Все новости от 10 марта 2004 г.

Сценарии прогресса

Для нас наука — это лабиринт. Тупики, темные закоулки, внезапные повороты. Вы ничего не видите кроме стен. И вы ничего не знаете о конечной цели. Вы заявили, что ваша цель — дойти до конца бесконечности, то есть вы попросту заявили, что цели нет. Мера вашего успеха — не путь до финиша, а путь от старта. Ваше счастье, что вы неспособны реализовать абстракции. Цель, вечность, бесконечность - это только лишь слова для вас. Абстрактные философские категории. В вашей повседневной жизни они ничего не значат. А вот если бы вы увидели весь этот лабиринт сверху…

А. и Б. Стругацкие. Далекая радуга

Как-то в ходе одного интервью меня попросили назвать несколько открытий (возможно, изобретений), которые радикальным образом повлияли на весь процесс развития человечества.

Мой ответ был таков:

1) костер -- именно открытие возможности разведения огня положило начало использованию человеком "сил природы";

2) сельское хозяйство -- человек открыл для себя возможность производить пищу, а не добывать ее, оставаясь при этом в полной зависимости от множества внешних обстоятельств;

3) выход в космическое пространство -- комментарии излишни.

Сделав такой выбор, я отнюдь не собирался принизить значение других эпохальных достижений (паровые машины, электричество, атомная энергетика и т. п.). Однако поскольку речь шла об открытиях, имеющих ключевое, решающее значение, пришлось ограничиться перечисленными тремя. И что особенно знаменательно -- каждому из них можно поставить в соответствие один из трех сценариев развития.

Сценарий первый -- костер. Первобытный человек, очевидно, не вынашивал идею костра. Просто привыкнув согреваться у огня, разгоревшегося, вероятно, в лесу от молнии, наш далекий предок прихватил с собой пару угольков и создал "искусственный" огонь возле своей пещеры. В дальнейшем по ходу сценария совершенствовались методы как добывания огня, так и его использования. Нет нужды говорить о значении, если угодно, о культе огня. А вот наука о тепловой энергии -- термодинамика -- продолжает свое развитие и в настоящее время (не выяснена до конца роль информации в термодинамических процессах).

Вкратце суть первого сценария: само открытие совершается в какой-то мере случайно -- достаточно длительный путь развития можно определить как эмпирический, и лишь много позже появляется адекватная теория.

В качестве примера здесь можно привести историю электромеханических устройств. Электродвигатель, как известно, был изобретен Майклом Фарадеем в 1821 г. После этого создано множество модификаций электродвигателей и генераторов, появились трамваи и троллейбусы, а вот полная теория электромеханических приборов, позволившая проектировать устройства с заранее заданными характеристиками, а не достигать того же самого ценой множества экспериментов, была предложена лишь в середине ХХ века. Подобных примеров тьма.

Другой сценарий -- выход в космос -- полностью противоположен первому. Сначала появляется идея. Вероятно, большинство народностей имеет в своем фольклоре страницы, посвященные космическим путешествиям (миф об Этане -- друге Гильгамеша, ок. 21 в. до н. э.). Первые эксперименты с реактивным движением -- Герон Александрийский, ок. I в. н. э. Затем постепенно создается теория. Исаак Ньютон в 1687 г. издает свои "Математические начала натуральной философии" ("Начала").

Однако здесь решающими факторами оказываются развитие технологии и накопление материальных ресурсов. Полет Ю. А. Гагарина был осуществлен почти через два тысячелетия после опытов Герона Александрийского.

Еще один сценарий -- сельское хозяйство -- промежуточный между первым и вторым. Здесь эмпирический и теоретический пути человечество проходит почти параллельно. Накопление экспериментального материала питает науку, а та в свою очередь дирижирует дальнейшим экспериментальным творчеством.

Конечно, все сказанное выше -- это даже не эскиз, а лишь некие рассуждения автора, имеющие целью высветить его собственную точку зрения. Справедливо и то, что среди крупнейших достижений человечества вряд ли можно найти пример развития лишь по одному из предложенных сценариев.

Предыдущие выкладки можно рассматривать как своеобразное предисловие к нескольким эссе, посвященным истории, современному состоянию и посильным прогнозам в области нескольких отраслей знания и промышленности, главным образом вычислительной техники, или, используя более общий термин, информатики. Такие материалы мы намерены попросить написать для данной рубрики известных специалистов в соответствующих областях.

Что касается информатики, то ее развитие явно шло по первому сценарию. Потребность в обмене информацией между живыми существами возникла задолго до появления человека (вспомним хотя бы пчел). Так что развитие информатики в основном определяется достижениями технологии.

Ключевым моментом здесь следует считать изобретение транзистора. Именно транзистор радикально изменил мир, в котором мы живем.

Все это достаточно очевидно. Но не следует забывать, что технологии сами опираются на фундаментальные науки. Тот же транзистор фактически был изобретен в 1922 году О. В. Лосевым (1903--1942), однако лишь достижение квантовой физикой соответствующего уровня позволило создать современные транзисторы и организовать их массовое производство. В этой связи интересно отметить следующий факт.

В 1938 г. в архивах Королевского общества был найден длинный узкий конверт, подписанный: "Новые воззрения, подлежащие хранению в запечатанном конверте в архивах Королевского общества". Письмо было написано Майклом Фарадеем 12 марта 1832 г. и содержало в себе суть открытия, впоследствии сделанного Герцем (спустя 55 лет после смерти Фарадея).

Речь шла о существовании электромагнитных волн. Фарадей писал: "...Я хочу, передавая это письмо на хранение в Королевское общество, закрепить открытие за собой определенной датой и таким образом иметь право в случае экспериментального подтверждения объявить эту дату датой моего открытия. В настоящее время, насколько мне известно, никто из ученых, кроме меня, не имеет подобных взглядов".

Сегодня мы на пороге еще нескольких революционных событий в области информатики. И здесь действует другой сценарий. Теоретически возможность квантовых телекоммуникаций и квантового компьютинга еще не полностью обоснована, но такое обоснование просматривается достаточно ясно. А вот до практического воплощения пока далеко. И это не единственный пример.

В свое время немало сил было потрачено (да и тратится сегодня) на решение цифровыми методами на компьютерах всевозможных задач оптимизации. При этом сама природа постоянно решает оптимизационные задачи, следуя фундаментальному принципу, гласящему, что "...всякая физическая система стремится принять такое состояние, в котором ее собственная энергия минимальна".

С обсуждения этих вопросов мы и собираемся начать серию публикаций.