Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика невозможного
.pdf
ТЕЛЕКИНЕЗ
нах» левитировал силой мысли целый космический корабль,
или когда Циклопы пускали из глаз лазерные лучи, то эти деяния нарушали закон сохранения энергии — ведь крошечное существо вроде Йоды не в состоянии скопить достаточно энергии
для поднятия космического корабля. Как бы мы ни концентрировали волю и мысли, мы не в состоянии собрать достаточно
энергии для действий и чудес, приписываемых телекинезу. Как,
принимая во внимание все сказанное, примирить телекинез с
законами физики ?
Телекинез и мозг
Если телекинез не удается даже согласовать с известными силами природы, то как мы можем надеяться в будущем обуздать
его? Одну из подсказок к ответу на этот вопрос можно найти в
эпизоде «Звездного пути» под названием «Кто оплакивает Адоная ?». В этом эпизоде экипаж «Энтерпрайза» встречается с необычной расой разумных существ; эти существа напоминают
греческих богов и способны силой мысли проделывать фантастические вещи. Поначалу кажется, что люди и правда столкнулись с олимпийцами, но со временем выясняется, что это вовсе
не боги, а обычные существа, способные мысленно контролировать центральную энергетическую станцию, которая затем
выполняет их желания и проделывает те самые фантастические
вещи. Уничтожив центральную энергостанцию, экипаж «Энтерпрайза» вырывается из-под власти этих существ.
Нет противоречия законам природы и в том, что в будущем
люди научатся тренировать свои скрытые способности — и в
результате мысленно управлять чувствительным электронным
устройством, которое даст им почти божественные возможности. Телекинез с использованием радио - или компьютерного усилителя — возможность вполне реальная. Примитивным
устройством для телекинеза можно считать даже электроэнцефалограф. Видя на экране ЭЭГ-аппарата рисунок собственной
141
ФИЗИКА НЕВОЗМОЖНОГО
мозговой деятельности, человек может постепенно научиться
грубо, но вполне сознательно контролировать этот рисунок при
помощи так называемой «биологической обратной связи ».
Поскольку чертежей мозга не существует, и никто не может сказать, какой нейрон управляет какой мышцей, пациент
должен непременно и активно участвовать в освоении техники
такого контроля при помощи компьютера .
Со временем человек научается по требованию изображать на экране прибора определенный тип волнового рисунка.
Полученное изображение можно направить в компьютер , который, согласно заложенной программе, будет распознавать тип
волнового рисунка, а затем выполнять соответствующую ему
конкретную команду — к примеру, включать какой-то прибор
или запускать двигатель. Другими словами, человек может, просто подумав определенным образом, получить на ЭЭГ-экране
определенный рисунок мозговой деятельности — и запустить
тем самым компьютер или движок.
К примеру, таким образом полностью парализованный
человек мог бы управлять своим креслом исключительно при
помощи мыслей. Или, если окажется, что человек способен
получить на экране двадцать шесть надежно распознаваемых
рисунков, он, вполне возможно, сможет печатать латиницей
одним только усилием мысли. Конечно, это очень грубый метод передачи мыслей ; кроме того, требуется немало времени ,
чтобы средствами биологической обратной связи научить человека управлять волновым рисунком собственного мозга .
Работы Нильса Бирбаумера из Университета Тюбингена в
Германии, безусловно, приблизили тот момент, когда человек
научится «печатать силой мысли». Бирбаумер использовал биологическую обратную связь , чтобы помочь людям, частично
парализованным в результате повреждения нервной системы.
Он сумел научить таких людей менять волновой рисунок работы мозга и таким способом печатать на экране компьютера
простые предложения .
142
ТЕЛЕКИНЕЗ
Обезьянам вживляли в мозг электроды и при помощи биологической обратной связи учили в некоторой степени контролировать свои мысли. После этого обезьяны могли при помощи
мыслей управлять рукой-манипулятором через Интернет.
В Университете Эмори в Атланте провели еще более показательную серию экспериментов. Непосредственно в мозг
парализованному в результате инсульта человеку внедрили
стеклянную бусину, соединенную с компьютером тонким проводком. При помощи определенных мыслей парализованный
человек мог посылать сигналы в компьютер и двигать по экрану курсор. После некоторой практики и тренировок с использованием биологической обратной связи пострадавший от инсульта научился сознательно управлять курсором. В принципе,
управляя курсором на экране, человек может записывать мысли, включать приборы, водить виртуальные машины, играть в
видеоигры и т. п.
Нейробиолог из Университета Брауна Джон Донохью сделал, возможно, самый важный шаг в создании системы взаимодействия мозга с машиной. Он сконструировал аппарат под
названием «Брейнгейт», позволяющий парализованному человеку производить поразительное количество физических действий, используя одну только силу мысли. Донохью испытывал
свое устройство на четырех пациентах. Двое из них страдали от
травмы спинного мозга, третий перенес инсульт, а четвертый
был парализован в результате амиотрофического латерального
склероза (или болезни Лу Герига, той самой болезни, от которой страдает космолог Стивен Хокинг ).
Один из пациентов Донохью — двадцатипятилетний
Мэтью Нейгл , полностью парализованный ниже шеи, — сумел
всего за день освоить совершенно новые для него навыки работы с компьютеризованной системой. Теперь он может переключать каналы телевизора, регулировать звук, сжимать и
разжимать ладонь искусственной руки, рисовать грубый круг,
управлять компьютерным курсором, играть в видеоигры и даже
143
ФИЗИКА НЕВОЗМОЖНОГО
читать электронную почту. Летом 2006 г. этот человек появился
на обложке журнала Nature и произвел в научном сообществе
настоящую сенсацию.
Сердце прибора — крохотный кремниевый чип размером
всего 4 мм, снабженный сотней крохотных электродов. Этот чип
помещают сверху непосредственно на ту части мозга , которая
управляет двигательной активностью. Он наполовину проникает в кору мозга, толщина которой составляет около 2 мм. От чипа
сигнал по золотым проводкам поступает на усилитель размером
примерно с ящичек для сигар, а затем передается в компьютер
размером примерно с посудомоечную машину. Там сигнал проходит обработку при помощи специального программного обеспечения, способного распознать некоторые рисунки мозговой
деятельности и перевести их в механические движения.
В предыдущих экспериментах, где пациенты читали собственную ЭЭГ с экрана, процесс освоения биологической обратной связи был медленным и утомительным. Но если приспособить в помощь пациенту компьютер, умеющий распознавать
рисунки мыслей, процесс обучения значительно ускорится .
На первом занятии Нейгла попросили мысленно представить
движение рукой вправо и влево, сгибание запястья, сжимание
и разжимание руки в кулак. Донохью с радостью увидел, что,
когда Нейгл представляет себе движение рук и пальцев, в его
мозге действительно срабатывают разные нейроны. «Мои ощущения были просто невероятны — ведь можно было видеть, как
клетки мозга изменяют свою активность. Тогда я понял, что это
все может развиваться, что такая технология действительно будет работать», — вспоминает он.
(У Донохью есть личная причина для страстного интереса
к такому экзотическому виду взаимодействия мозг — машина.
Ребенком он провел некоторое время в инвалидном кресле изза болезненного дегенеративного заболевания, так что он на
собственном опыте знает, каково это — потерять возможность
двигаться и стать совершенно беспомощным.)
144
ТЕЛЕКИНЕЗ
У Донохью большие планы, он рассчитывает сделать систему «Брейнгейт» необходимым инструментом врачей. С развитием компьютерной техники его аппарат, который в настоящее время напоминает по размерам посудомоечную машину,
может стать портативным — возможно, когда-нибудь его даже
можно будет носить на себе. От неуклюжих проводов также
можно будет избавиться, если обеспечить чип беспроводной
связью с внешним миром.
Понятно, что таким образом можно задействовать и
другие зоны мозга , так что новые системы — дело времени .
Ученые уже составили карту коры в верхней части головного
мозга. (Если графически изобразить у нас на макушке руки,
ноги, голову и тело в тех местах, нейроны которых управляют
движением соответствующих органов, получится что-то вроде
«гомункулуса», или маленького человечка. Человечек этот выглядит странно и искаженно, у него удлиненные пальцы, лицо
и язык, но сморщенное туловище.)
По всей видимости, можно поместить кремниевые чипы
на разные части поверхности мозга , чтобы задействовать таким
образом соответствующие этим участкам органы и конечности
и заставить их работать от силы мысли. В принципе, таким образом можно воспроизвести любые движения, которые способно
производить человеческое тело. В будущем можно представить
себе парализованного человека в специальном доме, разработанном для телекинетического управления ; хозяин сможет мысленно управлять системой кондиционирования, телевизором и
всевозможными электрическими устройствами.
Еще дальше в будущем можно представить себе человеческое тело, заключенное в специальный «экзоскелет», который позволит парализованному пользоваться полной свободой движений. Теоретически такой экзоскелет мог бы дать владельцу силу,
превосходящую возможности обычного человека, и превратить
его в бионическое существо, способное усилием мысли управлять
громадной механической мощью своих сверхконечностей.
145
ФИЗИКА НЕВОЗМОЖНОГО
Итак, управление компьютером при помощи сознания
уже не представляется невозможным . Но означает ли это, что
когда-нибудь мы сможем двигать предметы , поднимать их в
воздух и манипулировать ими при помощи исключительно
мысленного усилия?
Один из возможных путей к этому — покрыть стены слоем
сверхпроводника при комнатной температуре, считая, конечно,
что такое устройство когда-нибудь появится. После этого, если
мы «нашпигуем» обычные домашние предметы крошечными
электромагнитами, то сможем заставить их летать над полом за
счет эффекта Мейснера (как мы видели в главе 1). Если этими
электромагнитами будет управлять компьютер , а компьютером — наш мозг , то мы получим возможность поднимать предметы в воздух мысленным усилием. Подумав о чем-то определенном, мы активируем компьютер, который затем включит в
нужном месте электромагниты и заставит предмет левитировать. Внешнему наблюдателю такая демонстрация — способность поднимать предметы в воздух силой мысли — показалась
бы волшебством.
Нанороботы
А что можно сказать о возможности не просто двигать предметы, а трансформировать их, превращать один в другой, как
по волшебству? Иллюзионисты проделывают такие фокусы за
счет ловкости рук и разных хитрых приспособлений. Но зададим вопрос: не противоречит ли такая возможность законам
природы?
Как мы уже говорили, одна из целей нанотехнологии —
научиться строить из атомов крошечные машины, способные
исполнять функцию рычага, шестеренки, подшипника и блока.
После создания этих наномашин многие физики мечтают научиться произвольно организовывать молекулы внутри объекта, переставлять в них атом за атомом, пока один предмет не пре-
146
ТЕЛЕКИНЕЗ
вратится в другой. На этом принципе основаны «репликаторы»,
которые можно обнаружить во многих научно-фантастических
произведениях; они могут изготовить любой желаемый предмет, стоит только попросить. В принципе репликатор мог бы
избавить человечество от бедности и полностью изменить природу общества. Если можно будет запросто получить любую
вещь, то это перевернет с ног на голову все представления о потребностях и стоимости, а также об иерархии в человеческом
обществе.
(Репликатор фигурирует, в частности, в одном из любимых моих эпизодов «Звездного пути» — в серии «Следующее поколение». В открытом космосе находят древнюю космическую
капсулу XX в., а в ней замороженные тела людей, страдавших
неизлечимыми заболеваниями. Тела быстренько оттаивают,
людей вылечивают при помощи фантастической медицины.
Один бизнесмен из оживших соображает, что за столько столетий вложенные им деньги должны были вырасти до неимоверных размеров, и спрашивает экипаж «Энтерпрайза» о своих
инвестициях и деньгах. Члены экипажа в недоумении. Деньги?
Инвестиции? У нас, в будущем , денег нет, отвечают они. Если
тебе что-нибудь нужно, достаточно попросить.)
Как бы поразительно ни звучало описание репликатора ,
в природе он уже существует. «Принципиальная возможность»
уже доказана. Природа берет сырье — мясо с овощами — и за
девять месяцев сооружает из него человеческое существо. Чудо
жизни — не что иное, как большая нанофабрика, способная на
атомном уровне превращать вещество (к примеру, пищу) в живую ткань (младенца).
Чтобы построить нанофабрику, нужны три составляющих:
строительные материалы, инструменты, которыми можно резать и соединять эти материалы; и чертежи, которыми следует
руководствоваться при использовании инструментов и материалов. В природе строительными материалами служат тысячи
аминокислот и протеинов, из которых строится живая плоть
147
ФИЗИКА НЕВОЗМОЖНОГО
и кровь. Инструментами для резки и соединения — аналогами
молотков и пил, необходимых для выстраивания протеинов в
нужном порядке и превращения их в новые формы жизни, —
служат рибосомы. Они приспособлены для того, чтобы разрезать протеины и вновь соединять их в определенных точках,
создавая тем самым новые типы. Чертежи «устройства» задает
молекула ДНК , где тайна жизни зашифрована через определенную последовательность нуклеиновых кислот. Эти три ингредиента объединены в клетке, которая обладает замечательной
способностью к самовоспроизводству, т. е. умеет создавать копии самой себя. Это происходит благодаря тому, что по форме
молекула ДНК напоминает двойную спираль. Когда приходит
время размножаться, молекула ДНК раскручивается и разделяется на две независимые спирали. Каждая из двух ниток затем
восстанавливает себя до полного двойного состояния, набирая
вторую нитку спирали из отдельных органических молекул. Так
получается копия молекулы ДНК.
До сих пор физикам лишь в небольшой степени удается повторить то, что в природе встречается на каждом шагу. Но ученые считают, что ключ к успеху — создание армии самовоспроизводящихся нанороботов, или наноботов , которые должны
представлять собой программируемые атомные машины для
перегруппировки атомов внутри объекта.
В принципе, если иметь триллионы наноботов , можно напустить их на объект с заданием переставить определенным
образом его атомы и таким образом превратить один предмет
в другой. Поскольку наноботы должны быть самовоспроизводящимися, то для начала процесса их потребуется не так уж
много. Необходимо также, чтобы их можно было программировать — тогда они смогут работать по заданному чертежу.
Прежде чем построить первые флоты наноботов , придется
преодолеть немало очень серьезных препятствий. Во-первых,
самовоспроизводящийся робот построить чрезвычайно трудно
даже на макроскопическом уровне. (Не надо забывать, что при
148
ТЕЛЕКИНЕЗ
современном уровне техники мы не способны изготавливать
даже очень простые атомные инструменты, такие как атомный
подшипник или шестеренка.) Даже имея компьютер и сколько
угодно электронных деталей, очень непросто построить машину, которая умела бы создавать точные копии самой себя. А если
это так трудно сделать руками, на столе, то что же говорить о
строительстве подобной машины на атомном уровне!
Во-вторых, пока вообще неясно, как программировать
армию наноботов извне. Предлагают, в частности, посылать
радио сигнал , который должен будет активировать каждый нанобот. Может быть, наноботы можно облучить лазерным лучом , несущим в себе инструкции. Но это означало бы отдельный набор инструкций для каждого нанобота, которых может
быть великое множество — триллионы!
В-третьих, неясно, как именно нанобот должен отрезать,
переставлять с места на место и склеивать атомы в нужном порядке. Не будем забывать, что природе на решение этой проблемы потребовалось 3,5 млрд лет, поэтому вряд ли можно надеяться решить ее всего за несколько десятилетий.
Нил Гершенфелд из Массачусетского технологического
института — один из тех физиков , кто серьезно относится к
идее репликатора , или «персонального производителя ». Он
даже преподает в MIT курс под названием «Как сделать (почти)
что угодно», один из самых популярных в университете. Гершенфелд руководит в MIT Центром битов и атомов и всерьез
размышляет о физических принципах, на базе которых можно
было бы соорудить репликатор, — он считает, что именно это
устройство послужит толчком для следующей технологической
революции. Он даже написал книгу под названием «Грядущая
революция на вашем столе — от персональных компьютеров к
персональным репликаторам» (FAB: The Coming Revolution on
Your Desktop — From Personal Computers to Personal Fabrication);
в ней ученый подробно изложил свои взгляды на проблему
персонального производства. Он считает, что наша цель —
149
ФИЗИКА НЕВОЗМОЖНОГО
«сделать одну машину, которая сможет сделать любую машину», и уже успел основать для распространения своих идей сеть
лабораторий по всему миру, преимущественно в странах третьего мира, где персональное производство принесло бы максимальную пользу.
Гершенфелд считает, что первоначально должен появиться универсальный фабрикатор, достаточно маленький, чтобы
поместиться на столе, созданный с использованием последних
достижений лазерной техники и микроминиатюризации ; это
устройство сможет резать, соединять и придавать форму любым объектам, которые можно показать на экране компьютера .
К примеру, представим себе, что беднякам в странах третьего
мира требуются орудия труда и сельскохозяйственные машины. Эту информацию загружают в компьютер , имеющий доступ
к размещенной в Интернете обширной библиотеке чертежей и
технической информации. Там компьютерная программа подберет из готовых разработок то, что удовлетворяет требованиям заказчика, обработает эту информацию и отправит ее по
электронной почте обратно. Затем персональный фабрикатор
запустит свои лазеры и миниатюрные резаки и прямо на столе
изготовит желаемый предмет.
Это еще не все. Универсальный персональный завод —
только первый шаг. Со временем Гершенфелд хочет перенести
свою идею на молекулярный уровень — и тогда с помощью его
аппарата человек будет в состоянии изготовить буквально любой объект, какой только можно вообразить в деталях. Однако
прогресс в этом направлении идет очень медленно, потому что
манипулировать отдельными атомами очень сложно.
Аристидес Реквиха из Университета Южной Калифорнии — один из пионеров, работающих в этой области. Его специализация — «молекулярная робототехника», а цель — ни
более ни менее как создание флотилии нанороботов, способных производить с отдельными атомами произвольные манипуляции. Реквиха пишет, что существует два подхода. Один из
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]