Артур Кларк - Черты будущего
13
Лампа Аладина
Люди в отличие от растений не могут жить, питаясь непосредственно энергией и несколькими простейшими химическими соединениями. С тех пор как врата Эдема закрылись для них столь удручающе бесповоротно, они непрерывно борются за пищу, кров и другие средства существования. Более двух триллионов человеко-лет потрачено на извечную битву с природой, и лишь за время жизни последних четырех-пяти поколений (из общего числа пятьдесят тысяч) появились признаки некоторого облегчения этого тягостного бремени.
Это, безусловно, результат развития современной науки, и в особенности появления массового производства и автоматизации. Однако даже новейшая технология — всего лишь слабый намек на грядущие гораздо более революционные изменения методов производства. Вероятно, настанет время, когда двуединая проблема производства и распределения будет решена столь исчерпывающе, что каждый сможет обладать всем, чем захочется.
Чтобы представить себе, как этого достичь, надо забыть все современные представления о производственных процессах и возвратиться к некоторым основным научным истинам. Любой объект физического мира полностью характеризуется двумя показателями: его составом и формой или схемой. В любом простом случае это совершенно очевидно, например: «дюймовый кубик чистого железа». Здесь два выражения — «чистое железо» и «дюймовый кубик» — полностью определяют предмет и прибавить к ним уже нечего (во всяком случае, в первом приближении; конечно, инженер захотел бы узнать, каков допуск на размеры, химик — точную степень чистоты, физик — изотопный состав). По этому краткому описанию, содержащему всего четыре слова, любой человек сможет изготовить точную копию предмета, если он обладает определенными навыками и располагает соответствующим оборудованием.
В принципе это положение справедливо и для таких более сложных предметов, как радиоприемники, автомобили, дома. В подобных случаях надо иметь не только словесное описание, но и чертежи, синьки или их современный эквивалент — импульсы, записанные на магнитной ленте. Лента, управляющая автоматической станочной линией, несет на себе в закодированной форме полное физическое описание производимого предмета. Как только лента с программой готова, акт творения закончен. Далее следует механический процесс воспроизведения, подобный печатанию листов книги по готовому набору.
Подобным полностью автоматизированным способом в последние годы изготавливают все более и более сложные изделия. Правда, начальная стоимость оборудования (и специального обучения людей) настолько велика, что процесс экономически рентабелен только в случае спроса на огромное количество одинаковых изделий. Этот метод производства требует применения узкоспециализированных машин для каждого отдельного вида изделий; машину, изготовляющую бутылки, нельзя переключить на производство головок цилиндров. Абсолютно универсальную автоматическую линию, на которой можно изготовлять все что угодно, изменяя лишь программы, современная техника создать бессильна.
Это может показаться недостижимым при любом уровне техники, потому что многие (вероятно, почти все) изделия, которыми мы пользуемся, и материалы, которые мы потребляем в повседневной жизни, настолько сложны, что дать их исчерпывающее детальное определение невозможно. Тот, кто усомнится в этом, пусть попробует составить полное описание костюма, бутылки молока или яйца так, чтобы некое всемогущее существо, никогда не видевшее ни того, ни другого, ни третьего, смогло бы идеально точно их воспроизвести.
Пожалуй, в наши дни можно исчерпывающе описать костюм, но при условии, что он сшит из синтетической ткани, а не из природных материалов, вроде шерсти или шелка. Бутылка молока — это проблема, с которой, возможно, и справятся биохимики будущего, но я очень удивлюсь, если в нынешнем веке мы сумеем осуществить полный анализ всех жиров, белков, солей, витаминов и бог знает чего еще, что входит в состав этого самого всестороннего продукта питания. А что касается яйца, то оно представляет собой объект еще более высокого порядка сложности, как по химическому составу, так и по структуре; большинство людей вообще будут отрицать, что его когда-нибудь смогут создать иначе, чем традиционным способом.
И все же не будем терять надежду. В главе 7, обсуждая возможность мгновенного перемещения, мы рассмотрели устройство, которое могло бы осуществить «развертку» твердого тела, атом за атомом, и сделать «запись», поддающуюся воспроизведению либо на месте, либо на каком-то удалении. Современное состояние науки не позволяет ни создать подобное устройство, ни даже составить хотя бы самое отдаленное представление о его конструкции. Однако если предположить, что такое устройство будет воспроизводить только достаточно простые неодушевленные предметы, то ничего абсурдного в этой идее нет, и никаких возражений философского характера она не вызывает. Полезно вспомнить, что обычный фотоаппарат за тысячную долю секунды создает «копию» картины, содержащей миллионы деталей. Художникам средневековья это показалось бы истинным чудом. Фотоаппарат и представляет собой универсальную машину для воспроизведения со значительной, хотя и не абсолютной точностью любых сочетаний света, тени и красок.
Сегодня мы располагаем устройствами, выполняющими куда более сложные задачи, чем фотоаппарат, хотя широкой публике не известны даже названия многих из них. Нейтронные активационные анализаторы, спектрометры для инфракрасного и рентгеновского излучения, газовые хроматографы — все эти приборы могут выполнить за считанные секунды детальный анализ сложных веществ, над которым еще в прошлом поколении химики безуспешно бились бы многие недели. В будущем ученые получат в свое распоряжение намного более изощренные приборы, которые смогут раскрыть все тайны любого объекта и автоматически записать все его характеристики. Даже чрезвычайно сложный объект можно будет описать исчерпывающим образом, причем эта запись уместится в весьма небольшом объеме носителя информации. Для записи Девятой симфонии Бетховена достаточно нескольких сотен метров ленты, а в этой симфонии содержится намного больше информации или деталей, чем, скажем, в часах.
Труднее всего представить себе, каким будет процесс «воспроизведения» физической реальности по записи. Однако многие, наверное, удивятся, узнав, что подобное воспроизведение уже осуществляется в малых масштабах в некоторых производственных процессах. Так, в новой области техники — микроэлектронике — создаются сплошные (монолитные) схемы для электронной аппаратуры посредством управляемого напыления атомов буквально слой за слоем. Получаемые компоненты схем часто бывают настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом (некоторые из них невидимы даже в мощный микроскоп). Управление таким процессом, разумеется, автоматизировано. Я склонен считать, что этот процесс — одно из первых, простейших завоеваний на пути к той системе производства, которую мы сейчас только еще пытаемся представить себе. Подобно тому как ткацкий станок Жакарда, в течение двухсот лет уже управляемый перфорированной лентой, изготовляет ткани самого сложного рисунка, так когда-нибудь появятся у нас другие машины, которые смогут манипулировать своего рода трехмерными основой и утком, для организации пространственных структур твердых тел в любых масштабах, начиная с атомов. Но если бы мы сейчас попытались сконструировать такие машины, то это походило бы, пожалуй, на придуманную нами попытку Леонардо да Винчи создать телевизионную систему (см. главу 7).
Теперь давайте перешагнем несколько столетий интенсивных усовершенствований и открытий и попробуем представить себе, как будет работать такая машина, которую мы назовем репликатором. Репликатор должен, вероятно, состоять из трех основных частей: хранилища, запоминающего устройства и организующего устройства. Хранилище должно накапливать все необходимые исходные материалы или иметь доступ к их источникам. «Память» машины должна хранить записи программ, детально определяющих порядок изготовления всех предметов, масса, размеры и сложность которых не превышают пределов, предусмотренных для машины. В этих пределах машина сможет изготовлять все — совершенно так же, как проигрыватель воспроизводит любую музыку, записанную на пластинку. Физические размеры «памяти» могут быть совсем невелики, даже если в нее будет заложена большая библиотека программ по изготовлению наиболее распространенных изделий. Можно представить себе даже нечто вроде справочника, наподобие каталога универсального магазина, где каждому названию присвоено кодовое число, которое можно набрать на диске при необходимости доставить то или иное изделие.
