8 февраля отмечается День российской науки. Лицо современной цивилизации формируется прежде всего научно-техническими достижениями. Их натиск все сильнее. Объем информации в 2000 году возрастал в 2 раза за 1 год, а в 2013 году — за 2 месяца. Нынешний кризис убедительно показал, что страна может чувствовать себя уверенно, только если находится на уровне новейших технологических достижений. Научные прорывы 2014 года — это вопрос уже не любознательности, а стратегического развития страны.

Как бы ни были мы увлечены политическими страстями, будущее формируется в тиши научных лабораторий. Старик Хоттабыч легко перемещался по эпохам и везде чувствовал себя как рыба в воде. Но оказавшись в СССР, где только набирала ход научная революция, могучий джинн стал беспомощен, как дитя. Наука ускоряет темп, обгоняет все прогнозы. Достижения минувшего года поражают воображение самого смелого футуролога.

СУПЕРМОЩНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

Несколько независимых групп из США и Германии построили новые чипы, которые копируют архитектуру человеческого мозга. Эти чипы оснащены множеством электронных нейронов и синапсов, что обеспечивает поразительные результаты при рекордно малом потреблении энергии. В гонке участвуют ведущие центры — Стэнфордский университет и компания IBM, и потому есть большая вероятность, что создание искусственного интеллекта не за горами.

Компьютер уже способен имитировать работу левого полушария мозга, но правое ему не по зубам. Распознавание образов, с которыми легко справляется трехлетнее дитя, — непосильная задача для мощных компьютеров.

Разработанный IBM когнитивный чип TrueNorth ищет закономерности в звуковых и визуальных сигналах. Чип состоит из 1 миллиона программируемых нейронов и 256 миллионов искусственных синапсов. Частота — всего 20 герц, то есть в 100 миллионов раз меньше частоты обычного процессора. Компенсация — за счет того, что работа всех нейронов построена параллельно.

В 2014 году начался массовый выпуск когнитивных чипов, которые уже могут различать велосипедистов, пешеходов, автобусы и грузовики. Это громадный шаг на пути к нейрокомпьютерам, которые будут имитировать человеческий мозг.

— Россия располагает несколькими суперкомпьютерами, которые входят в рейтинг самых мощных ЭВМ в мире, — говорит академик РАН Алексей Жижченко. — Но даже астрономическое повышение мощности не способно привести к повторению возможностей человеческого мозга. Требуется принципиально иная архитектура компьютера, что в мозге обеспечивается синаптической связью. Надежда на нанотехнологии. Очень перспективные работы по распознаванию визуальных образов, то есть по созданию компьютерного зрения, ведутся в Курчатовском центре, который в области нанотехнологий находится на мировом уровне.

ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

Один из самых распространенных упреков в адрес Академии наук состоит в том, что ученые далеки от острых потребностей народного хозяйства, не занимаются модернизацией производства и витают в облаках, рассуждая пусть на важные, но совсем не актуальные темы. Может быть, объяснение в том, что реальный сектор экономики слишком редко вспоминает о прогрессе и наука со всем ее потенциалом остается невостребованной? Сейчас, в условиях экономического кризиса и жестких санкций, ситуация на глазах меняется.

Компания «Татнефть» вместе с Академией наук приступает к строительству опытно-промышленной установки по переработке битумной нефти мощностью 50 тысяч тонн в год. Стоимость установки — 50 миллионов долларов.

В полностью российской технологии использован уникальный метод гидроконверсии, разработанный директором Института нефтехимического синтеза РАН академиком Саламбеком Хаджиевым.

— В области глубокой переработки углеводородного сырья есть несколько «болевых» точек, где мы отстали от конкурентов, — говорит академик Саламбек Хаджиев. — Это произошло в последние 30 лет из-за развала науки, а потом из-за самоуспокоенности в эпоху высоких цен на нефть.

Если решим эти проблемы, мы перестанем зависеть от других стран. У нас три «болевых» точки — производство экологически чистых компонентов бензина, производство катализаторов, конверсия тяжелых нефтяных остатков, гудронов.

Продажа сырой нефти — это чистейшее легкомыслие, потому что из нефти можно выделить множество ценных продуктов. Но в России глубина переработки нефти — 70–75 процентов, а в США — 90–92 процентов. Мы отстали по глубокой химической переработке газа в 10 раз по сравнению с США, даже в Саудовской Аравии она выше в 2,5 раза. Глубокой химической переработки угля, если не брать мелкие коксовые производства, вообще в России не имеется. Технология, предложенная академиком Хаджиевым, позволяет поднять глубину до мирового уровня и перевести тяжелые нефтяные остатки в качественное моторное топливо.

Кроме того, из сырья извлекаются ценные металлы. Гидроконверсия Хаджиева при применении к природному газу позволяет извлекать из него легкие олефины — ценное сырье для получения полимеров, которые используются во многих отраслях экономики. Словом, нет ничего практичнее науки, если ею не пренебрегать.

ВИРТУАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ

В 2014 году нашел инвесторов самый амбициозный научный проект современности по обеспечению всей территории Земли скоростным интернетом с помощью космических спутников. Космическая сеть будет состоять из 4 тысяч легких, по 100 килограммов, спутников. Поисковик Google и инвестиционный фонд Fidelity собираются вложить в космический интернет 1 млрд долларов. Общие затраты на проект — 10 млрд долларов.

Космический интернет — логический этап информационной эпохи. Идею высказывали многие — от Андрея Сахарова до Билла Гейтса. Привязки к наземным станциям не предусмотрено, пакет данных будет транслироваться сразу конечному пользователю. Это делает невозможным любую цензуру и должно привести в ярость национальные аналоги нашего Роскомнадзора в тех странах, где пытаются ограничить интернет.

Группировка расположится на орбите, в 1200 километрах над Землей. Связь между спутниками будет налажена с помощью не радиоволн, а лазеров, которые были созданы советскими учеными Александром Прохоровым и Николаем Басовым. Лазеры повысят скорость передачи данных и помогут избежать проблем с поиском свободного спектра радиочастот. Захолустья и медвежьих углов на Земле не останется, равный доступ к информации получат все жители планеты.

— Космический интернет радикально изменит облик нашей жизни, — заглядывает в будущее один из самых цитируемых специалистов в области компьютерных технологий профессор Гонконгского университета передовых технологий Владимир Чигринов. — Всеобщее распространение приобретет удаленная работа и дистанционное обучение. Общение окончательно сместится в виртуальную плоскость. Наберет силу краудсорсинг в различных областях. Интернет-сообщество станет более влиятельным, чем отдельные правительства. Уйдут в прошлое бумажные газеты и журналы. Информация будет поступать к потребителю через интернет, клиповый формат вытеснит текстовой.

Чтение Достоевского и Хемингуэя станет экзотическим занятием, вроде сплава по горным рекам.

БОРЬБА СО СТАРЕНИЕМ

В 2014 году впервые удалось в опыте на мышах с помощью методов генной инженерии вылечить заболевание печени, вызванное генетической мутацией. Было проведено редактирование генома, извлечение пораженного участка ДНК и замена его здоровым.

Эта технология сулит прорыв в медицине, фармакологии, в сельском хозяйстве.

— Генная терапия, то есть введение человеку новых генов или изменение имеющихся, вызовет революцию в лечении многих наследственных заболеваний, — говорит академик Владимир Скулачев. — В перспективе генная терапия может оказаться одним из самых действенных методов в борьбе со старением. В моей лаборатории в МГУ также ведутся исследования в этом направлении, хотя мы выбрали несколько иной путь. Какой путь перспективнее, покажет время. Но длительное сохранение молодости — в будущем гарантированное достижение науки.

Геронтологи склоняются к тому, что долгожительство передается по наследству, то есть обусловлено строением генома. Действительно, среди близких животных (грызуны, летучие мыши, зайцеподобные) некоторые виды живут в десятки раз дольше благодаря микроскопическим отличиям в геноме. И это очень заманчиво.

ПЕРЕДАЧА МЫСЛЕЙ

Мозг человека как самое совершенное устройство, созданное природой, привлекает внимание не только специалистов по вычислительной технике, но прежде всего нейрофизиологов и психологов. В 2014 году впервые удалось транслировать мысль на гигантское расстояние. Из мозга человека, который находился в Индии, в мозг человека во Франции было передано несколько простых слов на испанском и итальянском языках.

Ученый в индийской лаборатории переводил буквы в двоичный код и при помощи электроэнцефалографа, то есть силой мысли, передвигал значок на экране компьютера. Вниз — это «тире», вверх — «точка». По электронной почте двоичный код был послан во Францию. При помощи магнитной стимуляции зрительной коры мозга этот код внушали трем французам.

Участники эксперимента сидели с завязанными глазами, а «точки» и «тире» доходили до них в виде ярких вспышек в области периферического зрения.

Интерфейс «мозг — мозг» заработал, хотя пока это похоже на любопытную интеллектуальную игру. Хотя успех напоминает первую, тоже слабую радиопередачу Александра Попова. Чтобы радио распространилось по всей планете, потребовалось 30 лет. Интернет взошел на пьедестал за 5 лет. С учетом ускорения научного прогресса, сколько времени потребуется телепатии? Может быть, уже через пару лет мы будем перекидываться мыслями из одной комнаты в другую… Кстати, это не единственный прорыв нейрофизиологов. В Калифорнийском университете с помощью методов генной инженерии и лазерной стимуляции удалось начисто удалить из памяти крысы условный рефлекс, который был предварительно сформирован ударом тока. Но самое удивительное, что через некоторое время стертый рефлекс тем же способом ученые крысе вернули. Об экспериментах на людях пока речи не ведется.

ОБ АВТОРЕ

Сергей Лесков - известный российский журналист, научный обозреватель, лауреат Государственной премии России.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

День науки - напоминание о будущем

Колонка обозревателя Сергея Лескова

День российской науки отмечается с 1999 года. 8 февраля 1724 года Петр I подписал указ о создании Российской академии наук. Датой подсластили пилюлю: на рубеже веков финансирование науки упало до рекордно низкого уровня, и она удерживалась на плаву благодаря прежним завоеваниям. В каком настроении подошла российская наука к очередному профессиональному празднику?

Удивительно, но в те времена, когда наша наука не имела собственного праздника, на ее счету была россыпь достижений мирового уровня, а когда праздник учредили, наука отступила в арьергард. Думаю, в этом кроется метафизическое послание (далее).