На пороге квантехнологии

Пять лет назад в Германии по инициативе федерального министерства издана брошюра под названием «Технологии XXI столетия». Эксперты обрисовали в ней следующие направления будущей деятельности человека в области технологии.

Нанотехнология — архитектура на молекулярно-атомном уровне, позволяющая выработать функциональные соединения и элементы необычно малых размеров.

Сенсорная техника — конструирование микроскопических датчиков по образцу живой природы.

Адаптроника, понимаемая как связующее звено между современными материалами и системами, проявляющими структурный интеллект.

Фотоника — это название означает замену электронов на фотоны для накопления информации, ее преобразования или передачи, что должно ускорить функционирование современной микроэлектроники.

Биомиметические материалы. Под этим названием авторы подразумевают подражание материалам из живых тканей, достаточно распространенным примером которых могут быть производимые насекомыми паутины, отличающиеся эластичностью и прочностью, превышающей все, что до сих пор смогли создать наши технологии.

Фуллерены. Наряду с алмазом и графитом, они являются третьей формой элемента углерода. В брошюре предвидится их производственное применение в будущем.

Нейроинформатика и искусственный интеллект, который преобразование данных должен расширить до преобразования знаний.

Прошу обратить внимание, что ни о революции в области всемирной связи (World Wide Web), ни о делающей первые шаги, но уже пробуждающей технико-этический интерес, биотехнологии нет ни слова! Вышеназванный пример показывает, каким очень неблагодарным делом является прогнозирование будущего, а еще более трудным является то, что американцами называется «technology assessment», или предвидение эффектов цивилизации и общественно-культурных ценностей новых технических достижений.

Характерной чертой книги «Сумма технологии», написанной мной почти 40 лет назад, является тенденция обозрения будущего с высоты птичьего полета. Другой подход с целью детального представления будущих дел человечества вместе с угрозами, начало которым они положат, не имел большого смысла: на попытках мелочной конкретизации будущего спотыкались бесчисленные прогнозы, которыми была богата вторая половина XX века. Детальное предвидение просто невозможно. Не говорю это, чтобы себя самого защитить, но ведь сегодня уже известны все поражения футурологии, стремившейся выходить за пределы обобщения.

Лозунг «догнать и перегнать природу», который я опубликовал в «Сумме», выражал просто мою уверенность в том, что нашу цивилизацию ждет великий поворот в сторону биотехнологии. Одновременно я хорошо понимал, что речь идет о гораздо более трудном задании, нежели, скажем, выдвинутом на склоне XIX века предположении, что мы будем летать на машинах тяжелее воздуха. Перенятие умения у мастера-природы, чем занимается биология, будет долговременным и насыщенным противоречиями, которые не преодолеть одним махом.

Захватывающим примером технологических возможностей, которые скрывает от нас природа, являются невзрачные пауки (arachnoidea), которые, благодаря группам специфических генов, производят нити многократно более эластичные, а также более прочные на разрыв по сравнению с волокнами шелкопряда, стали и всеми синтетическими, включая нейлон. Гены, благодаря которым железы пауков производят эти нити, синтезируют так называемые спидроины. Отдельная нить складывается из большого количества переплетенных молекул спидроина. Любой канат, опущенный с орбитального корабля на Землю, порвался бы под собственной тяжестью. В то же время, научившись у пауков, мы могли бы производить канаты такие легкие и прочные, что космический корабль мог бы поднимать на них на орбиту грузы, как на лифтах.

Когда я писал о копировании специфики жизненных процессов и при этом считал возможным выполнение следующего шага, в сторону вненуклеиновых и внебелковых моделей, то намечал тем самым программу, начало реализации которой при моей жизни скорее всего не считал возможным. Однако уже в реальной действительности появились первенцы биотехнических начинаний, и проблематика заимствования решений и проектов, осуществленных эволюцией за три миллиарда лет, находится в одном из центров всеобщего интереса.

Я не собираюсь ни хвалиться точностью моих прогнозов, ни сожалеть об ошибочных. Прежде всего, стоило бы призвать к рассудку тех, кто из мелких экспериментов клонирования раздул сенсацию, в мгновение ока заполнив техногенной и ксеногенной фауной и флорой пространство. Англичанам после каких-то ста семидесяти попыток удалось вырастить клонированную овечку Долли, а значит, как бы зажечь небольшой огонь, раздутый как журналистами, так и жаждущими известности учеными, в гигантский пожар. На обложке «Шпигеля» появились батальоны ровными шагами марширующих Эйнштейнов, а метастазы этой глупости охватили весь мир. Быстро выяснилось, что между строительством оригинальных конструкций из кубиков Lego и клонированием животных (во главе с млекопитающими) зияет предательская разница. Даже самое удачно клонированное животное не является новорожденным, а соответствует возрастом животному, биплоидный ген которого был использован. Оказалось, что клеточная митохондрия самок содержит гены, контролирующие и формирующие тканевой обмен, что поэтому клонированное создание не есть в полной мере генетическая копия родительского генома. С виду без ошибок клонированные и выращенные телята, несмотря на нормальное развитие плода, после нескольких месяцев дохнут. Вывод, вытекающий из таких экспериментов, показывает, что мы очень мало понимаем пока действительную функции эмбриогенетических процессов и, в особенности, не знаем, что руководит молекулами при их перенесении в другой организм.

Очередной проблемой является допустимая граница автоэволюционного улучшения человека или, хотя бы, улучшения наследственной плазмы человека. Согласно достаточно распространенной точке зрения, изготовление полной карты человеческого генома раскроет двери композиторам всетворящей генетики. Эта фантазия насквозь фальшива, а в области лингвистики аналогична убеждению, что если бы драмы Шекспира разделили на части и обозначили их отдельными символами, то приобрели бы тем самым способность составления из кучи, из миллионов этих знаков произведений новой драматургии. Работы над «картографией» генома человека уже заканчиваются, однако распознавание миллиардов нуклеотидов, определяющих нашу наследственность, не приведет сразу к знанию о том, как весь этот биохимический букварь определяет возникновение физических и психических черт у человеческих эмбрионов.

В вопросе искусственного интеллекта я предпочитаю категорически не высказываться, прежде всего потому, что даже величайшие умы в оценке этой проблемы радикально расходятся. Никто не знает, сколько нейронов насчитывает средний человеческий мозг. Меня учили когда-то об их десяти миллиардах, сегодня же допускается их кратность. Если учесть, что клетка отдельного нейрона контактирует с так называемыми синапсами, по меньшей мере с сотнями, а иногда тысячами других нейроновых клеток, то возникает образ, по отношению к которому компьютерный победитель Каспарова в шахматы, Deep Blue, является попросту полуторатонным чурбаном. Вполне возможным представляется, что человеческий мозг создан по закону, провозглашенному Джоном фон Нейманном: «совершенная система из несовершенных элементов». Возможно, удастся сконструировать искусственный интеллект с помощью разработки и внедрения нанотехнологии. Ученые, работающие в ведущих американских лабораториях, убеждены, что мы находимся в преддверии новой эры электроники. Буквально несколько месяцев назад удалось сконструировать отдельные элементы компьютерных систем из одной молекулы, так называемые логические вентили. Следовательно, молекулярная электроника не является уже предсказанием в общем виде, ибо первые шаги на этой дороге уже сделаны. Более того, удалось перейти не только на подобный двоичному альфацифровой уровень, применяя соответствующим образом сгруппированные в частички атомы, но и увенчать успех новой технологией создания проводников толщиной всего лишь в дюжину атомов. Молекулярные переключатели, или вентили должны соединяться такими же микроскопическими проводниками. Тем самым идет работа над системами типа RAM (Random-Access Memory), которые будут в сотни раз меньше производимых ныне, но и стоимость их производства колоссально уменьшится. На основе кремниевой электроники создаются компоненты размерами в одну тысячную толщины человеческого волоса (это около ста нанометров, или стомиллиардная часть метра). Несмотря на то, что и это немного, на уровне молекулярной электроники становится возможным уменьшение размеров компонентов до одного нанометра. Не более чем через пять лет мы будем иметь совершенно новую технологию построения компьютеров, которая будет означать такую же огромную индустриальную революцию, которую мы пережили в пятидесятых годах при переходе от катодных ламп к транзисторам.

Если удастся преодолеть все трудности (а новая цифровая техника должна будет уже бороться со следствиями квантовой механики), то мы подойдем к истинной революции, которая перевернет вверх ногами производство полупроводников во всем мире. До настоящего времени чипы производятся техникой гравировки на кремниевых пластинах. Действует обратная зависимость между размерами таких чипов и их стоимостью: чем чипы становятся меньше, тем их производство оказывается дороже. Деятельность огромных производственных коллективов, которые используют лазер для гравировки каналов связи, расположенных отдельными пластами, окажется устаревшей. Экспертам маячит уже совершенно иной метод в виде химических реакций, которые будут сами из значительного числа молекул складывать элементарные соединения, а это будет очень дешево. Может наступить настоящий коллапс у крупных производителей компьютеров, поскольку их дорогостоящая оснастка окажется чем-то вроде оборудования по производству свечей в сравнении с производством люминесцентных ламп.

В настоящее время администрация Клинтона рассматривает возможность принятия уже в 2000 году так называемой National Nanotechnology Initiative для организации и контроля исследований в развивающейся области, каковой становится молекулярная архитектоника. Может быть то, что еще не имеет названия, кроме предложенного мной — квантехнология, вскоре переселится из лабораторий на промышленные предприятия. Кремниевая эра, кажется, идет к своему концу. Я думаю, что следующий шаг микроминиатюризации будет очередным приближением к той конструктивной технологии, которую несколько миллиардов лет использует живая природа, потому что наследование биологически обусловленных черт опирается на молекулярную архитектуру нуклеотидов, составляющую фундамент всего живого в процессе эволюции.

Блаженная тишина сопутствовала публикации моей «Суммы технологии», так же как и изданным в 1956 г. «Диалогам». Сейчас, перед началом XXI века, ситуация, в сущности, изменилась в худшую сторону, поскольку на проблемы, которые я несколько десятков лет рассматривал в одиночестве, с торопливостью набросились подогреваемые пламенем моды орды дилетантов и невежд, так как слоганом наших дней стал лозунг «автоэволюции человека». Мы сейчас имеем дело с излишками информации, проистекающей часто от авантюристов, от науки. Осенний номер ежеквартальника (издаваемого, впрочем, редакцией серьезного научного журнала «Scientific American»), который носит название «Your Bionic Future», сулит много обещаний, основываясь на якобы уже рождающихся чрезвычайных достижениях. Американский нейрохирург расхваливает в статье «Head Transplants» ужасную картину трансплантации человеческих голов. Материнские клетки, разумеется, человеческие, должны начать создавать склады запасных частей жизненных органов. Генетическая прививка будет увеличивать мышечную массу человека, делая излишними всяческие гимнастические усилия. Черви, мухи, голуби научат нас, людей, как жить лучше и дольше. Биология, дополненная инженерией, спроектирует новые виды чувств, которые мы будем испытывать в недалеком будущем. Запрограммированные кибернетические чудовища станут повсеместными. Ускорение технологического прогресса приведет к тому, что интеллектуальное творчество людей превзойдут и затмят гибриды биотехнологии. Супружеские пары будут проектировать себе потомство. Эротика и секс также подвергнутся химической технологизации: скоро мы будем вынюхивать себе оптимального партнера. Картошка будет не только вкусной, но и будет оберегать нас от холеры. Мясо будут поставлять синтезаторы. Каждый будет иметь свой генетический паспорт, а врач, просмотрев его, установит, какие лекарства нас исцелят, а какие — убьют.

Иными словами, претенциозное преувеличение начинает заметно вредить популяризации точных наук. В многочисленных журналах, живущих тем, что им удается раздуть несмелые мечты ученого до размеров сенсации бестселлера, мы видим, прежде всего, коммерческую борьбу за пресловутый быт. Одним словом, нужно быть читателем внимательным, осторожным, а также подозрительным — скоро библиотечные полки начнут прогибаться от книжек, срывающих маску с фальсификаций, которые распространились в науке.

Даже небольшой прогресс на каждом поприще открывает нам огромное, до сей поры невидимое, знание. Мы находимся в начале трудной, опасной и великолепной дороги. Между фазой начальных шагов и вершиной совершенно новой технологии простирается пространство трудностей, поражений и даже катастроф, подобных чернобыльской. Фактом является то, что человек, как вид, сможет не только овладеть собой, но сможет и формировать себя. А какие это даст плоды, покажет только наступающее столетие.

Настоящее эссе было опубликовано в газете «Rzeczpospolita» (N№ 76 от 30.03.2000 г.) накануне выхода в свет новой книги Станислава Лема «Мгновение» и представляет собой фрагменты из глав «Вступление», «Дилеммы», «Плагиат и творение» и «Макрок». Переведено с сокращением.