Митио Каку - Будущее разума
Если мы захотим отправить лазерный луч на одну из дальних планет, нам сначала придется установить на Луне – далеко за пределами атмосферы, чтобы сигнал не поглощался воздухом, – батарею лазеров. Лазерный луч, отправленный на одну из планет Солнечной системы с Луны, прибудет на место через несколько минут или часов. Если он доставит туда коннектом, то управлять суррогатом можно будет непосредственно на месте, без всяких задержек.
Организовать в Солнечной системе сеть лазерных станций станет возможно, вероятно, к концу века. Но, если мы задумаемся об отправке коннектомов к звездам, проблем прибавится. Нам, наверное, придется ставить передающие станции на астероидах и дополнительные станции по пути, чтобы усилить сигнал, очистить его от помех и переслать на следующую станцию. Потенциально для этого можно было бы использовать кометы, уходящие далеко от Солнца в направлении соседних звезд. К примеру, на расстоянии около светового года от Земли (т. е. на расстоянии, составляющем четверть расстояния до ближайшей звезды) располагается облако Оорта[20]. Это сферическая оболочка из миллиардов комет, многие из которых неподвижно висят в пустом пространстве. Вероятно, аналогичное кометное облако окружает и звездную систему в созвездии Центавра, нашем ближайшем соседе. Считая, что это облако находится от своей звезды тоже на расстоянии светового года, получим, что уже половина расстояния до ближайшей звезды содержит стационарные кометы, на которых можно построить промежуточные лазерные передающие станции.
Еще одна проблема – объем информации, которую необходимо передать по лазерному лучу. По мнению доктора Себастьяна Сеунга, полное количество информации в одном коннектоме составляет приблизительно 1 зеттабайт (1020). Это примерно соответствует всей информации, содержащейся на сегодняшний день во Всемирной паутине. А теперь представьте себе батарею лазеров, выстреливающих в пространство лучи с этакой горой информации. Оптическое волокно способно пропускать терабайты (1011) информации в секунду. За следующие 100 лет развитие техники хранения информации, сжатия данных и объединения лазерных лучей в пучок приведет, вероятно, к увеличению эффективности передачи данных в миллион раз. Это означает, что на передачу информации, содержащейся в мозге человека, будет уходить несколько часов.
Проблема не просто в количестве информации, которое можно переслать по лазерному лучу. В принципе, такой луч может нести в себе неограниченное количество информации. Узкими местами станут приемные и передающие станции на том и другом конце – они должны быть оборудованы ключами, позволяющими манипулировать информацией с невероятной скоростью. Быстродействия кремниевых транзисторов для работы с такими объемами данных может и не хватить. Вместо этого нам, возможно, придется использовать квантовые компьютеры, основой которых служат не кремниевые транзисторы, а отдельные атомы. В настоящее время квантовые компьютеры только зарождаются, но к следующему столетию они могут стать уже достаточно мощными, чтобы справиться с зеттабайтами информации.
Свободно плавающие энергетические существа
Еще одно преимущество использования квантовых компьютеров для обработки гор информации, какими являются коннектомы, – это шанс на создание энергетических существ, способных свободно двигаться и плавать в воздухе. В научной фантастике и фэнтези описания подобных существ попадаются на каждом шагу. Эти существа представляли бы сознание в чистейшей форме. На первый взгляд, их существование нарушало бы законы природы: ведь свет всегда движется со скоростью света.
В последнее десятилетие, однако, несколько открытий физиков Гарвардского университета наделало много шума. Ученые объявили, что им удалось остановить луч света. Судя по всему, им удалось достичь невозможного: замедлить луч света до такой степени, что его можно было заключить в бутылку. Вообще, луч света в бутылке не настолько фантастичен, как кажется: чтобы убедиться в этом, достаточно повнимательнее взглянуть на стакан с водой. Луч света, входя в воду, замедляется и изменяет направление движения. Точно так же свет преломляется и при входе в стекло, что делает возможными телескопы и микроскопы. Причину этого следует искать в квантовой теории.
Представьте себе почтовую службу на перекладных, доставлявшую когда-то почту и курьеров. Каждая упряжка могла очень быстро пробежать от одной станции до другой. Узким местом были станции, где нужно было перепрягать лошадей и менять возницу; это значительно замедляло среднюю скорость движения почты. Точно так же и свет: в вакууме между атомами он по-прежнему движется со скоростью, составляющей примерно 300 000 км/с. Однако при столкновении с атомами свет задерживается; он ненадолго поглощается, а затем вновь излучается атомами, на что уходит какая-то доля секунды. Именно из-за этой небольшой задержки луч света, попадая в воду, в среднем слегка замедляется.
Гарвардские ученые использовали это явление. Они взяли контейнер с газом и охладили его почти до абсолютного нуля. При таких низких температурах атомы газа поглощали свет и удерживали его достаточно долго, прежде чем излучить вновь; чем ниже была температура, тем дольше газ удерживал свет и тем медленнее тот двигался. Таким образом им удалось, увеличивая время задержки, затормозить луч света до полной остановки. Вообще-то между атомами газа свет по-прежнему двигался со скоростью света, но вот между поглощением и излучением…
Это позволяет говорить о возможности, когда разумное существо, вместо того чтобы управлять суррогатом, предпочтет остаться в виде сгустка чистой энергии и двигаться свободно, почти как привидение.
Так что в будущем, когда лазерные лучи понесут наши коннектомы к звездам, в конечной точке они, возможно, будут преобразованы в облако газовых молекул и заключены в «бутылку». «Сосуд света» очень похож на квантовый компьютер. И там и там имеется набор атомов, колеблющихся в унисон, т. е. колебания всех атомов проходят в фазе. Там и там могут проводиться сложные вычисления, намного превосходящие все, на что способен обычный компьютер. Поэтому если проблемы квантовых компьютеров удастся решить, то в результате мы получим и возможность манипулировать «сосудами света».
Быстрее света?
Таким образом, как мы видим, все это – чисто технические проблемы. Не существует закона природы, который запрещал бы путешествие по энергетическому лучу – в следующем столетии или позднее, как получится. Так что это, наверное, самый удобный способ посещения далеких планет и звездных систем. Вместо того чтобы оседлать световой луч, как мечтали когда-то поэты, мы сами превратимся в световой луч, чтобы преодолеть бездны пространства.
Чтобы по-настоящему почувствовать будущее, описанное в рассказе Азимова, нам придется задаться вопросом о том, можно ли на самом деле путешествовать между галактиками со скоростью, превышающей скорость света. В его рассказе существа невероятной мощи свободно летают между галактиками, разделенными миллионами световых лет.
Возможно ли это? Для ответа на этот вопрос нам придется раздвинуть границы современной квантовой физики. В конце концов, штуки, получившие известность как «кротовые норы», могут представлять собой короткие пути сквозь громадные просторы пространства и времени. А при проходе сквозь них существа, состоящие из чистой энергии, будут иметь явное преимущество перед материальными существами.
Эйнштейн в каком-то смысле напоминает дорожного полицейского, который категорически запрещает ездить быстрее скорости света – скорости, максимально возможной во Вселенной. При этом на дорогу от одного конца нашей Галактики до другого уйдет 100 000 лет, даже если вы полетите на световом луче. И если для путешественника пролетит мгновение, то на его родной планете действительно пройдет 100 000 лет. А в путешествиях между галактиками речь может идти о миллионах и миллиардах световых лет.
Но Эйнштейн сам оставил в своих работах небольшую лазейку. В 1915 г. он показал, что гравитация возникает в результате искривления пространства-времени. Гравитация – это не «тяга» загадочной невидимой силы, как думал когда-то Ньютон, а «толчок» со стороны самого пространства, изогнувшегося вокруг объекта. Этим он не только блестяще объяснил искажения света звезд при прохождении рядом с другими звездами и расширение Вселенной, но и оставил открытым вопрос о возможности растяжения ткани пространства-времени до ее разрыва.
В 1935 г. Эйнштейн вместе со своим учеником Натаном Розеном ввел в теорию возможность того, что два решения, соответствующие черным дырам, можно объединить «спина к спине», как сиамских близнецов, так что если вы упадете в одну черную дыру, то в принципе сможете выйти из другой. (Представьте две воронки, соединенные тонкими концами. Вода, стекающая в одну воронку, вытекает из другой.) Эта «кротовая нора» – ее еще называют мостом Эйнштейна – Розена – представляет собой возможность существования порталов, или ворот, между вселенными. Сам Эйнштейн отбросил возможность прохождения сквозь черную дыру, поскольку в процессе этого вас просто раздавит, но несколько позднейших открытий вновь подняли вопрос о возможности путешествия быстрее света сквозь кротовые норы.
