Эдвард Уилсон
В тупике: что нас ждет в ближайшие 100 лет
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…
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 беспозвоночных предков мозг развивался не столько как орган мышления, сколько как орган выживания. С самого начала он был запрограммирован обеспечивать автономную работу систем дыхания и кровообращения, а также контролировать работу органов чувств и двигательную активность с помощью рефлексов. Также с самого начала в мозге были сосредоточены центры, управляющие инстинктами. Именно в них формируются стимулы («сигнальные раздражители» в этологии), активирующие врожденные инстинкты (завершающие действия, которые удовлетворяют побуждение). С момента появления древних предков человека — сначала амфибий, потом рептилий и, наконец, млекопитающих — в процессе естественного отбора в нейронных проводящих путях всех отделов мозга постоянно происходили изменения, обеспечивавшие адаптацию организма к условиям среды обитания.
Постепенная эволюция — от амфибий палеозоя до приматов кайнозоя — сопровождалась увеличением существующих центров и формированием новых центров главным образом в растущей коре мозга, отвечающей за обучаемость. В результате к таким механизмам адаптации к определенной среде, как постоянно расширяющийся набор рефлексов и инстинктов, добавились механизмы, позволяющие адаптироваться к изменению условий среды. При прочих равных условиях организмы, обладавшие способностью функционировать в разное время года и в разных средах, получили преимущество в непрерывной борьбе за выживание и размножение. Поэтому неудивительно, что, как выяснили нейробиологи, помимо участков, отвечающих за рациональное мышление, человеческий мозг густо усеян частично независимыми центрами, выполняющими бессознательные операции. В коре сосредоточены самые разные и на первый взгляд никак не связанные друг с другом наборы функций, включая способность оперировать числами, сосредоточивать внимание, распознавать лица, интерпретировать значения, читать, распознавать звуки, испытывать страх, делать ценностные суждения и выявлять ошибки. Как правило, при принятии решений за осознанным выбором на самом деле стоит глухая к доводам разума стихия подсознательного. Мы можем принимать решения даже для простейших физических действий, не осознавая этого…
XXI в. станет переломным моментом в истории борьбы за сохранение биоразнообразия. Благодаря бурному росту цифровых технологий, изменяющих до неузнаваемости все стороны нашей жизни и наше восприятие самих себя, в авангарде современной экономики оказалась так называемая тройка БНР (биология, нанотехнологии, робототехника ). Эти три отрасли могут стать как союзниками, так и врагами биоразнообразия. Я думаю, что они встанут на его сторону, помогая экономике преодолеть зависимость от ископаемых видов топлива за счет перехода к возобновляемым и чистым источникам энергии, обеспечивая переход сельского хозяйства на принципиально новый уровень развития за счет разработки новых видов сельскохозяйственных культур и способов их выращивания, а также снижая потребность в путешествиях на дальние расстояния или даже желание совершать их. Все перечисленное входит в число основных целей цифровой революции. Достижение этих целей также будет способствовать уменьшению экологического следа . Среднестатистический человек сможет надеяться на большую продолжительность и более высокое качество жизни при меньшем количестве болезней, и при этом он будет потреблять меньше энергии и сырья как на суше, так и в море. Если нам повезет (и мы будем благоразумны), к концу этого столетия или немного позже численность населения планеты достигнет своего максимального значения — чуть более 10 млрд человек — и перестанет расти. После этого наряду с численностью населения начнет уменьшаться и экологический след , причем, скорее всего, стремительными темпами. Почему это произойдет? Потому что мы — думающие существа, пытающиеся понять, как устроен мир. Мы обязательно образумимся. Тем временем одним из побочных последствий стремительного развития цифровых технологий стало то, что мы получили инструменты, которые позволят нам оперативно завершить работу по описанию мирового биоразнообразия, а значит, и выяснить, что сейчас происходит с каждым из тех нескольких миллионов видов, что составляют фауну и флору Земли. Хотя этот процесс уже начался, его темпы пока оставляют желать лучшего — ожидать его завершения стоит не раньше XXIII в.
Мы вместе с остальными формами жизни оказались загнаны в тупик, где на фоне роста численности населения нас ждет истощение ресурсов и исчезновение видов живых организмов. Мы как биологический вид несем ответственность перед живой природой. Нам пора понять, что времени у нас в обрез. С точки зрения здравого смысла наиглавнейшая цель сейчас — найти выход из этого тупика, свернув на менее опасный путь и захватив с собой как можно больше других форм жизни. Если населяющим планету видам живых организмов выделить пространство и обеспечить приемлемый уровень безопасности, большинство из многочисленных видов, оказавшихся на грани исчезновения, самостоятельно восстановятся до состояния, в котором их существованию ничто не будет угрожать. Более того, взяв на вооружение последние разработки в области синтетической биологии, ИИ, полной эмуляции мозга и прочих аналогичных областей знаний, основанных на математике, мы можем поднять авторитет экологии как науки с широкими возможностями прогнозирования…
Давно пора расширить рамки дискуссии о будущем человечества, включив в нее обсуждение будущего всех остальных форм жизни. Мечтающие об оцифрованном человечестве фантазеры из Кремниевой долины этого не сделали — во всяком случае, пока. В своих размышлениях они не уделяют практически никакого внимания биосфере. Миллионам видов, которые правили миром до нас без какого-либо ущерба для него, грозит гибель или забвение, а, учитывая то, как быстро меняется человечество, шансов на выживание у них все меньше и меньше. Если человечество продолжит губительную деятельность, приводящую к изменению климата, уничтожению экосистем и исчерпанию природных ресурсов Земли, уже очень скоро нашему виду придется сделать выбор — и на этот раз довериться подсознательному уже не получится. Нам придется решить для себя, хотим ли мы стать хранителями бытия, сохраняя свое генетически предопределенное человеческое естество и при этом сворачивая виды деятельности, которые вредят нам самим и остальной биосфере; или мы хотим с помощью новых технологий изменить все вокруг исключительно в интересах своего собственного вида, не беспокоясь по поводу исчезновения всех остальных форм жизни? Времени для принятия решения осталось очень мало.
Источник: http://hbr-russia.ru/biznes-i-obshchestvo/fenomeny/p21581/#ixzz51SmN3cnY
