Во что мы верим, но не можем доказать: Интеллектуалы XXI века о современной науке

Джон Брокман, 2006

Книга о самых невероятных, оригинальных научно-фантастических идеях, которые в будущем, возможно, станут реальностью. О том, как самые разные ученые, оказывается, способны поверить в любые гипотезы и поведать всем нам о своих идеях, связанных с новыми областями эволюционной биологии, генетики, компьютерных наук, нейрофизиологии, психологии и физики…

Рей Курцвейл

Рей Курцвейл — изобретатель, предприниматель. Ведущий разработчик первого устройства для перевода печатного текста в слышимую речь для незрячих; первого устройства, синтезирующего печатный текст и слышимую речь; первого плоского сканера CCD; первой коммерческой системы распознавания речи с большим словарным запасом и автор множества других изобретений. Обладатель Национальной медали за достижения в области технологий и многих других наград, автор нескольких книг, среди них — «Сингулярность рядом: когда люди выходят за пределы биологии».

Мы найдем способ преодолеть скорость света, и она уже не будет предельной скоростью передачи информации.

Мы расширяем возможности своих компьютеров и систем коммуникаций и внутри, и снаружи. Чипы становятся все меньше, и при этом мы вкладываем все больше материальных ресурсов и энергии в вычисления и коммуникации (каждый год мы производим все больше чипов). Через десять или двадцать лет мы перейдем от двумерных чипов к трехмерным самоорганизующимся схемам, состоящим из молекул. В конце концов мы дойдем до предела материи и энергии, способных поддерживать растущий объем вычислений и коммуникаций.

Мы приближаемся к пределу развития внутрь (т. е. использования все более мелких устройств), но наши вычисления продолжат распространяться вовне, с помощью материалов, уже существующих на Земле, например, углерода. В итоге мы исчерпаем ресурсы нашей планеты, но продолжим расширять свое влияние вовне — на другие части Солнечной системы и за ее пределы.

Как скоро это произойдет? Мы могли бы отправить в космос крохотных самовоспроизводящихся роботов, летящих со скоростью света, в сопровождении электромагнитных волн, содержащих необходимое программное обеспечение. Эти нанороботы могли бы колонизировать дальние планеты.

Здесь мы приближаемся к пределу, который на первый взгляд представляется непреодолимым, — к скорости света. Может показаться, что миллиард футов в секунду — это очень быстро, но Вселенная простирается на такие расстояния, что скорость света оказывается основным ограничением, с которым развитая цивилизация (которой мы надеемся стать) может расширять свое влияние.

Но есть предположение, что эта граница не так непреодолима, как может показаться. Физики Стив Ламоро и Джастин Торгерсон из Лос-Аламосской Национальной лаборатории проанализировали данные древнего природного ядерного реактора, 2 миллиарда лет назад создавшего реакцию деления ядра, длившуюся несколько сотен тысяч лет. Этот реактор находился в регионе, который мы сейчас называем Западной Африкой. Анализируя радиоактивные изотопы, оставшиеся от этого реактора и сравнивая их с изотопами современных ядерных реакторов, ученые выяснили, что физическая константа α (альфа, которую также называют постоянной тонкой структуры), определяющая силу электромагнитного излучения, два миллиарда лет назад имела другое значение. Скорость света обратно пропорциональна α, и обе эти величины считаются неизменными. Похоже, α уменьшилась. Если эта гипотеза подтвердится, это будет значить, что скорость света увеличилась.

Есть и другие исследования, позволяющие делать подобные предположения, и сейчас в Кембриджском университете проводится настольный эксперимент, призванный выяснить, способны ли мы хотя бы немного изменить скорость света техническими средствами. Конечно, его результаты потребуют тщательной проверки. Если их удастся подтвердить, это будет очень важно для будущего цивилизации. Если скорость света увеличилась, то, скорее всего, не потому, что прошло много времени, а потому, что изменились те или иные условия. Подобные научные открытия лежат в основе развития технологий. Разработчики технологий часто находят простой, незначительный научный результат и начинают искать способы использовать его на практике. Если скорость света изменилась вследствие изменения условий, это открывает новые возможности, а интеллект и технологии будущего смогут их использовать. Именно так развивается инженерная мысль. Вспомним, например, как мы усиливали неочевидные признаки принципа Бернулли (что атмосферное давление воздуха над искривленной поверхностью несколько ниже, чем над плоской), чтобы в итоге возник целый новый мир авиации.

Если же окажется, что скорость света изменить не в наших силах, мы можем пойти другим путем, используя пространственно-временные тоннели (wormholes — «кротовые норы»). Это некие искривления во Вселенной, имеющие больше трех видимых измерений, которые можно использовать как короткий путь к отдаленным территориям. В 1935 г. Эйнштейн и физик Натан Розен предположили, что электроны и другие частицы можно описать как крохотные тоннели пространства-времени. Двадцать лет спустя физик Джон Уиллер впервые употребил термин wormhole. Он проанализировал пространственно-временные тоннели и показал, что их существование целиком и полностью соответствует теории общей относительности, которая гласит, что пространство, главным образом, искривлено в других измерениях.

В 1988 году физик из Калифорнийского технологического института Кип Торн и его аспиранты Майкл Моррис и Ури Йертсевер довольно подробно описали, как можно создать подобные пространственно-временные тоннели. На основании квантовых флуктуаций так называемый вакуум постоянно создает крохотные тоннели размером с субатомную частицу. Добавив энергии и следуя другим правилам квантовой физики и общей теории относительности (хотя эти две сферы очень сложно интегрировать), пространственно-временные тоннели теоретически можно расширить до такой степени, чтобы сквозь них могли пролететь объекты, превышающие размер субатомных частиц. Возможно, люди в них тоже поместятся, хотя это будет очень сложно. Но, как я уже говорил, достаточно будет отправить в космос нанороботов и информацию, а они смогут пролететь сквозь тоннели размером с микрон. Специалист по вычислительной нейробиологии Андерс Сандберг считает, что пространственно-временной тоннель диаметром в один нанометр способен передавать целых 1069 бит/с. Торн, Моррис и Йертсевер описали метод, соответствующий общей теории относительности и квантовой механике, позволяющий быстро создавать пространственно-временные тоннели между Землей и отдаленными регионами Вселенной, даже если пункт назначения находится на расстоянии многих световых лет.

Физики Дэвид Хочберг и Томас Кефарт из университета Вандербильдта указывают, что вскоре после Большого взрыва сила гравитации оказалась достаточной для того, чтобы обеспечить энергию, необходимую для спонтанного возникновения огромного количества самостоятельно стабилизирующихся тоннелей. Возможно, многие из них до сих пор существуют и даже распространяются, образуя широкую сеть коридоров, простирающихся по всей Вселенной. Возможно, нам проще будет обнаружить и использовать эти естественные тоннели, чем создать новые.

Суть в том, что если существуют малейшие способы выйти за пределы скорости света, то технические мощности, которых достигнет будущая цивилизация людей и машин, обнаружат их и смогут использовать.