Научно-технический прогресс мчится все быстрее
Научно-технический прогресс мчится все быстрееОсь времени человечества
Представьте всю историю человечества в виде одного календарного года. По этой шкале первые современные люди появляются 31 декабря около 23:50. Вся наша письменная история, все короли и империи, все великие изобретения втиснуты в последние несколько минут перед полуночью. Но самые головокружительные скачки прогресса произошли в последние секунды этого года.
Эта книга - попытка понять, как мы живем в эпоху этих «последних секунд», почему изменение - это единственная постоянная величина сегодня, и куда нас может завести эта невероятная, набирающая скорость поездка.
Долгое затишье: Мир, где время текло медленно.
Первые великие прорывы - Колесо и колесница.
Около 3000 года до н.э. в Месопотамии человек взял каменный диск и, проделав в его центре отверстие, создал одно из фундаментальнейших изобретений в истории - колесо. Это была принципиально новая концепция преодоления трения и расстояния. Однако потребовалась еще тысяча лет осмысления и экспериментов, чтобы около 2000 лет до н.э. соединить колесо с тягловой силой животного и создать колесницу. Тысяча лет от идеи к ее первому значимому применению - таков был темп прогресса в древности.
Почему так долго?
1. Не было книг и учебников. Секреты изготовления мастера хранили в тайне и знания часто утрачивались.
2. Скорость сообщения между городами и странами. Идея из Месопотамии могла веками добираться до Китая или Европы.
3. Отсутствие потребности: Люди жили так, как жили их деды и прадеды, и не стремились к резким переменам.
Кодекс, станок и сеть: как информация научилась путешествовать во времени
Если бы у прогресса был свой собственный двигатель, то это была бы не паровая машина и не кремниевый чип. Это была бы информация. Само по себе знание - как, например, тот факт, что Земля круглая -бесполезно, если оно в головах нескольких мудрецов и умирает вместе с ними. Величайшие технологические прорывы в истории были не просто открытиями новых сил природы, но и открытиями новых способов передачи и сохранения знаний. И ключевым изобретением на этом пути стала книга в том виде, в каком мы ее знаем.
Представьте, что весь объем знаний нашей цивилизации хранится на одном-единственном жестком диске, который медленно и дорого копируется вручную. Малейшая ошибка копировщика, пожар или набег захватчиков - и целые пласты информации исчезают навсегда. Именно так и обстояли дела на заре человечества.
Знания жили в устных преданиях, а потом - на глиняных табличках, папирусных свитках и пергаментных кодексах. Свиток был неудобен: он был объемен, в нем было трудно искать нужное место, он легко рвался. Но главная проблема была в масштабировании. Создание одной-единственной копии длинного текста требовало месяцев, а то и лет кропотливого труда переписчика. Библиотека из сотни манускриптов была сокровищем, доступным лишь правителям и самым богатым монастырям. Знание было редким и хрупким.
Первым шагом к ускорению стало изобретение в римскую эпоху формата кодекса - то есть книги с переплетенными листами, прототипа современной книги. По сравнению со свитком кодекс был революционен: во-первых, экономия пространства - на обеих сторонах листа можно было писать текст, во-вторых, прочность - закрытые переплетенные листы были лучше защищены, в третьих, доступность - в кодексе было легко ориентироваться, находить нужную страницу и перекрестные ссылки. Это сделало знания чуть более портативными и организованными, но не решило главной проблемы - тиражирования.
Печатный станок
Всё изменилось в середине XV века, благодаря ювелиру и изобретателю из Германии по имени Иоганн Гутенберг. Он не изобрел книгу. Он изобрел книгу как продукт массового производства.
Его гениальная идея - разборный шрифт. Буквы из металла можно было собрать в слова, слова в строки, отпечатать сотни страниц, а потом разобрать и использовать снова для новой книги.
Последствия были невероятными:
Если раньше на одну книгу уходил год, то теперь за это же время можно было напечатать сотни и даже тысяч идентичных копий.
Книги подешевели в сотни раз. Теперь не только короли, но и купцы, студенты, даже зажиточные ремесленники могли позволить себе иметь библиотеку.
Раньше переписчики уставали, отвлекались, делали ошибки. Каждая новая рукопись была немного искажена. Печатный станок выдавал идеальные копии. Ученый в Италии и студент в Англии могли работать с одним и тем же текстом, не сомневаясь в его точности.
Как это ускорило прогресс?
1. Знания перестали быть одноразовыми. Ученый мог опубликовать свои выводы, и они гарантированно доходили до коллег. Его работу можно было проверить, оспорить и, что самое главное, построить на ее основе новое открытие. Наука превратилась из коллекции разрозненных идей в постоянно растущее здание, где каждый кирпич ложится на предыдущий.
2. Запустился сетевой эффект. Впервые в истории умнейшие люди Европы смогли вести полноценный «чат» через континенты и десятилетия. Коперник печатает книгу о том, что Земля вращается вокруг Солнца. Проходит время, и Кеплер, прочитав ее, развивает эту идею и вычисляет законы движения планет. Затем Ньютон, стоя «на плечах этих гигантов» (как он сам писал), открывает законы гравитации. Без быстрого распространения книг эта цепочка была бы просто невозможна.
3. Критика стала массовой. Когда Библию напечатали на понятном людям языке, а не только на латыни, каждый мог прочитать и интерпретировать ее сам. Люди начали задавать вопросы - не только религиозные, но и научные. А сомнение - главный двигатель науки.
Печатный станок был для информации тем же, чем паровой двигатель - для энергии. Он высвободил ее из плена и дал ей силу двигать мир. Не будет преувеличением сказать, что интернет - это прямое логическое продолжение гутенберговской революции. Это та же цель - быстрое распространение идей, - но достигнутая новыми, цифровыми средствами.
Энергия пара и сжатие времени
Если посмотреть, как закипает чайник, то можно заметить: пар поднимает крышку, словно пытается ее сбросить. Люди догадывались об этом эффекте давно, но только в XVIII веке шотландский инженер Джеймс Уатт придумал паровой двигатель, который позволил превратить силу пара в настоящий «мотор». Двигатель мог качать воду из шахт, крутить колёса, двигать тяжёлые механизмы. И самое главное - он не зависел от силы рук, ветра или течения реки.
Этот прорыв немедленно запустил цепную реакцию. Уже в 1804 году Ричард Тревитик построил первый паровоз. Период между созданием двигателя и его специализированного применения сократился с тысячелетий до десятилетий. Промышленная революция набрала обороты: фабрики, поезда, пароходы.
От чайника до паровоза
Паровой двигатель быстро стал основой целой цепочки изобретений:
● в шахтах он помогал откачивать воду и добывать больше угля;
● на фабриках крутил прялки и станки, ускоряя производство;
● на транспорте подарил миру паровозы и пароходы.
Если раньше люди передвигались на лошадях со скоростью 10-15 км/ч, то паровоз нёсся в несколько раз быстрее и тащил за собой целый поезд. Мир как будто стал меньше: города «сблизились», товары и люди могли путешествовать на большие расстояния.
Почему всё пошло быстрее, чем с колесом?
1. К 18 веку у человечества уже была системная наука. Учёные делились открытиями, писали книги и журналы. Новые идеи не терялись, а передавались дальше.
2. Коммуникации стали быстрее. Почта, дороги, книги - всё это помогало распространению знаний.
3. Появился спрос. Людям нужно было добывать больше угля, перевозить больше товаров, строить фабрики. И паровой двигатель идеально подходил для этого.
От таинственной силы до рабочего инструмента
Ещё в Древней Греции заметили, что янтарь «притягивает» лёгкие предметы. Но никто не понимал, почему. Прошли века, а электричество оставалось таинственной силой.
Лишь в 16 веке английский учёный Уильям Гильберт стал серьёзно его изучать. Именно он придумал слово «электричество» (от греческого elektron - янтарь). Но долгое время электричество было только «фокусом» для любопытных.
В 18–19 веках начались настоящие открытия:
● Луиджи Гальвани заметил, что лапки мёртвой лягушки дёргаются, если к ним поднести металлические предметы. Так родилась идея «животного электричества».
● Алессандро Вольта создал первый источник постоянного тока - «вольтов столб».
● Майкл Фарадей показал, что электричество можно превращать в движение - он открыл электромагнитную индукцию.
● Другие учёные - Ом, Ампер - открыли законы, которые до сих пор носят их имена.
А в 1879 году Томас Эдисон в США и Джозеф Сван в Англии создают практичную лампу накаливания. Идея не была абсолютно новой - до них десятки изобретателей пытались сделать что-то похожее. Но именно их лампа оказалась удобной и долговечной.
С этого момента города начали загораться электрическим светом.
Электричество меняет жизнь
С появлением электричества в быту началась новая эпоха:
● фабрики стали работать быстрее и дольше - ведь свет не зависел от солнца;
● появились новые профессии: инженеры, электрики, техники;
● а чуть позже электричество подарило миру радио, телефон и телевидение.
Электричество стало первой «суперсилой», которую человечество укротило ради удобства.
Как освоение космоса ускорило научно-технический прогресс.
«Поехали!» Эта фраза первого космонавта Юрия Гагрина, сказанная 12 апреля 1961 года во время старта первого пилотируемого космического корабля «Восток» на кануне первого полета человечества в космос, стала не только символом космической эры, но и мотивацией для тех, кто стремился к новым вершинам. Она была квинтэссенцией гигантского вызова, который человечество бросило самому себе. Космическая гонка стала мощнейшим катализатором, который позволил за считанные годы изобрести технологии, определившие лицо современного мира.
Задачи, казавшиеся фантастическими, - от миниатюризации компьютеров до создания глобальной связи - были решены за считанный годы и как эти решения, вернувшись на Землю, совершили тотальную революцию в нашей повседневной жизни.
Первые космические корабли и ракеты были стеснены в пространстве и весе. Каждый лишний килограмм, выводимый на орбиту, стоил целое состояние. Громоздкие ламповые компьютеры, занимавшие целые комнаты, для этой цели не подходили. Программа «Аполлон» NASA стала главным драйвером развития интегральных микросхем. Заказ на сотни тысяч чипов для бортового компьютера Apollo Guidance Computer (AGC) создал массовый рынок для этой тогда еще экзотической технологии, резко снизил ее стоимость и доказал ее надежность. Без лунной программы эра персональных компьютеров и смартфонов могла бы наступить на десятилетия позже.
Полеты в космос были слишком сложны и опасны, чтобы полагаться только на механику. Требовалось создание программ, способных в реальном времени управлять траекторией, навигацией и системами корабля. Это привело к рождению инженерии программного обеспечения как серьезной дисциплины. Разработанные для космоса методы отказоустойчивости, многократного резервирования и тестирования легли в основу критически важных систем на Земле: от управления воздушным движением до банковских операций.
Расчет орбит, гравитационных маневров и полетных окон требовал невероятной вычислительной мощи. Космические агентства, в первую очередь NASA, были одними из первых и самых требовательных заказчиков суперкомпьютеров. Работы в этой области подтолкнули развитие параллельных вычислений, векторной обработки данных и новых архитектур, которые сегодня используются для прогнозирования погоды, расшифровки генома и разработки новых материалов.
Космос дал нам возможность увидеть наш дом как единый, живой организм.
До спутников мы не могли видеть погоду в глобальном масштабе. Первые снимки облачных фронтов из космоса произвели революцию в метеорологии. Сегодня спутники следят за ураганами, таянием ледников, загрязнением атмосферы и океанов, лесными пожарами и состоянием сельскохозяйственных угодий. Это позволило не только повысить точность прогнозов погоды, но и дало науке бесценные данные для изучения климатических изменений.
Идея, что любой человек на планете может определить свои координаты с точностью до метра, была фантастикой до появления спутниковых систем навигации. Изначально создаваемые для военных целей, GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия) сегодня являются основой для гражданских технологий: от навигации в автомобилях и смартфонах до логистики, управления транспортом, точного земледелия и синхронизации финансовых транзакций.
Ускорение научно-технического прогресса, вызванное освоением космоса, - это не случайность, а закономерность. Оно демонстрирует простую истину: когда человечество ставит перед собой великую цель, оно не только достигает ее, но и по пути приобретает бесценные знания и технологии, которые меняют жизнь каждого человека на планете.
Главный парадокс космического прогресса.
«К 2000 году мы будем жить на Луне, летать на Марс на выходные, а роботы освободят нас от рутинного труда» - так примерно мыслили футурологи и обыватели в разгар космической гонки.
Фантасты, инженеры и политики были уверены: человечество будет на Марсе к 80-м годам, а к началу XXI века Солнечная система будет усеяна колониями. Но что мы имеем сегодня? У каждого в кармане суперкомпьютер, связывающий его со всем миром, искусственный интеллект пишет музыку и создает изображения, а космос стал ближе, но гораздо обыденнее. Почему мы не летаем на Марс на выходные?
Почему грандиозный космический рывок сменился тотальной цифровой революцией?
Технологии, созданные для покорения космоса, оказались идеальным инструментом для преобразования Земли: микросхемы, созданные для ракет, нашли массовый рынок в потребительской электронике,
идея связи между компьютерами, рожденная в недрах DARPA (Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США) для обеспечения надежной коммуникации после ядерного удара, эволюционировала в ARPANET, а затем в интернет, требования к моделированию полетов и обработке данных стимулировали развитие компьютеров, но их коммерческий потенциал на Земле оказался колоссальным.
Мышление сместилось от покорения физического мира - построить корабль, долететь до планеты - к покорению мира виртуального и информационного - создать платформу, соединить людей, оптимизировать процессы. Социальные сети, поисковые системы, стриминговые сервисы стали новыми «вселенными» для освоения. Их развитие требовало не инженеров-ракетчиков, а программистов.
Мечтатели 60-х представляли себе «вертикальное» будущее - будущее экспансии вовне, штурма новых физических рубежей. Мы же, возможно неожиданно для себя, построили «гостеприимное» будущее - будущее углубления вовнутрь, создания сложных информационных сетей, опутавших планету.
Сеть, которая опутала планету.
Из космических технологий в 1969 году в США вырос небольшой военный проект - ARPANET. Учёные хотели связать между собой компьютеры в разных университетах. Тогда компьютеры были огромные, занимали целые комнаты и стоили миллионы долларов.
В ARPANET входило всего несколько машин. Но идея была поразительная: информация может путешествовать мгновенно из одного места в другое.
Компьютеры передавали данные друг другу маленькими «пакетами», как если бы письмо разрезали на кусочки, отправили разными дорогами, а потом собрали заново. Это был первый шаг к Интернету.
Тогда, в конце 1960-х, мало кто понимал, насколько важным окажется это открытие.
В 1980-х придумали протокол TCP/IP - общий «язык», на котором могли разговаривать все компьютеры в сети. Это было, как если бы разные страны вдруг начали использовать один и тот же язык для переписки.
А в 1991 году английский учёный Тим Бернерс-Ли придумал Всемирную паутину - WWW. Он создал систему страниц и ссылок, которую мы используем до сих пор.
От идеи ARPANET до глобальной сети прошло меньше 50 лет. Сравни:
● колесо ждало тысячу лет, чтобы стать колесницей;
● электричество прошло путь за 250 лет до лампочки;
● Интернет за пару десятилетий изменил жизнь всего мира.
Почему так быстро?
1. Цифровая природа. Информация копируется без потерь и распространяется мгновенно.
2. Сетевой эффект. Чем больше людей подключается, тем полезнее сеть.
3. Открытые стандарты. Учёные и программисты разных стран работали вместе, а не скрывали свои идеи.
Интернет меняет всё
В начале 2000-х Интернет вошёл в каждый дом. Что он нам дал?
● Можно учиться онлайн и читать книги из любой библиотеки мира.
● Играть и общаться с друзьями, даже если они на другом континенте.
● Слушать музыку, смотреть фильмы, узнавать новости - всё в один клик.
Кремниевый мозг: рождение искусственного интеллекта.
Люди давно мечтали создать «искусственный разум». Ещё в мифах встречаются истории о механических слугах и говорящих статуях. В XX веке писатели-фантасты придумали слово «робот» и описывали машины, которые могут думать, как человек.
Но всё это были только мечты.
Первые шаги
В середине XX века учёные задумались: а можно ли построить машину, которая учится?
● В 1950 году знаменитый математик Алан Тьюринг предложил тест: если ты разговариваешь с кем-то по переписке и не можешь понять, человек это или машина, значит, машина достаточно «умна».
● Появились первые программы, которые могли играть в шахматы или решать логические задачи. Но они были очень медленные и ограниченные.
Не хватало трёх вещей:
1. Данных. Машинам нужно много примеров, чтобы учиться. Тогда их просто не было.
2. Мощных компьютеров. Старые машины были слабее, чем твой современный смартфон.
3. Сети. Учёные работали по отдельности, и идеи распространялись медленно.
Интернет кормит мозг
Всё изменилось в конце XX века, когда появился Интернет. Вдруг у человечества появилось огромное количество данных: тексты, картинки, видео.
Компьютеры становились всё мощнее благодаря закону Мура (мощность удваивается каждые два года).
Машины получили то, чего им не хватало: пищу для обучения и силу для вычислений.
Прорыв: нейросети
В 2010-х годах искусственный интеллект сделал настоящий скачок. Алгоритмы под названием глубокие нейросети научились распознавать лица, переводить языки и даже придумывать музыку.
Самые яркие примеры:
● В 2016 году программа AlphaGo обыграла чемпиона мира по игре го - самой сложной настольной игре.
● Приложения научились распознавать объекты на фотографиях лучше, чем человек.
● Врачи начали использовать ИИ, чтобы ставить диагнозы по снимкам.
Законы ускорения: почему всё происходит всё быстрее? Эффект снежного кома.
Представьте снежок, катящийся с горы. Сначала он маленький, но по мере движения собирает всё больше снега и растёт. Вот так работает прогресс. Каждое новое изобретение помогает создавать следующее - быстрее и проще.
Раньше человек вырезал колесо топором. Теперь компьютеры проектирую новые компьютеры.
А искусственный интеллект уже помогает создавать новые лекарства, машины и даже программы. То есть инструменты рождают новые инструменты - и всё ускоряется.
