Очевидно, такой экспоненциальный рост не может продолжаться бесконечно. А что же произойдет? Есть вероятность, что мы просто уничтожим себя в результате какой-нибудь катастрофы типа ядерной войны. Даже если мы не уничтожим себя полностью, не исключено, что мы опустимся до состояния дикости и варварства, как в начальной сцене «Терминатора».
Как будут развиваться наука и технологии в ближайшее тысячелетие? Вопрос сложный. Но позвольте проявить смелость и предложить свое видение будущего. У меня есть некоторые шансы оказаться провидцем относительно ближайших сотен лет, но дальше – лишь необузданные фантазии.
Наши современные научные представления сформировались примерно в то время, когда в Северной Америке появились первые поселения европейцев, и к концу XIX века, похоже, мы достигли полного понимания устройства Вселенной в рамках так называемых классических законов. Но, как известно, наблюдения, сделанные в ХХ веке, показали, что энергия распространяется дискретными порциями, которые получили название квантов. Макс Планк и другие начали создавать теорию под названием квантовая механика. Она представляет совершенно иную картину реальности, в которой объекты имеют не единую уникальную историю, а множество историй, каждую со своей степенью вероятности. Если посмотреть на отдельные частицы, их вероятные истории должны включать траектории, в которых возможно движение со сверхсветовой скоростью, и траектории, которые уходят назад, в прошлое. К тому же траектории, уходящие в прошлое, – это не какие-то черти, уместившиеся на кончике иглы. Они оказывают реальное, измеримое влияние. Даже то, что мы считаем пустым пространством, полно частиц, движущихся в замкнутых петлях пространства и времени. То есть на одной стороне петли они движутся вперед во времени, а на другой – в противоположном направлении.
Сложность в том, что в пространстве и времени бесконечное количество точек, а следовательно, бесконечное количество возможных замкнутых петель частиц. А бесконечное количество замкнутых петель частиц должно иметь бесконечное количество энергии и сворачивать пространство и время в одну точку. Даже научная фантастика не в состоянии представить столь причудливого положения. Изучение такой бесконечной энергии требует поистине творческого подхода, и большинство работ в области теоретической физики за последние двадцать лет посвящены поиску теории, в которой бесконечное количество замкнутых петель в пространстве и времени полностью взаимоуничтожается. Только тогда мы сможем объединить квантовую теорию с общей теорией относительности Эйнштейна и получить полную теорию основных законов Вселенной.
Какова вероятность того, что мы создадим такую всеобщую теорию в ближайшее тысячелетие? Я бы сказал, что она весьма высока, но я неисправимый оптимист. В 1980 году я говорил, что есть шансы «пятьдесят на пятьдесят», что в ближайшие двадцать лет мы создадим единую теорию всего. За прошедшие годы мы добились значительного прогресса, но до единой теории, похоже, все так же далеко. Неужели Священный Грааль физики так и останется недостижимым? Думаю, нет.
В начале ХХ века у нас было представление о процессах, происходящих в природе, на уровне масштабов классической физики, минимальные значения которых составляют сотые доли миллиметра. Работы по атомной физике первого тридцатилетия ХХ века приблизили нас к пониманию процессов в масштабах до одной миллионной миллиметра. Затем исследования в области ядерной физики и физики высоких энергий приблизили нас к расстояниям, измеряемым уже миллиардными долями. Казалось, мы можем идти все дальше и дальше, обнаруживать структуры все меньших и меньших размеров. Однако у этого процесса есть предел, как у русской матрешки. Постепенно ты добираешься до самой маленькой куколки, которую уже нельзя разобрать. В физике такая самая маленькая куколка называется планковской длиной и равняется примерно 1,6 × 10–35 м, или миллиметру, разделенному на 100 000 миллиардов миллиардов миллиардов. Мы не готовы построить ускоритель частиц, который смог бы измерить столь малые расстояния. По размерам он должен быть больше Солнечной системы, и вряд ли его создание реально при нынешней финансовой ситуации. Однако следствия наших теорий можно проверить на более скромных приборах.
Ни в одной лаборатории невозможно эмпирически измерить планковскую длину, хотя мы можем изучать Большой взрыв, чтобы получить экспериментальные данные об уровне энергии и расстояниях в масштабах, недоступных на Земле. Впрочем, при создании полной теории всего нам следует в основном полагаться на красоту и непротиворечивость математики.
Картина будущего, изображенная в «Звездном пути», в которой мы находимся на продвинутом, но стационарном уровне, может оказаться справедливой с позиции наших знаний об основных законах, что правят Вселенной. Но не думаю, что мы когда-нибудь остановимся в постижении этих законов. Всеобщая теория не будет устанавливать ограничений по сложности систем, которые мы в состоянии создать, и с этой сложностью, на мой взгляд, и будут связаны самые важные достижения ближайшего тысячелетия.
Общепризнанно, что самая сложная система, которая у нас есть, – это человеческий организм. Жизнь, судя по всему, зародилась 4 миллиарда лет назад в первичных океанах, покрывающих Землю. Как это произошло, мы не знаем. Возможно, случайные столкновения атомов привели к образованию макромолекул, которые обладали способностью к самовоспроизводству и могли выстраиваться в более сложные структуры. Но мы знаем, что 3,5 миллиарда лет назад возникла чрезвычайно сложная молекула – ДНК, основа жизни на Земле. Структура ее выглядит как двойная спираль и чем-то напоминает винтовую лестницу. ДНК открыли в 1953 году Френсис Крик и Джеймс Уотсон из Кавендишской лаборатории в Кембридже. Линии этой двойной спирали связаны парами азотистых оснований, как ступени винтовой лестницы. Их четыре: цитозин, гуанин, аденин и тимин. Порядок, в котором различные азотистые основания, а точнее – нуклеотиды, выстраиваются на этой винтовой лестнице, является генетической информацией, дающей возможность молекуле ДНК репродуцироваться и выстраивать организм вокруг себя. Когда клетка создает копии ДНК, могут возникать случайные ошибки в порядке расположения нуклеотидов вдоль спирали. В большинстве случаев ошибки при копировании лишают ДНК возможности к самовоспроизводству. Такие генетические ошибки, или, как их еще называют, мутации, обречены на гибель. Но в отдельных случаях ошибки или мутации повышают шансы ДНК на выживание и воспроизводство. Информация, содержащаяся в последовательности нуклеотидов, постепенно увеличивается и усложняется. О естественной селекции мутаций впервые заговорил другой ученый из Кембриджа, Чарльз Дарвин, в 1858 году, однако он не знал стоящий за этим механизм.
Поскольку биологическая эволюция, в принципе, случайное блуждание в пространстве генетических возможностей, она происходит очень медленно. Сложность, или количество бит информации, закодированной в ДНК, приблизительно определяется количеством нуклеотидов в молекуле. Каждый бит информации можно представить в виде ответа «да – нет».
КАКАЯ ГЛАВНАЯ ОПАСНОСТЬ ГРОЗИТ НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ В БУДУЩЕМ?
Столкновение с астероидом – опасность, против которой у нас нет защиты. Последнее серьезное столкновение с астероидом произошло 66 миллионов лет назад. В результате вымерли динозавры. Более непосредственная опасность – стремительное изменение климата. Повышение температуры воды в океанах ведет к таянию полярных льдов и выделению значительных объемов углекислого газа. В результате у нас будет климат, как на Венере, только при температуре плюс 460 градусов Цельсия.
В первые 2 миллиарда лет темп нарастания сложности составлял примерно один бит информации за каждую сотню лет. Но в последние несколько миллионов лет темп повысился до одного бита в год. Сейчас мы на пороге новой эры. У нас появляется возможность увеличивать сложность ДНК, преодолевая медлительность процесса биологической эволюции. За последние 10 000 лет человеческий организм претерпел относительно незначительные изменения. Но есть вероятность, что в ближайшее тысячелетие у нас появится возможность полностью его трансформировать. Конечно, многие скажут, что генная инженерия применительно к людям должна быть запрещена. Но я сомневаюсь, что это можно предотвратить. Из экономических соображений генетические опыты будут проводиться на растениях и животных, и кто-то обязательно захочет поэкспериментировать на людях. Если у нас не наступит тоталитарный мировой порядок, кто-нибудь где-нибудь создаст усовершенствованного человека.
Разумеется, создание совершенных людей породит серьезные социальные и политические проблемы в отношении к несовершенным. Я не настаиваю, что генная инженерия человека – это хорошо. Я просто говорю, что в ближайшее тысячелетие это вполне может стать реальностью, хотим мы этого или нет. Вот почему я не верю научной фантастике типа «Звездного пути», где люди через триста пятьдесят лет практически не изменяются. Думаю, сложность человека и его ДНК будет достаточно быстро возрастать.
В некотором смысле человечеству, если оно хочет соответствовать нарастающей сложности окружающего мира и заниматься такими делами, как космические путешествия, необходимо усовершенствовать свои психические и физические способности. Необходимо повышать сложность в том случае, если мы хотим, чтобы биологические системы опережали электронные. В данный момент у компьютеров есть преимущество в скорости, но они не проявляют никаких признаков разума. Это не удивительно, потому что наши нынешние компьютеры устроены проще, чем мозг земляного червя – вида, не обладающего выдающимися интеллектуальными способностями. Но компьютеры в целом подчиняются закону Мура, согласно которому производительность процессоров каждые восемнадцать месяцев удваивается. Это один из примеров экспоненциального роста, который не может продолжаться бесконечно. На самом деле он уже начинает замедляться. Однако высокие темпы совершенствования сохранятся, скорее всего, до тех пор, пока сложность компьютера не приблизится по сложности к человеческому мозгу. Говорят, компьютеры никогда не станут по-настоящему разумными, какими бы сложными они ни были. Но мне кажется, что если разум человека обеспечивается деятельностью очень сложных химических молекул, то не менее сложные электронные цепи могут способствовать тому, что и компьютеры будут вести себя не менее разумно. А если они станут разумными, то не исключено, что будут создавать новые компьютеры – еще большей сложности и с высокими интеллектуальными способностями.