Физика будущего

Поразительно, но человеческий мозг потребляет всего 20 Вт. Выделяемое им тепло почти незаметно, и все же мозг с легкостью оставляет позади совершеннейшие суперкомпьютеры. Более того, человеческий мозг — самое сложное творение матери-природы в этой части Галактики. У нас нет до сих пор никаких данных о присутствии в Солнечной системе других форм разумной жизни, а значит, до ближайшего объекта, сравнимого по сложности с содержимым вашего черепа, от Земли не менее 40 трлн км (расстояние до ближайшей звезды), а скорее гораздо больше.

Не исключено, что нам действительно удалось бы провести реверсивное проектирование мозга за десять лет, но лишь при условии неограниченного финансирования и национальной ударной программы — что-нибудь вроде Манхэттенского проекта. Однако, учитывая общий экономический климат, в ближайшее время таких вложений вряд ли стоит ожидать. Отметим, что правительство США в последние годы поддерживало несколько серьезных приоритетных проектов, таких как «Геном человека», который обошелся почти в три миллиарда долларов, но лишь потому, что они обещали очевидные научные и медицинские выгоды. Выгоды проекта моделирования мозга не столь очевидны, поэтому времени на него уйдет гораздо больше. Более реалистично, наверное, предположить, что мы будем двигаться к цели маленькими шажками и до исторического момента, когда полная модель будет наконец создана, пройдет еще не один десяток лет.

Так что компьютерное моделирование мозга протянется, вероятно, до середины века. И даже после завершения проекта понадобится еще несколько десятков лет, чтобы разобраться в горах полученной информации и соотнести ее с реальным человеческим мозгом. Мало того что мы утонем в данных, у нас к тому же не будет средств, которые позволили бы надежно отфильтровать шум и отделить полезную информацию от случайной.

Разборка мозга

Но как же второй подход, о котором шла речь, — определение точного местоположения каждого нейрона?

Этот подход также ставит перед учеными задачу, достойную Геракла, и скорее всего означает десятилетия тщательных исследований. Вместо суперкомпьютеров вроде Blue Gene ученые, выбравшие такой подход, пользуются методом последовательного анализа. Для начала они препарируют мозг дрозофилы, разрезая его на тончайшие ломтики толщиной не более 50 нм (около 150 атомов). Получаются миллионы ломтиков, каждый из которых фотографируется при помощи сканирующего электронного микроскопа, скорость и разрешение которого приближаются к миллиарду точек в секунду. Электронный микроскоп выдает на-гора невероятное количество данных — около 1000 трлн байт; этого достаточно, чтобы наполнить носителями информации целую комнату. И все это — для описания мозга одной-единственной плодовой мушки! Затем приходит черед обработки данных и тщательного, скрупулезного восстановления трехмерных связей каждого нейрона; на это уходит около пяти лет. А для получения более точной картины мушиного мозга придется разделать и исследовать мозг не одного десятка особей.

Джерри Рубин (Gerry Rubin) из Медицинского института Говарда Хьюза, один из лидеров в этой области исследований, считает, что на составление полной, точной и подробной карты мозга дрозофилы уйдет 20 лет. «Я бы сказал, что, когда эта задача будет решена, мы пройдем пятую часть пути к пониманию человеческого мозга», — заключает он. Рубин понимает всю масштабность и сложность стоящей перед ним задачи. Человеческий мозг имеет в миллион раз больше нейронов, чем мозг дрозофилы. И если на регистрацию каждого нейрона мушиного мозга уйдет 20 лет, то на установление полной нейронной архитектуры человеческого мозга наверняка понадобится еще не одно и не два десятилетия. Стоить этот проект тоже будет громадных денег.

Итак, мы видим, что все участники процесса инженерного анализа мозга пока находятся в сложном положении. Они видят и ясно различают цель, представляют, как можно ее достичь, но отсутствие денег не позволяет им работать в полную силу. Можно с достаточной долей уверенности предположить, что где-нибудь к середине века у нас появятся достаточно мощные компьютеры, на которых можно будет смоделировать человеческий мозг, а также грубые приблизительные карты нейронной архитектуры мозга. Однако на полное понимание механизма мышления или на создание машины, способной дублировать функции человеческого мозга, не приходится рассчитывать раньше самого конца XXI в.

Приведем пример. Получив карту точного расположения каждого гена в теле муравья, вы не узнаете, как строится муравейник. Точно так же сам по себе факт, что ученые теперь знают все 25 000 генов, которые составляют геном человека, не означает, что они поняли, как работает человеческое тело. Вообще, проект «Геном человека» напоминает толковый словарь, в котором нет определения слов. Каждый ген в теле человека четко расшифрован и расписан по буквам, но что каждый из них делает, по-прежнему в значительной степени остается загадкой. В каждом гене закодирована структура определенного белка, но неизвестно, как большинство этих белков функционирует в организме.

Еще в 1986 г. ученые смогли составить полную карту расположения всех нейронов в нервной системе крохотного червячка С. elegans. Первоначально это достижение было объявлено прорывом и ключом к раскрытию загадки мозга. Однако знание точного расположения 302 нервных клеток и 6000 химических синапсов даже сейчас, спустя несколько десятилетий, не дает ученым ничего нового для понимания физиологии червя.

Точно так же даже после создания полной и точной модели человеческого мозга пройдет не один десяток лет, прежде чем мы сможем понять, как работают и взаимодействуют между собой все его части. Если удастся все же завершить реверсивное проектирование и полную расшифровку структуры мозга к концу столетия, это будет означать, что сделан громадный шаг к созданию человекоподобных роботов. Что тогда помешает им захватить власть?

Отдаленное будущее (2070–2100 гг.)

Когда машины обретут сознание

В фильмах про Терминатора рассказывается о том, как Пентагон построил и с гордостью запустил в действие Skynet — громадную сверхзащищенную компьютерную сеть, предназначенную для управления ядерным арсеналом США. Эта сеть безупречно исполняла свои обязанности до тех пор, пока однажды, в 1995 г., неожиданно не произошло что-то очень странное. Суперкомпьютер Skynet осознал себя. Люди, работавшие с сетью, с изумлением поняли, что их детище внезапно обрело разум, и попытались выключить его, но опоздали. Защищая себя, Skynet решил, что единственный способ обеспечить собственную безопасность — это уничтожить человечество. Для этого он начал разрушительную ядерную войну. Вскоре три миллиарда людей сгорели в пламени бессчетных ядерных взрывов. После этого Skynet выпустил в мир легионы роботов-убийц, целью которых было уничтожение оставшихся. Современная цивилизация рухнула, оставив после себя лишь крошечные жалкие шайки бандитов и бунтарей.

А в трилогии «Матрица» люди показаны настолько примитивными, что даже не понимают: машины уже захватили мир. Люди занимаются повседневными делами, думают, что все нормально, и не замечают, что на самом деле живут в коконах. Их мир — всего лишь модель виртуальной реальности, которой управляют хозяева-роботы. Человеческое «существование» — всего лишь компьютерная программа, выполняемая большим компьютером; данные с нее поступают непосредственно в мозг людей, живущих в этих коконах. Единственная причина, по которой машины вообще терпят присутствие людей, — тот факт, что их можно использовать как источники питания.

Конечно, задача Голливуда — напугать аудиторию до полусмерти. Но сюжеты этих и других фильмов поднимают законный научный вопрос: что произойдет, когда роботы наконец станут умнее нас? Что произойдет, когда роботы проснутся и осознают себя? Ученые активно обсуждают вопрос, что будет — причем не если, а когда произойдет это знаменательное событие.

Некоторые эксперты утверждают, что наши создания-роботы будут постепенно подниматься по эволюционному древу. Сегодня они сравнимы по интеллекту с тараканами. В будущем они вырастут и сравняются с мышами, кроликами, собаками и кошками, обезьянами, а затем станут соперничать с человеком. На медленное преодоление этого пути могут уйти десятилетия, но ученые верят, что это всего лишь вопрос времени и когда-нибудь машины обязательно превзойдут нас разумом.