров. Сеть – это любое взаимодействие сигналов и информации, и самый яркий ее пример – интернет. Сенсор – это прибор, который обнаруживает информацию (температуру, вибрацию, радиацию и т. д.), а когда он подключен к какой-нибудь сети, он может также ее передавать. Совместное будущее сетей и сенсоров иногда называют «интернетом вещей» и его часто представляют как способную к самоконфигурации беспроводную сеть сенсоров, связывающих между собой, в общем, все на свете.
В недавней речи на эту тему Майк Уинг, вице-президент IBM по стратегическим коммуникациям, дал следующее объяснение:
В течение прошлого столетия – но с особенным ускорением в последние пару десятков лет – мы стали свидетелями появления глобального информационного поля. Сама наша планета – ее природные системы, человеческие системы, физические объекты – всегда генерировала огромное количество информации, но мы были не способны ее расслышать, увидеть, уловить. Теперь мы можем – из-за того, что все это отныне оснащено измерительными приборами. И все взаимосвязано – так что теперь мы имеем к этому доступ. В общем и целом можно сказать, что у нашей планеты появилась центральная нервная система.
Эта «нервная система» – основа интернета вещей. Теперь представьте себе его будущее: триллионы устройств (термометров, автомобилей, выключателей, чего угодно) соединены посредством колоссальной сети сенсоров, каждое имеет собственный IP-адрес и каждое может управляться через интернет. Google теперь может помочь вам найти ключи от машины. Кражи уходят в прошлое. Если у вас дома заканчивается туалетная бумага, чистящие средства или зерновой кофе, дом может автоматически заказать пополнение запасов. Если преуспевание – это и в самом деле сэкономленное время, то интернет вещей – это большой горшок с золотом.
Но каким бы мощным ни оказалось влияние интернета вещей на нашу частную жизнь, оно бледнеет перед его бизнес-потенциалом. Вскоре компании смогут безукоризненно приводить поставки сырья в соответствие со спросом, управлять цепочками поставок и с небывалой прежде эффективностью минимизировать отходы. Эффективность взлетит до небес. Когда критически важное оборудование будет активироваться только в случае нужды (как прожектор, который включается только тогда, когда кто-то приближается к зданию), один только потенциал энергосбережения будет способен изменить мир. И спасти его. Несколько лет назад компания Cisco объединилась с NASA, чтобы установить по всей планете сенсоры, которые в режиме реального времени будут предоставлять информацию о климатических изменениях.
Чтобы интернет вещей вышел на прогнозируемый уровень – с учетом предполагаемого населения планеты в девять миллиардов и того факта, что среднестатистического жителя Земли окружают от одной до пяти тысяч вещей, – нам понадобится 45 тысяч млрд уникальных IP-адресов (45 х 1012). К сожалению, сегодняшняя версия IP (IPv4), изобретенная Серфом и его коллегами в 1977 году, может предоставить только около 4 млрд адресов. «Единственное, что я могу сказать в свою защиту, – объясняет Серф, – это то, что решение принималось в момент, когда было еще неясно, будет ли интернет вообще работать». Позже он вспоминал, что в то время «даже 128-битное адресное пространство казалось излишним».
К счастью, Серф активно работает над следующим поколением интернет-протоколов (которые он креативно называет IPv6) с местом, достаточным для 3,4 х 1038 (340 триллионов триллионов триллионов) уникальных адресов – примерно 50 000 триллионов триллионов адресов на человека. По его словам,
IPv6 открывает дорогу интернету вещей, что, в свою очередь, сулит нам преобразования практически в каждой отрасли промышленности – в том, как мы производим продукцию, как контролируем окружающую среду, как распределяем, используем и перерабатываем ресурсы. Когда мир вокруг нас будет объединен в сеть и обретет самосознание, производительность взлетит до небывалых высот. Это большой шаг по направлению к миру изобилия.
Искусственный интеллект
В июльскую субботу 2010 года Джуниор возит меня по Стэнфордскому университету. Он очень хороший водитель: движется по своей полосе, плавно поворачивает, останавливается на светофорах, объезжает пешеходов, собак и велосипедистов. Возможно, это не кажется вам чем-то особенным, но Джуниор – не обычный водитель. Начнем с того, что он не человек. Это искусственный интеллект – AI, вживленный в салон автомобиля Volkswagen Diesel Passat 2006 года, если выразиться неточно. А выразиться более точно – м-м, это немного сложнее.
Конечно, у Джуниора есть все стандартные стилистические признаки немецкого промышленного дизайна, но у него также имеется система Velodyne HD LIDAR, укрепленная на крыше. Она одна стоит 80 тысяч долларов и делает 1,3 миллионов замеров во всех трех измерениях каждую секунду. Кроме того, Джуниор снабжен видеокамерой стандарта HD6, способной поворачиваться во всех направлениях, шестью радарными детекторами для распознавания удаленных объектов и одной из самых продвинутых GPS-систем на планете (стоимостью 150 тысяч долларов). Более того, на заднем сиденье Джуниора разместились два 56-сантиметровых монитора и шесть процессоров Intel Xeon, благодаря которым автомобиль приобретает вычислительную мощность как у небольшого суперкомпьютера. И Джуниору без этого не обойтись, потому что Джуниор – это автономное транспортное средство, или, на сленге хакеров, робокар.
Джуниора построила в 2007 гоночная команда Стэнфордского университета. Это уже второй автономный автомобиль, построенный командой. Первым тоже был «фольксваген» по имени Стэнли. В 2005 году Стэнли выиграл DARPA Grand Challenge – соревнование, в котором создатели автономного транспортного средства, прошедшего быстрее всех дистанцию в 130 миль по бездорожью, получали приз в два миллиона долларов. Гонка была задумана после вторжения в Афганистан в 2001 году, чтобы поощрить разработку автомобилей-роботов для боевых действий. Джуниор, в свою очередь, был создан для другого мероприятия DARPA – гонки Urban Challenge (60 миль по городским улицам), проведенной в 2007 году. Джуниор завоевал в этом соревновании второе место.
Grand Challenge был таким успешным, а желание Министерства обороны обзавестись автомобилем под управлением искусственного интеллекта – таким соблазнительным с коммерческой точки зрения, что сегодня почти у каждой из ведущих автомобильных компаний имеется робототехническое подразделение. И военное применение робокаров – всего лишь часть общей картины. В июне 2011 года губернатор Невады одобрил законопроект, предписывающий штату разработать новые правила дорожного движения, которые позволят автономным транспортным средствам ездить по дорогам общего пользования. Если эксперты всё правильно рассчитали, это должно случиться примерно в 2020 году. Себастьян Трун, бывший директор Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта, работавший впоследствии над развитием проекта беспилотного автомобиля Google, считает, что польза от робокаров несомненна:
В мире каждый год происходит почти 50 миллионов автомобильных аварий, в которых погибает больше 1,2 миллиона человек. AI-приложения, такие как автоматическая тормозная система или система удержания автомобиля на полосе движения, смогут обеспечить безопасность водителя, даже если он уснет за рулем. В этих ситуациях искусственный интеллект будет ежедневно помогать спасать жизни.
Брэд Тэмплтон, главный пропагандист робокаров, считает, что спасенные жизни – всего лишь начало:
Каждый год мы теряем 50 миллиардов часов и 230 миллиардов долларов в виде убытков от аварий, произошедших из-за человеческого фактора, – это 2–3 % ВВП. Плюс автономные автомобили значительно облегчают внедрение альтернативных топливных технологий. Кого волнует, что до ближайшей водородной заправки сорок километров, если машина все равно сможет заправиться сама, пока вы спите?
Осенью 2011 года, чтобы продвинуть этот процесс еще дальше, фонд X PRIZE объявил о намерении организовать ежегодные гонки «люди против машин» по трассе с препятствиями, чтобы обозначить момент, когда компьютерные «водители» начнут выигрывать у лучших гонщиков-людей в мире.
Но автономные автомобили – всего лишь фрагмент гораздо более обширной картины. Диагностика пациентов, обучение детей, основа для новой энергетической парадигмы – список способов, которыми AI в будущем изменит нашу жизнь, можно продолжать бесконечно. Лучшее доказательство этого – перечень пунктов, в которых искусственный интеллект уже преобразовал наши жизни. Идет ли речь о мгновенных ответах Google на запросы или распознавании речи, которое используют телефонные справочные службы, – мы уже попали в зависимость от искусственного интеллекта. И пусть кое-кто снисходительно отзывается о «слабом искусственном интеллекте» наших дней, предпочитая дождаться «сильного AI» – чего-то вроде компьютера ХЭЛ 9000, описанного Артуром Кларком в книге «2001: Космическая одиссея», – нельзя отрицать, что мы добились кое-какого прогресса. Курцвейл предлагает пример:
Подумайте о шахматной партии «человек против компьютера», которую разыграли Гарри Каспаров и суперкомпьютер IBM Deep Blue. В 1992 году, когда идея шахматного матча между чемпионом мира и компьютером была предложена впервые, ее тут же отвергли. Но ежегодное удвоение компьютерной мощности позволило Deep Blue победить Каспарова всего пять лет спустя. Сегодня мы можем купить шахматное AI-приложение чемпионского уровня для нашего айфона за менее чем 10 долларов.
Так когда же появится настоящий искусственный интеллект, похожий на ХЭЛа? Сложно сказать. Однако IBM недавно представила две новые чип-технологии, которые продвигают нас в этом направлении. Одна из них позволяет объединить электрические и оптические устройства на одном и том же куске кремния. Эти чипы коммуницируют друг с другом при помощи света. Для электрического сигнала необходимы электроны, которые генерируют также и тепло, – это ограничивает количество работы, которую может выполнить чип, и требует большого количества энергии для охлаждения. У света же нет этих ограничений. Если подсчеты IBM верны, за последующие восемь лет эта новая технология тысячекратно увеличит производительность суперкомпьютеров – от текущих 2,6 петафлопс до экзафлопса (1018, то есть квинтиллион операций в секунду), что в сто раз быстрее человеческого мозга.
Вторая технология называется SyNAPSE – это программа создания нейроморфических (имитирующих живой мозг) чипов. В каждом таком чипе имеется решетка из 256 параллельных, имитирующих дендриты, и перпендикулярных, имитирующих аксоны, проводков. В местах пересечений проводков располагаются синапсы, и в каждом чипе их 262 В предварительных тестах чипы продемонстрировали способность играть в Pong, управлять виртуальным автомобилем в компьютерных гонках и распознавать рисунок на экране. Со всеми этими заданиями компьютеры уже справлялись и раньше, но этим новым чипам не нужна специализированная программа для каждого задания – вместо этого они реагируют на обстоятельства реального мира и учатся на своем опыте.
Конечно, нет гарантий, что этих технологий будет достаточно для создания ХЭЛа – сильный AI может потребовать большего, нежели грубое силовое решение, – однако они определенно вознесут нас на пирамиду изобилия. Подумайте только, каков диагностический потенциал подобных технологий в персонализированной медицине или их образовательный потенциал в персонализированном образовании (если вам пока сложно представить себе подобные концепции, подождите несколько глав – и я всё подробно объясню). И однако же, как бы интригующе все это ни звучало, перечисленные достижения – ничто в сравнении с преимуществами, которые AI продемонстрирует в сочетании с нашей следующей экспоненциальной категорией – робототехникой.
Робототехника
Скотту Хассану около тридцати пяти, он среднего роста, у него иссиня-черные волосы и большие миндалевидные глаза. Он системный программист, причем считается одним из лучших в своем деле, но его истинная страсть – строительство роботов. Не промышленных роботов, которыми оборудованы автомобильные заводы, и не маленьких симпатичных машинок вроде пылесоса Roomba – нет, настоящих универсальных помощников в духе книги и фильма «Я, робот», достойных экспонатов Всемирной выставки. Мы уже много лет пытаемся создать такие машины и в процессе усвоили несколько уроков: во-первых, построить подобного робота сложнее, чем ожидалось, и во-вторых, он будет еще и значительно дороже, чем мы рассчитывали. Но у Хассана есть преимущество в обеих категориях. В 1996 году, будучи студентом компьютерных технологий в Стэнфорде, Хассан познакомился с Ларри Пейджем и Сергеем Брином. Этот дуэт в то время работал над небольшим побочным проектом: поисковым сайтом, предшественником Google. Хассан помог им с программированием, и основатели Google поделились с ним акциями. Хассан основал сайт eGroups, который позже продал Yahoo! за 412 миллионов долларов. То есть, в отличие от большинства людей, мечтающих строить роботов, у Хассана есть капитал, необходимый для успеха в этой области.
Более того, он тратит этот капитал на то, чтобы привлечь в свою компанию Willow Garage (ее офис находится на улице Уиллоу-роуд в городе Менло-Парк) самых лучших сотрудников. Главный проект Willow Garage – робот – персональный помощник, носящий экзотическое имя PR2 (Personal Robot 2). У PR2 есть стереокамеры и лидар на голове, а также две длинные руки, широкие плечи, широкое прямоугольное туловище и основание на четырех колесах. Он похож одновременно и на человека, и на R2-D2 из «Звездных войн», накачанного стероидами. Возможно, это описание не слишком впечатляет, но изобретение Хассана – это в буквальном смысле представитель совершенно новой породы роботов.
Прогресс в разработке роботов десятилетиями тормозился из-за того, что у исследователей не было общепринятой платформы для экспериментов. Первые хакеры использовали один и тот же компьютер – Commodore 64, так что они могли делиться друг с другом своими находками. С роботами дело обстояло не так, пока не появился PRРобот от Willow Garage не предназначен для потребителей, это исследовательская платформа, которая была создана специально для того, чтобы гики могли порезвиться. И они порезвились. На YouTube можно посмотреть, как PR2 открывает двери, складывает выстиранное белье, приносит пиво, играет в бильярд и убирает в доме.
Но еще большим прорывом, возможно, стал код, которым управляется PR. Вместо того чтобы запатентовать этот софт, Хассан сделал проект общедоступным. «Проприетарные системы замедляют развитие, – говорит он. – Мы хотим, чтобы над проблемой работали лучшие умы в мире. Наша цель – не контролировать технологию и не владеть ею, но ускорять ее развитие – вдавить педаль до отказа, чтобы все понеслось как можно быстрее».
Так что же будет дальше, и какое это имеет отношение к миру изобилия? У Хассана есть список полезных дел, которые уже умеют делать роботы, включая механических медсестер, ухаживающих за стариками, и автоматизированных врачей, делающих здравоохранение более доступным. Но больше всего он заворожен экономическими возможностями. «В 1950 году валовой мировой продукт составлял примерно четыре триллиона долларов, – говорит он. – В 2008-м, пятьдесят восемь лет спустя, он составлял уже 61 триллион. Откуда взялось это пятнадцатикратное увеличение? Благодаря увеличившейся производительности наших автоматизированных заводов. Около десяти лет назад я путешествовал по Японии и оказался на заводе, производящем автомобили Toyota. На заводе работало всего 400 человек, которые выпускали 500 машин в день – благодаря автоматизации производства. Я подумал тогда: а что, если получится перенести подобный уровень автоматизации и продуктивности за пределы завода, в повседневную жизнь? Полагаю, такое могло бы на порядок увеличить нашу глобальную экономику в течение ближайших десятилетий».
В июне 2011 года президент Обама объявил о запуске Национальной робототехнической инициативы (National Robotics Initiative, NRI),многосторонней программы стоимостью 70 миллионов долларов, цель которой – «ускорить разработку и использование в США роботов, которые будут работать рядом или совместно с людьми». Так же как и усилия Willow Garage по созданию общей платформы для разработки персональных роботов, NRI сосредоточена на «ключевых факторах»: закреплении технологий, которые позволят производителям стандартизировать процессы и продукцию, таким образом сокращая время разработки и увеличивая производительность. Президент компании Robotics Technology Consortium Хелен Грейнер так объясняла это в интервью журналу PC World:
Инвестиции в робототехнику – это не просто вложение денег в исследования и развитие. Это средство для трансформации жизни в Америке и американской экономики. На самом деле мы сейчас находимся в очень важной точке, откуда нам хорошо видно, как робототехника выходит за пределы лабораторий, чтобы создавать новые предприятия, новые рабочие места, решать другие важные проблемы, стоящие перед нашей страной.
Цифровое производство и бесконечная компьютеризация
Карл Басс последние тридцать пять лет делает вещи: здания, корабли, машины, скульптуры, программное обеспечение. Он – генеральный директор компании Autodesk, выпускающей софт, который используют дизайнеры, инженеры, архитекторы и художники по всему миру. Сегодня Карл проводит для меня экскурсию по демонстрационной галерее его компании в центре Сан-Франциско. Мы проходим мимо сложных систем рендеринга архитектурных конструкций, созданных при помощи Autodesk; мимо экранов, показывающих эпизоды из фильма «Аватар», который создавался с помощью инструментов компании, и подходим к мотоциклу и авиационному двигателю, созданным с помощью 3D-принтера, который работает – вы правильно догадались! – на программном обеспечении Autodesk.
3D-принтер – первый шаг к знаменитым репликаторам из сериала «Звездный путь». Сегодняшние машины не приводятся в действие фантастическими монокристаллами дилития, но они могут производить чрезвычайно сложные трехмерные объекты, причем гораздо дешевле и быстрее, чем когда-либо раньше. 3D-печать – новейшая форма цифрового производства, индустрии, которая существует уже в течение десятилетий. Традиционные цифровые производители используют контролируемые компьютером фрезерные станки, лазеры и другие инструменты для резки и точной обработки куска металла, дерева или пластика, удаляя все лишнее, пока деталь не примет желаемую форму. Современные 3D-принтеры делают противоположное: они используют технологию послойного аддитивного наращивания, при которой трехмерный предмет создается путем наложения все новых слоев материала.
Первые такие машины были простыми и медленными, в то время как современные принтеры быстры, подвижны и способны работать с впечатляющим ассортиментом материалов: пластмассой, стеклом, сталью и даже титаном. Промышленные дизайнеры используют 3D-принтеры для изготовления самых разных предметов – от абажуров и солнцезащитных очков до протезов конечностей, идеально подходящих заказчику. Изобретатели-любители печатают работоспособных роботов и автономные летательные аппараты. Биотехнологические фирмы экспериментируют с 3D-печатью органов, а изобретатель Берок Хошневис, профессор-инженер из университета Южной Калифорнии, разработал крупномасштабный 3D-принтер, который может отливать из бетона крайне дешевые многоквартирные дома в развивающихся странах. И эта технология уже готовится выйти за пределы земного притяжения: дочерняя компания Университета сингулярности Made in Space («Сделано в космосе») продемонстрировала 3D-принтер, работающий при нулевой гравитации; с его помощью космонавты и астронавты на Международной космической станции смогут печатать запчасти каждый раз, когда им это потребуется.
«Но больше всего меня воодушевляет, – говорит Басс, – идея, что обычные люди вскоре получат доступ к 3D-принтерам, точно так же как все мы сейчас пользуемся струйными принтерами. И как только это случится, все изменится. Вас заинтересовало что-то на сайте Amazon? Вместо того чтобы сделать заказ и сутки ждать доставки, просто нажмите кнопку „Печать“ – и через несколько минут вы получите то, что вам нужно».
3D-принтеры позволяют кому угодно и где угодно создавать физические объекты по цифровым чертежам. Сейчас интерес в основном сосредоточен на создании новых геометрических форм, но вскоре мы научимся менять фундаментальные свойства самих материалов. Старший доцент Корнелльского университета Ход Липсон объясняет в статье для журнала New Scientist:
Забудьте об ограничениях традиционной индустрии, когда каждая деталь делается из какого-то одного материала. Мы создаем материалы внутри других материалов, внедряем один материал в другой и сплетаем множество разных материалов в сложные паттерны. Мы можем печатать твердые и мягкие материалы в комбинациях, которые создают неожиданные и совершенно новые формы поведения конструкций.
3D-печать значительно снижает стоимость производства, так как делает возможным принципиально новый процесс изготовления прототипов. Раньше изобретение было линейной игрой: придумайте что-то в своей голове, постройте это в реальном мире, посмотрите, что сработает, а что нет, делайте следующую итерацию. Это занимало много времени, ограничивало творческие возможности и требовало очень много денег. 3D-печать все это меняет, позволяя очень быстро создавать опытные образцы: изобретатель может буквально напечатать десятки вариантов своей разработки, потратив на это совсем немного дополнительных денег и времени. И этот процесс станет еще более совершенным, когда объединится с тем, что Карл Басс называет «безграничными вычислениями» (infinite computing):
На протяжении большей части моей жизни к вычислениям относились как к дефицитному ресурсу. И мы продолжаем так к ним относиться, хотя никакой необходимости в этом уже нет. Час работы процессора моего домашнего компьютера, включая стоимость электричества, стоит меньше 0,2 цента. Вычисления не просто дешевы – они становятся всё дешевле, и мы можем легко экстраполировать этот тренд в будущее, когда будем относиться к вычислениям как к чему-то практически бесплатному. На самом деле это уже сегодня самый дешевый ресурс из всех, которые мы можем привлечь к решению той или иной проблемы.
И еще одно впечатляющее улучшение – это расширяемость, ставшая возможной с появлением облачных вычислений. Независимо от масштаба проблемы я могу развернуть сотни, даже тысячи компьютеров, чтобы они помогли мне решить ее. Пусть это и не так дешево, как вычисления на домашнем компьютере, но аренда часа работы процессора в облаке Amazon стоит меньше пяти центов.
Возможно, самое впечатляющее в безграничных вычислениях – это их способность находить оптимальные решения для сложных и абстрактных проблем, которые раньше не имели решения (или эти решения были слишком дорогостоящими, чтобы их рассматривать). Есть очень сложные вопросы – например, «как построить атомную электростанцию, которая сможет выдержать землетрясение в 10 баллов по шкале Рихтера?» или «как отслеживать паттерны распространения болезней по всему миру и регистрировать пандемии на критически ранних стадиях?» – но на них, в принципе, уже имеются ответы. Однако самые впечатляющие изменения произойдут, когда 3D-печать объединится с безграничными вычислениями. Эта революционная комбинация демократизирует и проектирование, и производство. Изобретение, сделанное в Китае, внезапно будет доведено до совершенства в Индии и в тот же день распечатано и использовано в Бразилии. Этот даст развивающимся странам невиданный прежде механизм борьбы с бедностью.
Медицина
В 2008 году Всемирная организация здравоохранения объявила, что нехватка квалифицированных медиков в Африке к 2015 году начнет серьезно угрожать будущему континента.
В 2006 году Ассоциация американских медицинских колледжей объявила: поскольку поколение беби-бумеров стареет (и выходит на пенсию), к 2015 году в стране будет не хватать 62 900 врачей. К 2020-му этот дефицит вырастет до 91 500, а ситуация с медсестрами будет еще хуже.
Это лишь две из причин, по которым наша мечта об изобилии здоровья не может быть осуществлена руками традиционных профессионалов здравоохранения. Как же нам заполнить этот пробел? Прежде всего мы возлагаем надежды на технологию «Лаборатория на чипе» (LOC). Гарвардский профессор Джордж М. Уайтсайдс, лидер в этой новой области, объясняет почему:
Теперь у нас есть лекарства для лечения многих заболеваний, от СПИДа и малярии до туберкулеза. Что нам отчаянно нужно – это точная, недорогая, простая в использовании, осуществляемая на месте диагностика, разработанная специально для 60 % населения в развивающихся странах, которые живут вне пределов доступности городских больниц и медицинской инфраструктуры. Именно это может предоставить технология «Лаборатория на чипе».
Благодаря тому, что технология LOC, скорее всего, будет частью какого-либо беспроводного устройства, информацию, которую она собирает, можно будет загружать в облако и в дальнейшем анализировать, чтобы выявить более глубокие закономерности. «Впервые, – говорит доктор Анита Гоэл, профессор МТИ, чья компания Nanobiosym в настоящий момент работает над коммерциализацией технологии LOC, – мы сможем загружать в облако глобальные данные по заболеваемости в реальном времени; эти данные можно будет использовать для выявления пандемий на ранних стадиях и борьбы с ними».
А теперь представьте, что получится, если добавить к этому уравнению искусственный интеллект! Похоже на сказку? Однако в 2009 году крупнейшая клиника Мэйо (Mayo Clinic) в Рочестере, штат Миннесота, уже использовала искусственную нейронную сеть, чтобы с 99-процентной надежностью исключить необходимость инвазивных процедур при диагностике пациентов, которые, как полагали до этого, страдали эндокардитом. Похожие программы уже используются в самых разных областях – от чтения данных компьютерной томографии до обнаружения сердечных шумов у детей. Однако сочетание AI, хранения информации в облаке и технологии LOC откроет еще более обширные возможности. Представьте себе гаджет размером с мобильный телефон, который не просто сможет сделать анализ крови или слюны, но и обсудит с вами ваши симптомы, а затем поставит более точный диагноз, чем любой врач-человек (и потенциально компенсирует таким образом нехватку врачей и младшего медперсонала). Учитывая, что пациент сможет использовать эту технологию у себя дома, это также освободит время и пространство в переполненных пунктах скорой помощи. Эпидемиологи получат доступ к богатейшим источникам информации, что позволит им делать исключительно точные предсказания. Но настоящим достижением станет то, что медицина трансформируется из реактивной, то есть реагирующей на болезнь, и использующей общий подход в предиктивную и персонифицированную.
Наноматериалы и нанотехнологии
Большинство историков датируют рождение нанотехнологий – то есть манипуляций с материей на атомном уровне – речью физика Ричарда Фейнмана «Там, внизу, полно места» (There’s Plenty of Room at the Bottom, 1959). Но по-настоящему это понятие вошло в обиход с появлением в 1986 году книги Эрика Дрекслера «Машины творения: грядущая эра нанотехнологий» (Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology). Основная идея проста: будем строить вещи по одному атому, один за другим. Какого рода вещи? Ну, для начала – различные сборочные устройства: крошечные наномашины, способные строить другие наномашины (или самореплицироваться). Так как эти репликаторы можно программировать по-разному, то после того как один из них построит миллиард собственных копий, вы можете направить этот миллиард на строительство чего угодно. И более того: поскольку это строительство происходит на уровне атомов, наноботы, как их называют, могут начать с любых материалов, которые окажутся под рукой, – с почвы, воды, воздуха и т. д. Они разберут любое вещество на атомы и используют эти атомы, чтобы построить практически все, что вы могли бы пожелать.
На первый взгляд, это немного похоже на научную фантастику, однако почти со всем, о чем мы попросим наноботов, уже справились простейшие формы жизни. Сделать миллиард собственных копий? Без проблем: какая-нибудь бактерия в нашем кишечнике сделает это за десять часов. Извлечь углекислый газ и кислород из воздуха и превратить их в сахар? Пленка на поверхности любого пруда занимается этим уже миллиард лет. И если экспоненциальные графики Курцвейла хотя бы приблизительно точны, то пройдет не слишком много времени, прежде чем наши технологии превзойдут биологию.
Конечно, есть эксперты, которые считают, что, как только нанотехнологии достигнут этого уровня, мы можем утратить нашу способность по-настоящему их контролировать. Сам Дрекслер описал сценарий «серой слизи», в котором самовоспроизводящиеся наноботы вырываются на свободу и поглощают всё на своем пути. Эта озабоченность имеет под собой основания. Нанотехнологии – одна из тех экспоненциально развивающихся областей (наряду с биотехнологиями, AI и робототехникой), которые потенциально несут серьезную угрозу человечеству. И хотя эта угроза не является предметом данной книги, было бы упущением совсем ее не упомянуть. Поэтому в нашем справочном разделе вы найдете большое приложение, где обсуждаются все эти проблемы. Предлагаем использовать эту информацию как стартовую площадку для дальнейшего чтения.
Впрочем, проблема вышедших из-под контроля наноботов и серой слизи если и возникнет, то лишь через несколько десятилетий (и, скорее всего, за пределами временных рамок этой книги), а нанотехнологии уже сегодня выдают невероятные результаты. Современные нанокомпозиционные материалы значительно прочнее стали, при этом их производство принципиально дешевле. Однослойные угреродные нанотрубки демонстрируют очень высокую подвижность электронов и используются, чтобы усилить эффективность преобразования электроэнергии в солнечных батареях. А фуллерены (С60), они же бакиболлы – молекулы в виде полых замкнутых многогранников (их схема напоминает формой футбольный мяч), содержащие шестьдесят атомов углерода, – потенциально могут выступать в самых разных качествах: от сверхпроводниковых материалов до систем доставки лекарственных средств. В недавнем докладе Национального научного фонда, посвященном этой теме, говорится:
Нанотехнологии обладают потенциалом повысить производительность человека, способствовать увеличению производства новых материалов, питьевой воды, энергии и пищи, а также защитить нас от неизвестных пока бактерий и вирусов и даже сократить причины военных конфликтов [путем создания глобального изобилия].
Меняете ли вы мир?
Какими бы впечатляющими ни были эти прорывы в науке и технологиях, оказалось, что нет какого-то одного места, где можно было бы больше разузнать обо всех сразу. Поэтому я организовал учредительную конференцию Университета сингулярности в 2008 году именно в Исследовательском центре Эймса при NASA. На конференции присутствовали представители агентства, ученые из Стэнфорда, Беркли и других университетов, а также лидеры бизнеса из компаний Google, Autodesk, Microsoft, Cisco и Intel. Больше всего на этом мероприятии мне запомнился импровизированный спич одного из основателей Google Ларри Пейджа, который он произнес ближе к концу первого дня. Стоя перед сотней участников конференции, Ларри очень вдохновенно говорил о том, что новый университет должен сосредоточиться на решении самых серьезных мировых проблем:
Я теперь использую очень простой критерий: изменит ли мир то, над чем ты работаешь в данный момент? Да или нет? И 99,99999 % людей ответят нет. Я думаю, нам нужно обучать людей тому, как менять мир. Очевидно, что основной способ это сделать – новые технологии. Мы уже видели это в прошлом – это сила, запускающая все перемены.
Именно это мы и построили. Учредительная конференция привела к созданию уникального института. Мы запустили магистерские программы и программы для руководителей, и у нас уже есть тысяча выпускников. Слова Пейджа буквально вошли в состав ДНК университета. Каждый год мы бросаем студентам магистратуры вызов – придумать компанию, продукт или организацию, которая окажет положительный эффект на жизни миллиардов человек в течение ближайших десяти лет. Я называю эти компании «Десять в девятой степени плюс» (109+). И хотя пока еще ни один из этих стартапов по-настоящему не развернулся (в конце концов, Университет существует всего три года), уже достигнут значительный прогресс.
Из-за экспоненциального роста технологий этот прогресс продолжится с небывалой скоростью. И если яма, в которой мы все якобы сидим, на самом деле вовсе и не яма; если пропасть между бедными и богатыми вовсе и не пропасть; и если технический прогресс набрал скорость, более чем достаточную для решения текущих проблем человечества, то это значит, что все три самых распространенных аргумента скептиков больше не должны нас беспокоить.
