Главы | Наука: что (и куда) дальше?

01.07.2013

Совместно с издательством «Манн, Иванов и Фербер» ПостНаука рада предложить вашему вниманию главу из сборника «Мир в 2050 году» под редакцией Дэниела Франклина и Джона Эндрюса. Это книга не только о том, каким станет мир к 2050 году по мнению журнала «The Economist», но и об основных тенденциях, оказывающих решающее воздействие на мир в различных сферах нашей жизни и о взаимодействиях между ними.

Поиски знания заведут человечество на новые земли, захваченные и исследованные либеральным Западом, а не иерархическим Востоком. Будущее науки — за биологией. Химия в качестве интеллектуального локомотива уже выдохлась. Периодическая таблица расширилась до областей, где время существования элементов измеряется секундами, а фундаментальные основы химических связей разобраны до мелочей. Сюрпризов химия уже не принесет, хотяс практической точки зрения в ней нас еще ждет немало открытий.

На физику возлагается больше надежд. Несмотря на то что мы еще многого не знаем о структуре Вселенной, устройства, необходимые для таких исследований, становятся все больше и дороже. В силу может вступить экономический закон убывающей доходности. Несмотря на возможность научного прорыва физиков с помощью новейшей игрушки (Большого адронного коллайдера неподалеку от Женевы), способного оживить науку и убедить политиков и налогоплательщиков в том, что этот проект стоит затраченных на него денег, вряд ли можно серьезно предполагать, что повседневный комфорт человечества будет хоть как-то зависеть от исследования основ Вселенной.

В биологии же дела обстоят совсем иначе. Она многое обещает (и одновременно изрядно пугает нас). Открытий здесь ожидается предостаточно. Вдобавок биология соединится еще с двумя дисциплинами, не слишком похожими на традиционную науку, но которые послужат дальнейшему развитию биологии и позволят ей превратиться в поставщика практических технологий. Эти дисциплины — нанотехнология и информатика. Биология в равной степени связана и с той и с другой. Клетки живут в наномире, большем, чем тот, которым занимается химия, но меньшем, чем описывает традиционная механика. Все живые существа — это системы обработки информации. То, как «совместятся» биология, нанотехнология и информатика, и определит развитие инноваций до 2050 г.

Еще одно фундаментальное изменение, которое может произойти в науке, носит не интеллектуальный, а географический характер. Незападные страны уже догнали Запад в плане экономики, и некоторые из них стремятся сравняться с Западом и в научной области. Если им удастся, то это изменит лицо мировой науки, в нее вольется огромное количество новых умов. Правда, такой ход развития событий ни в коем случае не гарантирован, поскольку потребует серьезных социальных изменений в самих странах, которые могут и не понравиться их вождям.

Разгадывая жизнь

Причин, по которым биология в наши дни набирает обороты, несколько. Во-первых, недавно открывшаяся возможность быстро и в большом количестве синтезировать ДНК. Во-вторых, новые микроскопы позволяют детально изучить внутриклеточные процессы. В-третьих, совершенствование технологии исследований головного мозга, самого удивительного биологического объекта, возможно, даже самого интересного из всех открытых до сих пор объектов во Вселенной. Наконец четвертая причина — вера биологов в эволюцию (немногие с этим поспорят). В последующие пару десятилетий мы увидим, как «биоальбом» нашей планеты заполнится новыми видами, как это было в XIX в., в эру «биологической таксономии» с ее практикой классификации организмов. Примерно к 2030 г. наверняка произойдет открытие новых биологических видов. (Например, многие биологи полагают, что глубоко под землей существует адаптировавшаяся колония бактерий.) Это действительно представляет интеллектуальный интерес. Исследования помогут биологам лучше понять историю жизни на Земле и разобраться в связях между мириадами одноклеточных организмов, фактически управляющих жизнью на нашей планете, но пока что мало изученных нами. (Чтобы представить себе, как это будет проходить, достаточно вспомнить, что совсем недавно был открыт новый биологический домен, стоящий на одном уровне с археями, бактериями и эукариотами, надцарствами в классификации живых организмов.)

Это будет захватывающий процесс, который затронет не только академический интерес. Включение в область исследований нового огромного генетического пула позволит активно использовать новые полученные знания на практике, как это произошло в XIX в. после открытия периодической таблицы элементов и понимания истинной природы химических реакций.

Часть новых открытий произойдет благодаря союзу биологии, информатики и нанотехнологии. Назойливо рекламируемая в последнее десятилетие нанотехнология еще только делает первые шаги. Все, на что она способна сейчас, — это добавить крохотные инородные кристаллы в материалы для усиления их свойств. Это пока слишком далеко от армий микроскопических машин, о которых мечтали фантасты в 1990-е гг. Но все изменится, как только мы лучше поймем поведение клеток. Белки и ДНК — огромные молекулы, попадающие в фокус внимания именно нанотехнологии, а не химии. К тому же это сфера взаимодействия электростатических полей, которая не подчиняется законам традиционной механики. Именно эти взаимодействия лежат в основе идеальной нанотехнологии. Наношестеренки, о которых мечтали первые нанотехнологи, — это плод фантазии. В дело вступают силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса) и прочие пока еще малоизученные эффекты. С другой стороны, мы видим, как функционируют живые организмы, и когда мы изучим эти процессы, перед нами откроется огромное количество возможностей для их применения: это будут и модифицированные организмы, и искусственные системы, берущие начало в биологии. Возможно даже появление технически сложных механизмов, вроде тех, что описывал писатель и драматург Карел Чапек, введший в 1921 г. в наш обиход слово «робот».

Разработка роботов потребует сотрудничества информатики и биологии — ради более ясного понимания того, как работает мозг. Новые технологии сканирования мозга позволят понять, как связаны между собой различные его части на клеточном уровне. А быстрые, мощные компьютеры позволят применить эти открытия при разработке соответствующего программного обеспечения. Мы сможем понять, как на самом деле работает мозг, а затем и сконструируем его искусственный аналог. Это не только подстегнет прогресс в робототехнике, но и даст ученым шанс наконец разобраться, что представляет собой сознание — единственный природный феномен, об устройстве которого они пока не имеют ни малейшего понятия.

Познай себя

Ключевым моментом в нашем самопознании станет понимание работы человеческого сознания. Но даже если этот прорыв не случится к 2050 г., будут другие. Некоторые открытия придут к нам из генетики, некоторые — из палеонтологии. Что-то новое мы узнаем благодаря исследованиям, связанным с работой мозга. В совокупности все эти научные открытия могут в корне изменить самосознание человечества.

Вскоре люди узнают, какие гены отличают их от неандертальцев. Другими словами, что означает быть Homo sapiens, человеком разумным. Картину дополнит изучение ДНК первобытных людей и живущих в наши дни человекообразных обезьян. Вдобавок станет ясно, имеются ли важные систематические отличия между расами на Земле. Вполне возможно, что на деле, невзирая на цвет кожи, все мы братья и сестры.

Исследователи выяснят, в какой степени успех индивидуума предопределен его генетическим кодом, а чего можно добиться совершенствованием системы образования (которое по мере развития науки о мозге неизбежно преобразится). Возможно, хотя это и достаточно сложно, ученые научатся корректировать гены детей, чтобы увеличить их шансы на успех.

Даже если мы не сможем «модифицировать» людей ради повышения их интеллекта, то вполне вероятно, что нам удастся корректировка, связанная с повышением продолжительности жизни и улучшением здоровья. В этой противоречивой области пока царит затишье: генетика оказалась намного более сложной наукой, чем представлялось ранее. Но по мере исследования процессов, с помощью которых гены управляют клетками и соответственно организмами, телами, споры о генетических модификациях вновь выйдут на передний план.

Впрочем, манипуляции с мозгом станут возможными не только путем изменения генетических «чертежей», но и при помощи других методов. С пониманием того, как на самом деле работает человеческий мозг, придет и понимание того, зачем он нужен, и не всегда это будет совпадать с тем, что думали философы, теологи, экономисты и прочие интеллектуалы. Человеческая уникальность всегда ставилась во главу угла. Даже те, кто не верит в божественное сотворение мира, привыкли считать, что люди каким-то образом «отделены» от остальной природы. Этот образ мышления изменится, как только будет установлено и представлено широкой публике генетическое и эволюционное происхождение Homo sapiens, которое покажет, что наша уникальность объяснится процессом адаптации, а предназначение — выживание и размножение.

Этот процесс прольет свет на положительные и отрицательные стороны человечества, причем на положительные (те, что так тяжело объяснить традиционной философии) больше, чем на отрицательные. Достаточно просто понять биологические предпосылки эгоизма. Растолковать же биологические предпосылки сотрудничества и самопожертвования гораздо сложнее. Сейчас все эти вопросы уже изучаются, равно как и поведение людей в сложных экономических системах (совсем не похожих на упрощенные и идеологически ангажированные экономические модели прошлого, диктовавшие людям, что им делать). Даже религии найдется место у тех, кто изучает теорию эволюции. В течение следующих 40 лет мы насладимся прогрессом во многих, если не во всех, сферах нашей жизни. Ожидается появление и новых политических теорий, построенных на новых знаниях. Появятся и политики, которые постараются извлечь из них наибольшую выгоду.

Стремление вовне

Фундаментальные знания поступят к нам и из других источников. В ближайшее время вряд ли возобновятся грандиозные планы 1950–1960-х гг. по созданию космических станций в форме колеса или колоний на Марсе. Однако закат космической эры в традиционном ее понимании не означает сворачивания космических исследований в целом. Они будут проводиться в основном удаленно с помощью сложных телескопов, установленных либо на Земле, либо на ее орбите. С их помощью ученые найдут ответы на два сакраментальных вопроса: «Почему мы здесь?» и «Одни ли мы?».

Сужение интереса к опытам с ускоренными частицами не станет концом физики элементарных частиц как таковой. Скорее всего, наука вернется к корням — изучению существующих объектов, подобно Эрнесту Резерфорду и Полу Вилларду, изучавшим реальные с поверхности Земли. Любая планета со свободным кислородом в атмосфере немедленно выдаст себя (кислород слишком химически активен, чтобы существовать без восполнения, а нам пока неизвестен ни один путь для этого, кроме биологического). И наоборот, если следов кислорода или некоторых иных определенных химической соединений не обнаружится, то жизнь на этой планете вряд ли будет возможна.

Это возвращает нас к одному из важнейших вопросов всех времен: «Как появилась жизнь на Земле?» Изучение других планет помогает нам понять, является происхождение жизни простым или сложным процессом, но не может (в отличие от экспериментов, проводимых на нашей собственной планете) объяснить, как именно это произошло. Ответ найдется в глубинах клетки, когда мы проникнем внутрь и поймем, какие ее элементы действительно примитивны, но при этом могли привести к зарождению жизни. Лабораторные эксперименты помогут нам найти простейшие химические системы, способные довольно точно воспроизводиться при наличии необходимого для этого материала и энергии.

Воссоздание жизни в том виде, в котором мы ее знаем, — на базе нуклеиновых кислот и белков для их переноса — стало бы гигантским скачком вперед. Вдобавок это позволило бы биологам задаться вопросом: могут ли существовать другие формы жизни, на базе иных типов генов или рабочих полимеров вместо белков? Метаболизм этих искусственных форм жизни, в свою очередь, мог бы ответить на вопрос, какие еще атмосферы, помимо кислорода, должны искать во Вселенной телескопы экзобиологов.

Дети Галилея

Но давайте закончим с рассказом о том, каково будущее науки. Пора ответить на второй вопрос «где?». Останется ли наука прерогативой стран Запада или стремительно возвышающаяся Азия поглотит и ее? Вопрос звучит, на первый взгляд, странно, кому-то может даже показаться, что он отдает расистским душком. Но это не так. Скорее, речь идет о типах обществ, в которых может развиваться тяга к исследованиям.

До сих пор с уверенностью говорилось, что наука — продукт современного Запада. В нынешние мультикультурные времена стало модным прославлять инновационные научные достижения китайской империи времен династии Сун или Багдадского халифата. Утверждается, что западная научная революция во многом обязана достижениям древних греков. Восхваляют даже науку ацтеков, инков и майя в доколумбову эпоху. Но все эти исторические предпосылки обманчивы.

Открытие заново греческой научной школы действительно стимулировало научную революцию во времена европейского Возрождения. Стоит, однако, помнить, что все объяснения природных явлений, данные древними греками, были неверны (за исключением математики). Их теории — от геоцентричной астрономии Птолемея до гуморальной медицины Галена — были безнадежно ошибочными. Ранняя западная наука была в большой степени озабочена искоренением мертвого греческого наследия из академий и его заменой истинным знанием. Что же до американской науки в доколумбову эпоху, то достижения в области математики действительно способны нас впечатлить (примерно так же, как астрономическая система Птолемея), но вся наука, по сути, ограничилась созданием точных календарей. Не лучше обстояли дела и с технологиями — инки даже не смогли придумать колесо.

Научное развитие Аравии и Китая — совсем не меньшее заблуждение. Оба государства оставили нам большое количество информации и полезных технологий. Однако ни одно из них не оставило нам внятной теории (опять же если не принимать во внимание математику). И главное: ни одно из них не одобряло идею ставить эксперименты для подтверждения теорий и часто отказывалось отрицать ошибочную «вековую мудрость». Наука же, напротив, склонна к анархии и уважает информацию, а не авторитет.

Здесь и кроется дилемма. Страны Азии, особенно Китай, утверждают, что хотят развивать науку. Действительно, наука была одной из четырех сфер модернизации, предложенных Дэн Сяопином. Но наука должна бросать вызов авторитетам, а не «золотить» их. Даже в Японии, восточном флагмане технологий, имеются значительные проблемы с развитием фундаментальной науки. Японским исследователям досталось лишь 15 Нобелевских премий. Это только на две больше, чем у австрийских ученых, при том что население Австрии составляет лишь 7% населения Японии. По мнению некоторых исследователей, одна из причин этого — нежелание молодых японских ученых оппонировать идеям старших коллег. На Западе это противостояние, напротив, формирует карьеры. Отрицание авторитетов влияет не только на карьеры отдельно взятых ученых. Западная наука пришла к этому с помощью либеральных систем мышления, приведших общество к его политической трансформации. Ученые — от Галилея до Дарвина — пошатнули социальные нормы, на которых держалась в их времена власть.

Развивающаяся мощь Азии зиждется на инновациях, предоставленных четырьмя столетиями западной научной революции, и пока не испытывает необходимости брать на вооружение мятежное мышление, обеспечившее рождение этих инноваций. Страны Азии вложили капитал в свои низкоквалифицированные трудовые ресурсы и добились немыслимого экономического роста. Но что они будут делать, когда догонят Запад?

Пусть расцветают 100 публикаций

В 2000 году Китай находился на восьмом месте в мире по количеству научных публикаций. Сейчас он уже пребывает на втором месте, уступая лишь США. Если экстраполировать эти данные на будущее (а любой ученый скажет вам, что это опасный метод), можно прийти к выводу, что к 2015 г. Китай по этому показателю догонит Америку.

Гораздо менее ясно, насколько влиятельной окажется китайская наука. Судя по количеству упоминаний в работах других ученых (обычный способ индексации значимости научных работ), Китай топчется на месте. Китайские ученые не приняли участия в написании ни одной из 100 наиболее цитируемых научных работ. Так что если ориентироваться на количество опубликованных работ, Китай к 2050 г. станет ведущей мировой нацией в науке. А вот перерастет ли это в золотые медали от Шведской королевской академии наук — это другой вопрос.

В ответе на этот вопрос кроется и будущее науки, и будущее человечества. Если новые власти развивающихся стран обеспечат у себя либеральную, интеллектуальную обстановку, позволяющую науке развиваться (и с большим трудом созданную странами Запада), то свое развитие в этих государствах получит не только наука, но и общественная и политическая жизнь. Если же лидеры этого не смогут или не захотят сделать, то эти государства постигнет судьба Японии, «плывущей по течению» при достаточно комфортном уровне жизни, но неспособной создать нечто действительно новое. Реальность такова, что демократичная, хаотичная Индия (еще одна страна с древними математическими традициями) кажется в научном плане куда более многообещающей, нежели ее вечный соперник авторитарный Китай.

Уинстон Черчилль однажды сказал, что ученые должны быть доступны по первому требованию, но не наделены властью. Действительно, темное искусство политики не слишком соответствует наивной честности, необходимой науке. С другой стороны, именно брожение умов, начавшееся благодаря современной науке, привело к возникновению части западных социальных и политических преимуществ. Стоит обратить пристальное внимание на то, что предпримут ученые. Станут ли они бороться с удушающими объятиями непросвещенности или же поддержат власти в ущерб науке и обществу?

Манн, Иванов и Фербер издательства деловой литературы

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s