и решения других задач, связанных с сетями (с использованием того, что математики называют теорией графов[568]).
По сравнению с обычными компьютерами фотонные устройства обладают и другими преимуществами. Они имеют более высокую пропускную способность и работают со скоростью света. Подобно компьютеру между нашими ушами, им требуется лишь часть мощности классического компьютера. Мощность этих машин быстро растет. На момент написания калифорнийская компания PsiQuantum работала над фотонным квантовым компьютером с отказоустойчивостью и коррекцией ошибок, а также не менее чем с 1 миллионом кубитов.
Квантовый экзамасштабный аналоговый человек
Мы не ожидаем, что квантовые компьютеры вытеснят классические машины. Обычные экзафлопсные, аналоговые и квантовые машины имеют разные свойства, сильные стороны и ограничения, и все они внесут вклад в виртуального человека. Следующее поколение суперкомпьютеров, вероятно, будет лучшим за всю историю, например, аналоговый «модуль» будет использоваться для моделирования нелинейных, хаотических явлений, в то время как квантовый «модуль» будет задействован для молекулярных частей симуляции.
Уже можно увидеть скромные гибридные вычислительные решения, такие как алгоритм, называемый вариационным квантовым собственным решателем (VQE), который переносит основную часть вычислений электронной структуры молекулы на существующие классические вычисления, а квантовый компьютер используется для самой сложной части, – изменений связей и других «движущихся частей» химических процессов, которые выходят за рамки возможностей самых больших и быстрых суперкомпьютеров[569][570]. Однако важно не увлекаться: VQE, по своей сути, ограничен рассмотрением простых молекул, представляющих ограниченный интерес, которые обычно состоят из двух или трех атомов, таких как гидрид лития или бериллия и вода[571].
Другими словами, VQE, – во многом временное решение в эпоху маленьких и ненадежных квантовых устройств. Несмотря на это, учитывая достижения Цзючжана, возможности гибридных квантово-классических машин в эпоху экзафлопса опьяняют. В случае с виртуальным человеком квантовые процессоры идеально подошли бы для моделирования космического числа молекулярных взаимодействий внутри ваших клеток, в то время как классические компьютеры лучше всего справились бы с моделированием масштабной работы тела, а аналоговые процессоры – с мозгом, а также физиологией, где скрываются хаос и нелинейность. Важно отметить, что эти новые машины будут гораздо более энергоэффективными, чем цифровой процессор.
Когда ваша виртуальная версия в конце концов сделает первый вдох, она будет полагаться как на аналоговые подсистемы, которые работают почти со скоростью света и потребляют мало энергии, так и на квантовые модули, использующие идеи, которые озадачивают нас уже более века. Сможем ли мы в считаные секунды использовать их для тестирования ряда лекарств или для разработки подходящего образа жизни? Смогут ли когда-нибудь эти машины предсказывать наше будущее быстрее, чем разворачивается реальность?
Глава 10От прогнозов здоровья к постчеловеческому будущему
«А задача лечения наилучше будет совершаться, если он из настоящих страданий предузнает будущие».
В одном важном смысле стремление создать виртуального человека старо, как само человечество. Рисунки, резьба и другие изображения человеческой формы появились задолго до бесконечных изображений Рембрандтом его любимой модели (самого себя), до очарованности средневековых анатомов тем, что находится под нашей кожей, и за тысячелетия до возникновения анатомии в Древнем Египте.
Наша озабоченность изображением собственного тела настолько стара, что почти инстинктивна и представляет собой искаженное зеркало, через которое можно рассматривать планы древних умов. В важных отношениях их мысли не так уж отличались от наших сегодняшних, также вращающихся вокруг жизни, здоровья и смерти.
Самый ранний известный рисунок Homo sapiens датируется более 70 000 лет назад и представляет собой девять штрихов красной охрой (шесть параллельных линий, диагонально пересекаемых тремя изогнутыми линиями) на каменном отщепе[573]. Возможно, саморепрезентация возникла с зарождением современного разума в каменном веке, по крайней мере, за 300 000 лет до наших дней[574]. По мнению британской писательницы Джо Мерчант, чтобы это произошло, нам, возможно, пришлось начать воспринимать себя отдельно от мира природы. Она указывает, что в Ласко, комплексе пещер во французской Дордони, 17 000 лет назад искусство было сосредоточено в основном на зубрах, лошадях и оленях, с несколькими отпечатками рук и фигурками. Позже, в эпоху неолита и с развитием сельского хозяйства, наблюдается рост числа изображений человеческих фигур, что предполагает рост самосознания и пропасти между нами и природой[575][576].
Эти примитивные близнецы распространились по всему миру. 50 000 лет назад, когда люди появились на индонезийском острове Сулавеси, они оставили после себя следы в виде наскальных рисунков, красновато-оранжевых отпечатков рук и резных фигурок[577]. Еще один всплеск изобразительного искусства произошел около 30 000 лет назад во время миграции Homo sapiens в Центральную и Западную Европу, где они в конечном итоге вытеснили местных неандертальцев. Один из известных примеров, найденный в пещере Холе-Фельс на юго-западе Германии, представляет собой приземистое и полнофигурное тело, вырезанное из бивня мамонта не менее 35 000 лет назад: без головы (некоторые считают, что на нем только видимые части тела: женщина вырезала свое тело, и голову, очевидно, не видела), длиной менее 2,5 дюйма, с явно выступающей грудью и гениталиями[578].
Искусство кажется настолько древним и вездесущим, что древние народы, должно быть, находили некоторое утешение в изображении человеческих форм. Но какое? Возможно, это было удовольствие: лицезреть примитивные изображения, оживляемые слабым светом костра или сальной свечи. Возможно, в каменном веке это был эквивалент селфи[579]. Или, возможно, изображения человека были связаны со здоровьем, особенно с рождаемостью и самым неотложным биологическим императивом из всех – воспроизводством.
Без сомнения, эти ритуалы возникли перед лицом нестабильного мира, поскольку нашим предкам приходилось бороться со всевозможными угрозами, как реальными, так и плодами своего воображения. Роджер писал о том, как поклонение солнцу – наряду с празднованием проторождества – зародилось в Северном полушарии, когда в суровые зимние месяцы наши предки беспокоились, что солнце может угаснуть или даже исчезнуть[580].
В конечном счете проблемы, которые стимулируют создание цифровых двойников и виртуального человека, те же, над которыми хмурили брови в первобытные времена: выживание. Когда-то терракотовая модель поврежденной или больной части тела использовалась в качестве вотивного дара, чтобы привлечь божественное внимание к неотложной медицинской проблеме. Точно так же, как наши предки хотели сохранить что-то от своей идентичности, поиски виртуального себя также движимы индивидуализмом, любопытством к будущему и фундаментальным стремлением жить.
Влияние цифровых двойников можно ощутить далеко за пределами медицины. Помимо возможности более осознанного выбора образа жизни, они предлагают множество других: от разработки политики до виртуальной реальности, игр и личных развлечений. Что касается последнего, то двухмерные симуляции искусственного интеллекта и человека уже используются Голливудом для обслуживания клиентов, работы с общественностью и многого другого. Цифровые люди, несомненно, станут более убедительными и важными, когда благодаря Виртуальному Человеку разовьются их программы. В то время как современные видеоигры используют физический движок, позволяющий персонажам испытывать гравитацию, инерцию, столкновения и т. д., в будущих играх будет «медицинский движок», имитирующий, какой вред причиняется игрокам во время жестоких столкновений.
Виртуальный человек – это часть революции в нашем представлении мира. Если когда-то мы рисовали охрой, вырезали из бивня мамонта и проецировали тени на стены пещер, то сейчас предпринимаются чрезвычайные усилия по воспроизведению особенностей мира природы in silico. Ученые и инженеры создают великих вычислительных гигантов, которые могут манипулировать океанами электронов в микрочипах и заставлять их танцевать на экране, где мириады форм могут появляться в облике квантовых и фосфорных точек, жидких кристаллов и светодиодов. Сегодня люди экспериментируют со способами записи информации на сетчатку или в мозг.
Рисунок 50. Кадр из фильма «Виртуальные люди» (compBioMed и Суперкомпьютерный центр Барселоны)
Благодаря пяти шагам, описанным ранее, мы можем использовать компьютеры для моделирования нашего мира в широком диапазоне: от ядра атома до крупномасштабных структур, простирающихся по всей Вселенной. С развитием визуализации данных мы можем показать огромные просторы темной материи, обнаружить сердце черной дыры, окруженное светом, искаженным, как в доме кривых зеркал, или продемонстрировать работу молекулярных машин, которые управляют нашими клетками.