Спираль

— Исаак Ньютон в одиночку совершил переход от древнего к современном миру. До Ньютона человечество представляло собой цивилизацию суеверных ремесленников. Мы умели делать плуги, луки и метательные машины, но понимать мир, управлять им мы учились экспериментальным путем, методом проб и ошибок. Или же нас направляли «знатоки», делающие вид, что им доступно высшее знание, — церковники и шаманы. Люди всю жизнь проводили в ожидании проявления Божественной воли через загадочные силы Вселенной, не отваживаясь на большее. После Ньютона человек имеет возможность взять карандаш, бумагу и спокойно вычислить то, что нужно. Никаких чудес. Никакой тарабарщины. Даже подготовки особой не требуется — достаточно скромных познаний в математике.

Джейк преподавал этот курс уже третий семестр подряд — рекордный период за его восьмилетнюю карьеру в Корнелльском университете. Он любил часто менять учебный план, предпочитая широкие экскурсы в рамках программы долбежке в одну точку. Физика ему нравилась. Коллеги с других кафедр с жаром доказывали, что резцом, определяющим форму мира, являются гуманитарные науки, политика, литература, но, по мнению Джейка, будущее определялось технологиями.

Молодой профессор продолжал:

— Люди с готовностью воспользовались законами Ньютона, Максвелла, Эйнштейна и Шредингера в практических целях. Установив, что все на свете независимо от размеров подчиняется определенным правилам, человечество вышло за собственные физические пределы. Первым делом люди ударились в гигантизм, бросились строить мощные плотины, огромные трансокеанские суда и, наконец — верх гигантомании, — отправились на Луну. Теперь мы наблюдаем вторую революцию. Как вы думаете, в чем ее суть?

В ответ — откровенно скучающие взгляды. Джейка задело равнодушие студентов. На его взгляд, объяснение устройства мира с помощью математики явилось наиболее важным открытием в истории человеческой мысли. Из этого следовал простой вывод: мир предсказуем и управляем. Все, из чего он состоит, будь то радиоволны, яблоки или планеты, ведет себя, подчиняясь дифференциальным уравнениям. Достаточно научиться выполнять нехитрые манипуляции с символами на бумаге, и вот уже человек создает радиостанции, способные поддерживать связь между материками, или ракеты, с невероятной точностью поражающие цели противника. Все просто и логично.

— Ну так в чем же? — повторил лектор. — Не догадываетесь?

— В нано, — ответили из первого ряда.

— Правильно! В нанотехнологиях, сфере сверхмалого. Для сегодняшних ученых малое, а не гигантское стало новым неведомым рубежом.

Джейк кликнул мышкой символ на экране компьютера, и у него за спиной на десятифутовом экране появилось цветное фото микросхемы процессора Intel Core 2 Quad.

— Современная интегральная схема — самый сложный и совершенный технологический продукт, который когда-либо производило человечество.

Еще один щелчок мышью увеличил масштаб изображения до отдельного транзистора.

— Этот транзистор в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Он меньше человека в той же пропорции, в какой человек меньше земного шара. В этом мире расстояния измеряются нанометрами. «Нано» происходит от греческого слова «нанос», означающего «карлик», и соответствует одной миллиардной доле. Одна миллиардная доля населения Земли не заполнит даже первого ряда этой аудитории — вот как мала эта величина.

— Нанотехнологии позволяют создать целый мир на пространстве одного метра. — Джейк снова уменьшил масштаб, и одинокий транзистор сразу же потерялся в лабиринте из других транзисторов, конденсаторов и межкомпонентных соединений. — Эта компьютерная микросхема являет собой систему дверей и коридоров, побуждающих электроны к выполнению замысловатых передвижений, схожих с теми, которые ежедневно проделывают миллионы жителей любого крупного города. Целый город для электронов можно разместить на пространстве величиной с почтовую марку.

Картинка исчезла и сменилась видом с воздуха на уличную сетку центрального Манхэттена.

— Схема, похожая по сложности на Манхэттен, уместится на кончике моего пальца. Но в отличие от настоящего города в такой схеме не бывает дорожных заторов и пробок. Все работает без сучка и задоринки. Ни один пакет электронов не выпадает из системы.

— В компьютерной микросхеме время тоже представлено в миниатюре. Компьютер работает — умножает числа или поддерживает связь с соседями по сети — с частотой одной операции в наносекунду. Процессор мощностью в один гигагерц способен выполнять примерно миллиард вычислений в секунду. Вы только подумайте! Миллиард в секунду! Жизнь человека продолжается максимум три миллиарда секунд. За три движения секундной стрелки компьютер передумает столько же мыслей, сколько вы за всю вашу жизнь. — Джейк сделал паузу, чтобы аудитория прониклась сравнением. — То есть для компьютера каждые три секунды — как целая жизнь для всего населения Манхэттена. И люди еще спрашивают, почему компьютеры так медленно запускаются.

По аудитории, как рябь по воде, пробежали смешки.

— Со второй половины двадцатого века миниатюризация — главная движущая сила технологической революции. Билл Гейтс и Гордон Мур создавали свои империи из крохотных электронных городов, способных за одну-единственную секунду прокручивать объем мыслей, которого хватило бы на целую человеческую жизнь. По сути, компьютеры миниатюризировали наше мышление. Но человек не только мыслит. Что мы еще умеем делать?

— Спать, — выкрикнул кто-то с задних рядов.

По аудитории снова пробежал смех.

— Согласен. Что еще?

— Двигаться. Мы умеем ходить.

— Верно. Мы ходим. Однако ходьба — довольно сложный способ передвижения. Давайте начнем с чего-нибудь попроще. Как насчет ползания на четвереньках? Способны ли мы создавать ползающие машины? Позвольте представить вам моих студентов выпускного курса, — объявил Джейк. Он помахал рукой, и студенты поднялись на сцену. — Это Джо Сюй и Дейв Грубер. У них есть для вас сюрприз.

Джейк продолжал говорить, пока Дейв и Джо готовили демонстрацию:

— Многие ли из вас слышали об АПОИП? [7]

Поднялось несколько рук.

— АПОИП расшифровывается как «Агентство передовых оборонных исследовательских проектов». Оно представляет собой оборонное предприятие с венчурным капиталом и постоянно находится в поиске начатков очередного технологического прорыва. Интернет, Глобальная система местоопределения и беспилотный летательный аппарат «Предатор» — проекты АПОИП. Большинство из них обречены на крах, но успехи, даже редкие, способны перевернуть весь мир.

7

В оригинале DARPA — Defense Advanced Research Projects Agency — Агентство по управлению перспективными исследовательскими проектами в области обороны; создано в 1958 г. и является частью Министерства обороны США.

В 2004 году АПОИП придумало новый способ развития инноваций — конкурсы «Глобальный вызов». АПОИП ставило задачу, а команды ученых и инженеров со всей страны пытались решить ее в открытом соревновании. Первое задание потребовало создать автомобиль, способный пройти дистанцию ралли в пустыне без водителя. Главный приз — два миллиона долларов. В 2004 году обломались все. В 2005-м пять прототипов дошли до финиша. К 2007-му условия состязания переместились из пустыни на городские улицы. Люди всерьез заговорили о путешествиях по американским автострадам в машинах с автопилотом. Вывод очевиден: достаточно выделить деньги и мозги для решения проблемы, создать атмосферу столкновения лбами, и новые открытия не заставят себя долго ждать.