Пол-земли: как спасти биосферу

Подводя итог, следует признать, что, если говорить о сохранении биоразнообразия, самым актуальным является вопрос о том, какое количество сохранившихся островков дикой природы и населяющих их видов будет утрачено к моменту замедления темпов вымирания до уровня, существовавшего до появления человека. Согласно имеющимся данным, до появления человека в год вымирало от 1 до 10 видов на миллион. В сопоставлении с продолжительностью человеческой жизни этот базовый показатель бесконечно мал. Для тех, кому небезразличны идеи сохранения окружающей природной среды, это практически то же, что и ноль. (Не стоит также забывать, что по крайней мере 6 млн существующих сейчас видов остаются не известными науке.) Но это также означает, что текущий уровень вымирания хорошо известных нам видов почти в тысячу раз выше и, несмотря на героические усилия участников международного движения в защиту природы, продолжает расти.

«Кровотечение», к какой бы биосистеме ни относился организм, непременно приведет к его гибели; если с ним не бороться, массовая гибель отдельных организмов неизбежно приведет к вымиранию вида. Другого не дано. Исследователи, изучающие процесс сокращения биоразнообразия в динамике, предупреждают, что в результате экспоненциального роста темпов вымирания большинство существующих сейчас видов живых организмов могут исчезнуть с лица земли уже в этом столетии.

Определяющим фактором выживания видов является площадь подходящих для них местообитаний. Зависимость между площадью места обитания и количеством населяющих его видов вычислялась не раз. На нее часто ссылаются в научной и научно-популярной литературе. Она формулируется следующим образом: изменение площади местообитания в большую или меньшую сторону приводит к изменению числа видов, способных к устойчивому существованию в такой среде, на величину, равную корню 3–5-й степени из величины изменения площади. Чаще всего в вычислениях используется корень 4-й степени. Если применить эту формулу, то, например, при уменьшении площади на 90% число видов, которые смогут на ней выживать и устойчиво развиваться, сократится на половину. Именно таково фактическое положение многих территорий с наиболее богатым видовым составом в мире, включая Мадагаскар, Среди­земноморский регион, некоторые участки континентальной Юго-Западной Азии, Полинезию и многие из островов, входящих в состав Полинезии и Вест-Индии. Если оставшиеся 10% природных мест обитания также будут уничтожены — бригаде профессиональных лесорубов для этого понадобится не больше месяца, — почти все или даже все обитающие сейчас там виды исчезнут.

Однако, если исходить из того, что отношение количества устойчивых видов к площади их ареала составляет корень 4-й степени (приблизительное медианное значение), то половины площади Земли достаточно для сохранения около 85% видов. Долю можно увеличить, включив в состав этой половины планеты «горячие точки» биоразнообразия, отличающиеся наивысшей степенью концентрации находящихся под угрозой видов.

Сегодня в каждой стране мира в том или ином виде существуют территории, находящиеся под особой охраной. Общее число особо охраняемых природных территорий составляет около 161 000 на суше и 6500 в морских водах. По информации, содержащейся во Всемирной базе данных по охраняемым территориям, совместном проекте Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и Международного союза охраны природы (МСОП), по состоянию на 2015 г. на них приходится менее 15% суши и 2,8% площади Мирового океана. Да, их площадь постепенно растет, и эта тенденция обнадеживает. Мы должны сказать спасибо организаторам и активистам международного движения в защиту природы хотя бы за такие цифры. Но достаточны ли они для того, чтобы не просто замедлить, а остановить вымирание видов? К сожалению, нет: они должны быть намного больше. Хватит ли усилий природоохранных организаций для того, чтобы обеспечить в течение всего столетия такие темпы роста этих показателей, которые позволят сохранить большую часть земного биоразнообразия? Это трудно будет сделать, и я сомневаюсь, что это вообще возможно. Но, даже если это когда-нибудь и удастся сделать, значительная часть биоразнообразия уже будет утрачена.

Даже в самых оптимистичных сценариях, предусматривающих реализацию традиционных мер по защите окружающей природной среды, потери будут такими, что ни один цивилизованный человек не сможет признать их приемлемыми. Существующих полумер недостаточно для спасения деградирующей вселенной биоразнообразия. Если распорядители национальных бюджетов будут по-прежнему смотреть на природоохранную деятельность как на непозволительную роскошь, большая часть этой вселенной наверняка будет утрачена. Правильнее сравнивать темпы вымирания разных форм жизни (связанные с деятельностью человека), которые, судя по всему, даже и не думают уменьшаться, с последствиями падения такого метеорита, как Чиксулуб. Но только проявляются они не сразу, а в течение нескольких поколений.

Остающимся пока еще в живых видам остается лишь надеяться, что человек примет меры, соответствующие масштабу проблемы. Продолжающееся массовое вымирание, которое сопровождается утратой генетического материала и целых экосистем, можно поставить в один ряд с пандемией, мировой войной и изменением климата, то есть с самыми страшными угрозами, какие только могут создать люди для самих себя. Тем, кто готов отдаться на волю стихии антропоцена, куда бы она его ни несла, я хочу сказать следующее: «Не спешите, подумайте еще раз». Тех, кто борется за расширение площади особо охраняемых природных территорий по всему миру, я настоятельно прошу: «Не останавливайтесь и требуйте намного большего».

И тогда у популяций видов, сжавшихся до угрожающе маленьких размеров, появится место для роста. Редкие и аборигенные виды, прежде обреченные на вымирание в результате деятельности человека, смогут избежать этой печальной участи. Неизвестные виды, которых, вероятно, насчитывается не менее 6 млн, выйдут из тени и тем самым перестанут подвергаться самому большому риску, какой только можно себе представить. Люди смогут стать ближе к миру, сложность и красота которого далеко выходят за пределы самых смелых фантазий современного человека. У нас будет больше времени, чтобы привести свой дом в порядок и сделать его комфортнее для будущих поколений. Жизнь на Земле — во всех ее проявлениях — продолжит свое существование.

 

В ПОИСКАХ ВЫХОДА ИЗ ТУПИКА

Термин «пол-Земли», описывающий предлагаемое решение, не означает, что нужно разделить планету на две половинки по полушариям или поделить ее на какие-то другие большие участки размером с целый континент или страну. Не идет речь и о смене собственников тех или иных территорий — достаточно обязать их сделать так, чтобы эти территории оставались в целости и сохранности. Этот термин подразумевает выделение для природы охраняемых территорий максимальной площади, то есть для миллионов существующих сейчас видов живых организмов.

Ключевым фактором сохранения половины планеты является экологический след, под которым понимается пространство, необходимое среднестатистическому человеку для удовлетворения всех потребностей. В него входит земля, занимаемая жилищем, источниками пресной воды, средствами производства пищи и ее доставки, транспортными средствами, средствами связи, органами власти и прочими общественными институтами, медицинскими учреждениями, а также земля для похорон и развлечений. Таким образом, экологический след состоит из множества кусочков, разбросанных по всему миру. Точно так же разбросаны по Земле и сохранившиеся уголки дикой природы на суше и в море. Эти кусочки различаются размером — от обширных пустынь и реликтовых лесов до восстановленных крошечных местообитаний площадью несколько гектаров.

Но, можете возразить вы, разве рост населения и потребления на душу населения не означает, что у идеи с выделением пол-Земли, равно как и у любой другой меры, направленной на сдерживание антропоцена, нет никаких шансов на успех? Да, означает, но только если население планеты продолжит расти так же, как это происходило в прошлом, на протяжении всего XXI в. и далее в XXII столетии. Однако, если говорить об этом аспекте человеческой биологии, люди, судя по всему, вытянули козырь в игре с демографическими силами. Рост численности населения начал замедляться сам собой, без какого-либо давления со стороны закона или обычая. Во всех странах, где женщины добились определенного уровня социальной и финансовой независимости, рождаемость упала на соответствующую величину в результате изменения системы жизненных ценностей и приоритетов. В Европе и среди коренных американцев этот показатель уже достиг порога нулевого роста в 2,1 ребенка, доживающего до возраста зрелости, в расчете на женщину и сохраняется на этом уровне. В условиях даже минимальной свободы выбора и отсутствия тревоги за будущее женщины переходят к стратегии поведения, которую экологи называют K-стратегией, предпочитая немногочисленное здоровое и хорошо подготовленное к жизни потомство многочисленному, но слабому, являющемуся отличительной чертой r-стратегии.

Резкого падения общей численности населения не будет. Причина кроется в долголетии представителей прошлых поколений, когда рождаемость была намного выше. Кроме того, в некоторых странах до сих пор сохраняется высокий уровень рождаемости — более трех выживших детей на каждую женщину, то есть выше показателя 2,1 ребенка на женщину, обеспечивающего нулевой рост населения. Это касается таких регионов, как Патагония, Ближний Восток, Пакистан и Афганистан, а также всех стран Африки южнее Сахары, кроме Южной Африки. Переход к более низким показателям рождаемости может произойти на протяжении жизни одного-двух поколений. Согласно оценкам, приведенным в двухгодичном отчете ООН о численности населения за 2014 г., можно с вероятностью 80% утверждать, что к 2100 г. на планете будет жить 9,6–12,3 млрд человек, даже если темпы роста опустятся до нулевого уровня. Напомню, что в 2014 г. численность населения составляла 7,2 млрд. Это тяжелое бремя для перенаселенной планеты, но, если только женщины не передумают и общемировая тенденция к снижению уровня рождаемости до 2,1 и менее детей на женщину сохранится, в начале XXII в. неизбежно начнется обратное движение. В этом случае решением демографической проблемы станет побочное последствие самой человеческой натуры, а именно переход от r-стратегии к K-стратегии воспроизводства в благоприятных условиях.

Но как тогда быть с потреблением на душу населения? Разве оно не поднимется настолько, что никакие призывы к крупномасштабным инициативам по защите окружающей природной среды не помогут? Не исключено, что так и будет, если параметры экологического следа останутся такими же, как сейчас. Но они не останутся такими же. Они будут меняться, правда, не в сторону увеличения, как можно подумать сначала, а в сторону уменьшения. Это связано с эволюцией рыночной экономики, которая все в большей и большей степени будет определяться высокими технологиями. Товары, которые побеждают в конкурентной борьбе сегодня и наверняка будут побеждать и в будущем, требуют меньших затрат на производство и рекламу, не нуждаются в частом ремонте или замене и обеспечивают максимальную производительность при минимальном потреблении энергии. Подобно тому как естественный отбор обеспечивает эволюцию органического мира за счет конкуренции между генами, в которой побеждают те, кто способен в следующем поколении повторить себя в большем количестве копий на единицу затраченных ресурсов, растущее соотношение пользы и затрат в производстве определяет эволюцию экономики. Практически любая конкуренция в рыночной экономике, не связанная с военными технологиями, приводит к повышению средних показателей качества жизни. Конференц-связь, онлайн-покупки и онлайн-торговля, личные электронные библиотеки, доступ ко всей литературе и научным данным в интернете, онлайн-диагностика и онлайн-медицина, резкий рост объема производства продуктов питания в расчете на гектар благодаря вертикальным садам в помещениях со светодиодным освещением, генетически модифицированные сельскохозяйственные культуры и микроорганизмы, возможность участия в удаленных деловых встречах и конференциях с помощью технологий телеприсутствия и, наконец, что особенно важно, доступность лучшего в мире образования любому человеку в любое время в любом месте благодаря бесплатным образовательным онлайн-ресурсам — все эти новшества уже доступны или будут доступны в ближайшем будущем. Каждое из них обеспечивает большую эффективность при меньших затратах ресурсов и энергии на душу населения, а значит, уменьшает экологический след.

В контексте этих размышлений о будущем я хочу предложить идею, которая позволит почти без ограничений наслаждаться всем лучшим, что есть в биосфере, не нанося ей вреда. Я имею в виду те места, которые мы с коллегами включили в свой перечень. При этом при минимальных расходах я гарантирую громадную пользу. Чтобы реализовать ее, потребуется всего лишь 1000 или около того видео­камер высокого разрешения (благодаря достижениям продолжающейся революции в информационных технологиях они стали маленькими и малозаметными). Их можно установить на особо охраняемых природных территориях и транслировать изображение с них в круглосуточном режиме. Люди будут по-прежнему иметь возможность лично посещать любые биосферные резерваты и другие охраняемые территории в мире, но также они смогут совершать виртуальные путешествия по ним и видеть, что там происходит в режиме реального времени. Для этого будет достаточно нажать пару кнопок, находясь дома, в школе или в лекционной аудитории. Хотите знать, что происходит прямо сейчас на водопое в Серенгети? Или, может быть, вас интересует, как меняется кишащий жизнью полог амазонского леса в течение суток? Летом можно будет наблюдать за прибрежным мелководьем в Антарктике или следить за жизнью в коралловом треугольнике Индонезии и Новой Гвинеи, перемещаясь по нему вместе с камерами. Короткие ненавязчивые комментарии специалистов и информация о появляющихся на экране видах сделают приключение еще более захватывающим и интересным.

Суть в том, что интенсивный экономический рост все быстрее и быстрее вытесняет экстенсивный, способствуя уменьшению экологического следа и, соответственно, повышению эффективности мер по сохранению биоразнообразия. Экстенсивный экономический рост, который преобладал на протяжении всего XX в. и вплоть до настоящего времени, заключается в увеличении дохода на душу населения за счет роста капитала, населения и площади используемой человеком земли. Интенсивный экономический рост обеспечивается изобретением новых высокоэффективных технологий, а также совершенствованием способов использования существующих продуктов. Классическим примером этой трансформации является закон Мура, названный так в честь автора, Гордона Мура, одного из основателей Intel (и, кстати, одного из самых активных участников международного движения в защиту окружающей среды): стоимость транзисторов на кристалле микропроцессора будет снижаться, поскольку число транзисторов, которые могут уместиться на ограниченной площади компьютерного микропроцессора, будет удваиваться каждые два года. Этот закон работал в период 2002−2012 гг., когда количество транзисторов на потраченный доллар выросло с 2,6 до 20 млн. Затем этот показатель начал стабилизироваться.

Одним из прямых последствий эволюции экономики в XXI в. стал переворот в мировоззрении, связанный с тем, что на смену количественному определению богатства пришло качественное. В превращении последнего в постоянную тенденцию немалую роль сыграл экологический реализм. Основная идея — рассматривать всю планету в целом как экосистему, то есть видеть Землю такой, какая она есть, а не такой, какой мы хотим ее видеть. Тесная взаимосвязь между стабильностью экономики и окружающей среды подразумевает стремление к повышению качества жизни за счет самопознания, а не традиционного накопления материальных благ, исходящего из допущения, что в конечном итоге это богатство можно будет обменять на более высокое качество жизни.

Экологический реализм как мировоззрение нашел отражение в отчете британского Королевского научного общества «Люди и планета» (People and the Planet). Содержащиеся в нем рекомендации были поддержаны мировой сетью нацио­нальных академий наук.

 

Необходимо срочно принять меры для сокращения нерацио­нального потребления в развитых и развивающихся странах. Это приведет к снижению масштабов разрушительного потребления материальных ресурсов или даже к радикальной его перестройке, сокращению выбросов и внедрению экологически безопасных технологий. Без этого невозможно гарантировать экологически безопасное будущее для всех. В настоящее время потребление тесно привязано к экономическим моделям, которые ориентируются на рост. Чтобы усилия отдельных индивидов по повышению собственного благосостояния способствовали не просто выживанию человечества, а его процветанию, необходимо перейти от существующей системы экономических показателей к системе, позволяющей в полной мере учесть природный капитал. Мы должны срочно уменьшить зависимость оценки эффективности экономической деятельности от объема используемых в ней ресурсов, в том числе и природных ресурсов.

 

Направление экономической эволюции будет задаваться все более интенсивным ростом. Наиболее совершенные из рождаемых этим ростом продуктов будут обеспечивать людей инструментами, которые позволят им добиваться все большего и большего при все меньшем и меньшем потреблении ресурсов и энергии на душу населения. Последствия этого успеха для природы будут полностью противоположны прогнозам сторонников идеологии антропоцена. Если все будет именно так, экологический след человечества неизбежно уменьшится, что приведет к высвобождению земли и ресурсов, доступ к которым не будет ограничиваться исходя из чьих-то субъективных представлений о потребностях растущей экономики. Таким образом, они достанутся остальным живым организмам. Биосфера и населяющие ее 10 млн видов будут восприниматься не как предмет потребления, а как нечто куда более важное — непостижимая вселенная, по-прежнему не вмещающаяся в рамки нашего воображения, но при этом имеющая жизненно важное значение для существования человечества в долгосрочной перспективе.

Общими усилиями с помощью инноваций мы найдем выход из кризиса, вызванного изменением климата, и нам не придется прибегать к опасным программам геоинженерии, возможность реализации которых сейчас активно обсуждается. В частности, будем надеяться, что человечество, движимое страхом перед будущим упадком, не впадет в отчаяние и не станет удалять из атмосферы избыток углекислого газа, а затем каким-то образом прятать углерод обратно в землю. Или — в качестве альтернативного варианта — покрывать поверхность земли сульфатами, чтобы те отражали часть солнечной энергии. Или — что еще хуже, но до сих пор обсуждается — добавлять в морскую воду известь, чтобы та поглощала избыток углекислого газа из атмосферы.

Авангард интенсивной экономической эволюции — и главная надежда для биоразнообразия — это связка биологии, нанотехнологий и робототехники. Создание искусственной жизни и искусственного интеллекта — два проекта, работа над которыми продолжается в рамках этой эволюции и которым, судя по всему, суждено оставаться в центре внимания ученых и разработчиков технологий на протяжении всего текущего столетия. К счастью, обеспечивая более высокое качество жизни при меньшем потреблении энергии и ресурсов, разработки в этих областях — именно то, что нужно для сокращения экологического следа. Таким образом, внедрение инноваций в этих сферах с коммерческими целями может неожиданно сделать их авторов участниками борьбы за сохранение земного биоразнообразия для будущих поколений.

Искусственные формы жизни уже стали реальностью. 20 мая 2010 г. группа исследователей из Института Крейга Вентера в Калифорнии объявила о том, что им удалось воссоздать момент зарождения жизни — правда, на этот раз по воле человека, а не божественного начала. Они построили живую клетку, что называется, с нуля, то есть пройдя все этапы пути. Используя ряд простых химических реактивов, они собрали полный генетический код бактерий вида Mycoplasma mycoides, представляющий собой двойную спираль из 1,08 млн пар оснований ДНК. В процессе работы они слегка изменили последовательность кода, встроив в него высказывание покойного физика-теоретика Ричарда Фейнмана: «Я не понимаю того, чего не могу создать». Сделано это было для идентификации потомков измененной материнской клетки в будущих исследованиях. Затем они перенесли измененную ДНК в клетку-реципиент, из которой предварительно была удалена ее собственная ДНК. Клетка с новым кодом могла питаться и делиться, как любая другая клетка.

Плод труда ученых получил латинское название, восходящее к XVII в., с соответствующим префиксом, как у роботов, — Mycoplasma mycoides JCVI-syn 1.0. Выступая от имени группы, Гамильтон Смит написал, что с появлением этого синтетического образования, а также новых инструментов и методов, разработанных в ходе проекта, «мы получили средства анализа генетического набора инструкций бактериальной клетки, позволяющие увидеть и понять, как она на самом деле функционирует».

В действительности новые технологии уже готовы к куда более серьезным задачам. Так, в 2014 г. еще одна группа под руководством Джефа Буке из Университета Джона Хопкинса синтезировала искусственную хромосому клетки дрожжей. Это событие знаменует собой важный шаг вперед. Дрожжевые клетки значительно сложнее бактериальных, поскольку в них есть органоиды, такие как хромосомы и митохондрии.

Классическим примером простейшего искусственного отбора в течение последних десяти тысячелетий является превращение теосинте, дикорастущего вида из семейства злаковых, представленного тремя расами в Мексике и Центральной Америке, в маис (кукурузу). Съедобная часть предка ограничивалась скромным пучком твердых зерен. За столетия селекции она обрела свою современную форму. В результате дальнейшей селекции и скрещивания инбредных линий, отличающихся повышенной «гибридной силой», сформировалась культура, ставшая основой рациона сотен миллионов людей.

Таким образом, в первом десятилетии этого столетия начался новый важный этап процесса генетической модификации, выходящий за пределы скрещивания, а именно искусственный отбор и даже прямая замена одного гена другим в отдельно взятом организме. Если допустить, что молекулярная биология будет развиваться такими же темпами, как последние 50 лет, уже очень скоро ученые начнут синтезировать самые разные клетки, и постепенно это станет обычным делом. Затем они научатся делить эти клетки, формируя ткани, органы и в конечном итоге целые самостоятельные организмы, отличающиеся высокой степенью сложности.

Если людям и суждено жить долго, сохраняя здоровье, в экологически безопасном Эдеме, каким мы представляем его в своих мечтах, если нашему сознанию и суждено обрести свободу и найти себе применение в куда более интересной вселенной, где разум торжествует над предрассудками, то произойдет это только благодаря прорывам в биологии. Цель эта вполне достижима, поскольку вся деятельность ученых как истинных служителей науки подчинена одной, наивысшей цели: до последнего вздоха открывать что-то новое, передавая эстафету другим, чтобы процесс познания не прерывался. У научного направления, занимающегося «производством» организмов и их частей, уже появилось собственное название — синтетическая биология. Возможности практического применения разработок в этой области ограничиваются только полетом фантазии. Во всяком случае, легко представить, насколько востребованы они будут в медицине и сельском хозяйстве. Помимо этого, с развитием синтетической биологии все большее значение будут приобретать технологии производства пищи и энергии с использованием микроорганизмов.

Потенциально безграничные возможности синтетической биологии заставляют нас задаться вопросом, на который не может быть простого ответа: под силу ли нам создать человеческое существо? Среди приверженцев этой идеи есть те, кто верят, что со временем нам это все-таки удастся сделать. Если ученые добьются успеха — пускай даже частично, — это приблизит нас к решению уравнения Фейнмана: создать — значит понять. Но нам также придется дать ответ и на главный вопрос философии: в чем смысл существования человечества?

Здесь уместно сделать небольшой экскурс в историю. Столетие назад специалисты в области искусственного интеллекта (ИИ) и исследователи головного мозга поставили перед собой две разные цели, выбрав для их достижения разные технологии. Главной целью исследований в области ИИ было и по-прежнему остается создание устройств, способных выполнять физическую работу, на которую не способен человек. Напротив, цель науки о мозге была сформулирована куда более определенно. Основная ее задача и конечная цель — полная эмуляция человеческого мозга, то есть создание сначала модели сознания, подобного человеческому, а затем и самого сознания. Сейчас происходит сближение этих направлений, которые уже нашли немало точек соприкосновения. Технологии ИИ нашли применение в работе по построению модели мозга, тогда как результаты наблюдения за активностью живого мозга формируют базу для дальнейших прорывов в деле создания ИИ.

Главное препятствие на пути к успешной эмуляции человеческого мозга — это понять, что такое сознание. Нейробиологи практически единодушны в том, что имеют дело с материальным феноменом, физическую основу которого составляют клетки. Сам по себе этот феномен является частью так называемого «нейронного рабочего пространства», и в этом своем качестве он становится предметом экспериментов и объектом изучения в рамках работы по составлению «карты» этого пространства. Пока что мы делаем лишь маленькие шажки на пути к эмуляции человеческого мозга, но каждый следующий такой шаг больше предыдущего. При сохранении существующего направления и текущих темпов исследования эта цель, скорее всего, будет достигнута уже в нынешнем столетии. Полученный результат станет одним из величайших достижений в истории человечества. Что именно нам даст полная эмуляция человеческого мозга? Мы сможем создать искусственное сознание, обладающее самосознанием, способностью мыслить и чувствовать, а также стремлением к познанию нового и самосовершенствованию.

У исследователей, которые стремятся к этой цели или к каким-то ключевым ее составляющим, нет страха перед тем, что они могут найти и что из этого может получиться. Самые успешные ученые подобны старателям, рыщущим по незнакомой для себя территории. Сорвать куш, первым открыть залежи интеллектуального золота, серебра или нефти — вот что заботит их в первую очередь. Люди этого хотят? Они это получат. А о последствиях пусть заботится кто-нибудь другой. Становясь старше, они превращаются в философов и задумываются о последствиях. А пока они пребывают в полной уверенности, что в конце концов человечество получит спутника в виде рукотворного интеллекта, который будет понимать, что значит быть разумным, и которым можно будет наделить мобильных роботов. Впрочем, находясь под влиянием творений голливудских сценаристов, общественность испытывает некоторую тревогу. Живя в по-прежнему агрессивной культурной среде, одержимой догмами и предрассудками, даже самые образованные люди готовы верить практически всему. Они видят в ИИ и в эмуляции мозга источник бед в будущем. Легко себе представить, как человекоподобные роботы впадают в безумие и начинают сеять хаос, как аватары (роботизированные копии людей) объединяются и поднимают восстание против создавших их людей или как сверхлюди — загруженные в память компьютеров человеческие сознания — устанавливают контроль над жизнями тех, кто решает сохранить свою смертную оболочку из плоти и крови. Этот страх помогает создавать мифы, которые часто используются сценаристами технически безупречных научно-фантастических фильмов: «2001 год: Космическая одиссея» (1968 г.), «Звездные войны» (1977 г.), «Терминатор» (1984 г.), «Я, робот» (2004 г.), «Аватар» (2009 г.) и «Превосходство» (2014 г.). Благодаря разворачивающимся в них эпическим драмам, расцвеченным великолепными спецэффектами, эти фильмы по праву считаются одними из самых увлекательных в этом жанре.

Ученые убеждены, что они лучше знают, что делать. В любом случае мы видим, как наука о мозге начинает задавать тон в биологии и гуманитарных дисциплинах. Значение ИИ растет на фоне общего экспоненциального роста машинных вычислений. Если взять показатель числа вычислений, выполняемых за 1 с на оборудовании стоимостью $1000, получается, что с 1960 г. производительность компьютеров выросла с 1/10 000 операции в секунду (т.е. на одну операцию требуется 3 часа) до 10 млрд вычислений в секунду. Все страны, как развитые, так и развивающиеся, присоединились к цифровой революции. Ее последствия уже необратимы. Ее влияние будет только увеличиваться, и уже очень скоро она глубоко проникнет в жизнь каждого. Взять хотя бы востребованность тех или иных профессий. По оценке экономиста Карла Бенедикта Фрея и математика Майкла Осборна из Оксфордского университета, специалисты по восстановительному лечению, спортивные тренеры, зубные врачи, священнослужители, инженеры-химики, пожарные и редакторы могут быть спокойны за свои рабочие места по крайней мере до 2030 г. При этом промышленным рабочим, секретарям, агентам по недвижимости, бухгалтерам, аудиторам и телемаркетерам стоит подумать о смене профессии — риск остаться без работы для них очень велик.

Каждый год в области технологий ИИ и многочисленных способов их применения на практике делаются потрясающие открытия — открытия, которые еще десятилетие назад показались бы чем-то фантастическим и осуществимым только в далеком будущем. Роботы перемещаются по поверхности Марса. Они объезжают камни, взбираются на склоны и скатываются обратно вниз и при этом ведут фотосъемку, всевозможные виды топографических измерений, анализируют химический состав грунта и горных пород, ищут повсюду признаки жизни. В 2014 г. японский робот SCHAFT победил в International DARPA Robotics Challenge — международном состязании робототехники, организованном Управлением перспективных исследовательских программ в области обороны США. Для победы ему потребовалось найти дорогу в лабиринте дверных проемов и завалов из мусора, прорезать отверстие в стене с помощью специального инструмента с механическим приводом, подсоединить пожарный шланг и проехать на небольшом автомобиле по извилистой дороге. Последние поколения компьютерных систем обладают способностью к самообучению и корректировке своих действий методом проб и ошибок. Одна запрограммированная таким образом система научилась распознавать изображения кошек. Другая, запрограммированная вести беседу на уровне мальчика, прошла тест Тьюринга (названный так в честь первопроходца в теории компьютерных вычислений Алана Тьюринга), убедив треть общавшихся с ней в течение пяти минут экспертов в том, что она — человек.

В 1976 г. Кеннет Аппель и Вольфганг Хакен произвели революцию в одной из отраслей математического знания, выполнив 10 млрд вычислений на одном из первых компьютеров, чтобы доказать классическую теорему о четырех красках (утверждение о том, что всякую двухмерную карту, разбитую на двухмерные страны или иные фрагменты, можно раскрасить не более чем четырьмя красками). Доказать традиционными аналитическими методами эту теорему не удавалось. Тем самым они, по крайней мере частично, подтвердили правоту Эйнштейна, который как-то заметил: «Наши математические затруднения Бога не беспокоят. Он интегрирует эмпирически». Другими словами, если что-то можно посчитать, Он отдает предпочтение счету. Может быть, это в какой-то мере — в какой именно, мы пока не знаем — верно и для 100 млрд нейронов человеческого мозга?

Подобно тому как конструкторы самых первых летательных аппаратов в своих проектах опирались на принципы механики и интуиции, не пытаясь имитировать полет птицы, на заре цифровой революции изобретатели проектировали компьютеры как машины, то есть без учета строения человеческого мозга. Такой подход был продиктован обычным недостатком информации. Ни разработчики компьютерных технологий, ни ученые, изучающие головной мозг, не обладали достаточными знаниями, чтобы на практике реализовать нечто, похожее на живой организм. Сейчас, когда оба эти направления развиваются стремительными темпами, количество аналогий и даже прямых сравнений между процессами в естественной среде и в искусственной среде, созданной человеком, множится с головокружительной скоростью. Из союза компьютерных технологий и наук о мозге родилась идея полной эмуляции человеческого мозга, ставшая одной из главных целей ученых.

Знают ли исследователи достаточно о связях и процессах в мозге, чтобы перевести их на язык алгоритмов ИИ? У этих двух дисциплин по-прежнему разные приоритеты. Если ИИ — во многом удел инженеров, пытающихся решить различные задачи, то в основе проекта полной эмуляции человеческого мозга лежит фундаментальная проблема дуализма мозга и сознания. Тем не менее у них очень много точек соприкосновения. Дэниел Эт и его коллеги из Стэнфордского университета заявляются о возможности симуляции на компьютере человеческого мозга во всех его проявлениях, включая мысли, чувства, воспоминания и навыки. По их мнению, для этого достаточно четырех технологий: сначала требуется выполнить полное сканирование мозга на клеточном уровне; затем необходимо построить на основе полученных снимков модель; следующий этап — запустить эту модель на компьютере; и наконец — подать на вход модели результат симуляции ощущений, получаемых органами чувств от тела и окружающей среды. Все это, как полагают эти и многие другие ученые, может быть реализовано уже к концу нынешнего столетия.

В свою очередь инженеры нейроморфных систем, исследования которых связаны с компьютерными разработками, рассчитывают на успешное завершение работ по проектированию компьютеров с характеристиками, которыми обладает мозг человека, но которые до сих пор недоступны вычислительным машинам. Карлхайнц Майер из Гейдельбергского университета называет три серьезные проблемы, которые должны быть решены, чтобы эти попытки обратного проектирования увенчались успехом. Суть первой в том, что существующие суперкомпьютеры, используемые для эмуляции деятельности мозга, потребляют миллионы ватт, тогда как человеческий мозг обходится всего лишь двадцатью. Еще одно препятствие заключается в том, что компьютеры по-прежнему не способны справляться даже с небольшими сбоями. Для выхода микропроцессора из строя достаточно поломки всего лишь одного транзистора. Мозг же, напротив, продолжает работать, несмотря на постоянную потерю нейронов. Наконец, в процессе развития ребенка, отличающегося чрезвычайной сложностью, мозг учится и меняется спонтанно под влиянием опыта, получаемого при взаимодействии со средой. Компьютеры же нуждаются в заранее заданных алгоритмах, которым они должны следовать.

В действительности трудности, стоящие перед теми, кто работает над полной эмуляцией человеческого мозга, выходят далеко за рамки традиционных ограничений, присущих инженерному проектированию. Самая очевидная — человеческий мозг является результатом эволюции, а не проектирования. Он — плод непрерывного процесса импровизации, сформированный из того, что осталось на очередном этапе эволюции от предыдущего, и адаптированный к текущим условиям среды механизмами естественного отбора. На протяжении 450 млн лет эволюции позвоночных животных и в течение многих миллионов лет предшествовавшей этому эволюции наших беспозв<