Поиск на сайте

 

 

Каким будет человечество завтрашнего дня

 

В прошлом номере «Открытая» рассказала про уникальный научный форум, который прошел в Москве, под названием «Глобальное будущее. 2045». На нем выступали именитые ученые, мыслители, религиозные деятели со всех уголков планеты.  Собеседник «Открытой» – один из участников форума,  профессор канадского Университета Калгари Александр Львовский, специалист по квантовым исследованиям.

 

– Александр, вот вы бы как простому человеку объяснили, чем вы занимаетесь?
– Нанотехнологии работают с устройствами, размер которых – доли микрона. Квантовая технология – это следующий шаг «вниз»: мы оперируем элементарными составляющими вещества – атомами, электронами, фотонами. А на таком уровне действуют законы квантовой физики – совершенно другие по сравнению с законами классической физики, управляющей миром больших тел, в котором мы живём. 
Чтобы было понятнее, приведу такое сравнение. Представьте, что вы пришли на футбольный матч. В «обычном» мире вы знаете, что мяч всегда будет лететь туда, куда его послал форвард. А в мире квантовом мяч может одновременно лететь сразу в двое ворот. Или менять траекторию в зависимости от того, сколько зрителей на трибунах. Так вот, этот мячик – и есть та элементарная частица, который мы хотим «приручить».
– И это возможно?
– Квантовые технологии – это вселенная, который человек для себя только открывает. Все знания, умения и опыт человечества, накопленные за тысячи лет, оказываются непригодны в квантовом мире. Но уже сейчас, с нашего уровня понимания, вырисовывается масса практических приложений этих технологий: измерительные приборы чрезвычайной чувствительности, компьютеры, защищенные системы связи... И это пока только то, что мы знаем.
– В своем докладе на форуме вы рассказывали о квантовых компьютерах. Только, судя по фотографиям, эти громоздкие штуки совсем не похожи на результат «тонких» технологий.
– И долго еще не будут похожи. До изобретения интегральных микросхем обычные компьютеры тоже были огромные махины – каждый целую комнату занимал. Прошло полвека, пока они не уменьшились настолько, чтобы их можно было поставить на стол или положить в карман. Такая же ситуация и с квантовым процессором.
– Мы только в начале пути?
– Несколько шагов уже сделали. Самый мощный на сегодня квантовый компьютер имеет регистр размером 14 бит. Это много меньше, чем обычные счёты. Хотя я оптимист: уверен, уже через двадцать лет нам удастся построить квантовый компьютер, пригодный для решения практических задач.
– И тогда «обычные» компьютеры, на микросхемах, просто отомрут?
– Нет. Это просто два совершенно разных типа устройств, и задачи перед ними стоят разные. Мощность «обычного», как вы говорите, то есть электронного компьютера зависит от количества математических операций, который он производит в секунду. А это, в свою очередь, зависит от количества транзисторов.
Еще в 1964 году один из основателей корпорации Intel Гордон Мур обнаружил такую закономерность: каждые два года плотность транзисторов в компьютерном процессоре удваивается. Представляете, полвека прошло – а закон всё ещё действует. Уже сейчас мельчайший транзистор в пять тысяч раз тоньше человеческого волоса, и размеры продолжают уменьшаться. Но уже совсем скоро – через десять или двадцать лет – при производстве процессоров будет достигнут фундаментальный предел, связанный с физическими ограничениями, например, с невозможностью превысить скорость света или «расчленить» атом.
– И тогда-то вместо «обычнзе» компьютеров придут квантовые, где каждый транзистор – размером с атом?
– В какой-то степени, да. Правда, в данном случае мы столкнёмся с помехами, которые квантовые эффекты будут вносить в работу микросхем. Например, процессоры начнут чрезмерно нагреваться или делать ошибки в вычислениям. Чтобы этому противостоять, инженерам придётся попотеть.
Однако то, что мы называем квантовым компьютером – это не просто результат уменьшения размеров транзистора. Необычные законы микромира дают нам качественно другие возможности по ускорению вычислений. Однако для того, чтобы воспользоваться этими возможностями, требуется принципиально другая конструкция компьютерного процессора. Да и класс задач, в которых квантовые технологии позволяют добиться ощутимого преимущества перед «обычными» компьютерами, весьма ограничен.
– И что же это за задачи?
– Одна из важнейших – это «взлом» шифровальных кодов. Поэтому, как ни странно, сегодня квантовый компьютер представляется главным образом как оружие для кибернетической войны. То есть войны не в привычном смысле с солдатами и танками, а связанной с доступом к стратегической информации. Именно поэтому в мире сегодня так активно инвестируют в эти исследования.
– А воевать-то с кем собираются?
– Воевать никто не собирается, но бронепоезд на запасном пути не помешает. А вообще, кибервойна – это только одна сфера применения квантовых технологий. Есть масса других, вполне «мирных».. Например, квантовые часы, которые дают погрешность в одну секунду за миллиарды лет. Понятно, что для обычного человека это не заметно. Но такие часы можно использовать в GPS, при этом точность «узнавания» местоположения объекта не превышает нескольких миллиметров (сейчас – до десяти метров). Это позволит, например, построить транспортные средства, управление которыми не требует участие человека.
Еще одно направление – это квантовые датчики, которые в точности на порядок превышают все известные сегодня человеку. Смысл их работы связан с наличием мельчайшего дефекта в кристалле, квантовое состояние которого мы можем измерять с помощью лазеров. А внешние электрические и магнитные поля это состояние кристалла меняют. Таким образом, наблюдая за состоянием дефекта, мы знаем, что творится вокруг него.
Например, мы можем внедрить этот кристаллик в клетку организма и понять, как она функционирует, как работают её части. А это революция в биологии и медицине! А можем поместить квантовые датчики в мозг человеческий и «расшифровать» его нейронные сети. И тогда открываются уже совсем невероятные перспективы – например, копирование человеческого сознания в машину, создание искусственного сознания...
– Но ведь сегодня человек уже знает, как работают нейроны.
– Функцию отдельных нейронов мы действительно примерно понимаем. Мы знаем, как устроена клетка нервной системы, какие химические вещества – медиаторы – она выделяет, как формируется электрический импульс в мозге. Но при этом «физика мысли» не разгадана до сих пор. То же самое, как если бы под микроскопом изучить самую современную микросхему Pentium, мы бы всё равно не поняли, как она работает.
– Выходит, квантовые технологии – прямой путь к искусственному интеллекту?
– Полагаю, искусственный интеллект возникнет на базе не квантовых, а «обычных» компьютеров. Сегодня ведущие умы на планете в сфере компьютерных технологий бьются над его созданием. И достигают немалых успехов. 
Например, группа исследователей из университета Торонто проанализировала текст всей Wikipedia, введя его в написанную ими программу. Она определяет, какие сочетания букв встречаются в энциклопедии с наибольшей частотой. И теперь эта программа может «писать» новый текст, определяя вероятность того, какая буква будет следующей за предыдущей. Получается, конечно, полная несуразица, но грамматически и орфографически правильная. То есть компьютер, проанализировав достаточное количество текста, смог «понять» закономерности языка. А теперь представьте себе более мощный компьютер с похожей программой, которая имеет доступ не только к тексту, но и ко всему спектру нашего мира, может его видеть, слышать, осязать, изменять...
– Так ведь уже сейчас компьютеры превзошли человека: обыграл ведь Deep Blue Гарри Каспарова в шахматы.
– На калькуляторе мы можем перемножать многозначные числа, в уме – нет, но это не значит, что калькулятор умнее. Превосходство в решении одной конкретной задачи не означает преимущество во всём огромном спектре проблем, которые приходится решать мозгу. Человеческий мозг обрабатывает информацию всё ещё намного быстрее «традиционных» компьютеров, да и емкость памяти у него на несколько порядков выше. Да и тот же Deep Blue в тысячи раз тяжелее и больше и потребляет больше электроэнергии, чем даже небольшой фрагмент нашего мозга.
– Так когда же возникнет искусственный интеллект? 
– Этого никто не знает. Обыватель и ученые понимают под этим термином немного разные вещи. С инженерной точки зрения искусственный интеллект уже сейчас распространен широко. Например, при работе компьютерных поисковых систем: система «опознает» вас как уникального пользователя со своими предпочтениями, и в зависимости от этого предлагает «индивидуальный» результат поиска по одному и тому же ключевому слову. Эти же технологии применяются в компьютерных программах распознавания речи и текста... А обыватель под искусственным интеллектом понимает машину, которая мыслит, как человек. И это пока остаётся предметом научной фантастики.
– А вы верите в то, что искусственный интеллект рано или поздно «вытеснит» человеческий? 
– Честно, я не очень верю в «восстание машин». Сценариев апокалипсиса много, и пока что ни один из них не состоялся. Скорее всего, биологический и «машинный» интеллект будут просто мирно сосуществовать, решая различные задачи. Об этом как раз на нашей конференции говорили: рано или поздно на смену привычному Homo sapiens придет некий «постчеловек» – мы сумеем задействовать неизведанные возможности мозга, расширить сознание за счёт привлечения компьютерных технологий. И наоборот, научимся переносить наше сознание в компьютер, создавать машины, мыслящие, как люди. Думаю, в будущем грань между человеком и машиной станет зыбкой, а впоследствие и вовсе сотрётся
Рассуждая об этом, мы переходим уже на некий более высокий уровень понимания, самоощущения человека. Здесь нельзя оперировать только математическими формулами и физическими законами. Каким бы производительным и скоростным не был компьютерный «мозг», он всё равно пока лишен чего-то неуловимого, что мы называем душой.
– А вы сами какой смысл в это слово вкладываете?
– Культурный субстрат, социальные связи, самоощущение, опыт. Над этим вопросом бились мыслители на протяжении всей истории человечества. 
– Не потому ли на форуме было так много представителей духовенства, причем разных конфессий?
– Сегодня, когда мы стоим на пороге технологической революции, необычайно обостряется понимание глубинных понятий человеческого социума и «Эго»: что такое судьба, воля,жизнь и смерть. Найти ответ на эти вопросы не в силах только точные науки, они должна идти об руку с философией, с религией, культурой.
– А какую роль в новом «квантовом» мире займет Россия?
– Очень надеюсь, что достойную. Я являюсь членом управляющего совета Российского квантового центра, который создан на базе «Сколково». Пока этот проект находится в фазе создания: строятся лаборатории, набираются на работу исследователи. Но проект возглавляют лучшие умы мира в области квантовых технологий. И благодаря этому мы можем надеяться, что Россия в ближайшие годы станет одним из мировых лидеров в этой сфере.

 

Беседовал
Антон ЧАБЛИН

 

Досье "Открытой"

Александр Львовский учился в Московском физико-техническом институте (МФТИ), а в 1998 году защитил докторскую диссертацию в Колумбийском университете. Работал в университетах Беркли (США) и Констанц (Германия). Обладатель премии Эмми Нётер (Германский научный фонд), гранта правительства провинции Альберта для молодых профессоров, международной премии по квантовым коммуникациям. Пожизненный член Американского физического общества. 

 

slava14 марта 2012, 12:57

 
 
 
 

Взвешенная позиция серьёзного ученого. Действительно, мы не ожидаем от мечты немедленной реализации, но работы уже начались и начались они с объединения мозговых и прикладных усилий.

 



Поделитесь в соц сетях


Добавить комментарий