— К настоящему времени система моделей, разработанная в Вычислительном центре АН СССР, — говорит академик Н. Моисеев, — уже позволила провести серию интересных экспериментов, давших новую и в достаточной степени неожиданную информацию о свойствах биосферы на современном этапе ее развития…
В упрощенном виде эту систему можно представить в виде трех блоков — блока климата, блока биоты и блока человеческой активности.
Климатический блок состоит из двух систем. Первая из них описывает динамику биосферы, ее энергетику, перенос влаги, испарение и т. д. Вторая система описывает — динамику океана, его приповерхностного слоя. Океан чрезвычайно инерционен, изменения, например, средней температуре в нем происходят лишь за периоды порядка сотен лет. Поэтому если мы хотим получить какие-то оценки погоды на ближайшее десятилетие, для этого бывает достаточно знать динамику изменения процессов в приповерхностном слое океана.
Все перечисленные процессы чрезвычайно сложны. Из-за этого их пришлось описывать упрощенными уравнениями. Но даже в таком случае математические выражения получаются столь громоздкими, что вряд ли когда-либо их удалось бы проанализировать вручную. Только использование мощнейших компьютеров позволило в какой-то степени надеяться на успех.
Уже первая серия экспериментов, проведенная группой В. Александрова, показала, что предложенная модель климата более-менее правильно отражает уже хорошо изученные синоптиками процессы, например, круговое движение воздушных масс в Атлантике, сибирский антициклон, который устанавливается в январе, и некоторые другие явления. В дальнейшем эти модели будут совершенствоваться и могут стать полезными для долгосрочного предсказания, скажем, «парникового эффекта», тенденций развития «озонной дыры» и других подобных явлений.
Осенью 1982 года были проведены, модельные исследования глобальных биосферных процессов. Они подтвердили работоспособность созданной модели, хотя и не смогли объяснить некоторые явления, уже известные науке. Например, никак не удалось разобраться с так называемым максимумом голоцена. Известно, что 5–7 тыс. лет назад климатические условия на Земле повсюду были более благоприятны, чем сейчас, хотя в ту пору средние температуры на 3–5 градусов превышали нынешние. Согласно современным научным взглядам, это должно было бы привести к повышенной засушливости многих районов. Однако на деле все было далеко не так, даже в Сахаре существовал гораздо более влажный климат, чем сегодня. Почему так произошло? В этом еще предстоит разобраться.
Наиболее впечатляющий результат получился при моделировании некоторых процессов, непосредственно связанных с деятельностью человека. Мы уже привыкли к тому, что человечество, говоря словами Вернадского, превратилось в одну из сильнейших геологических сил на Земле, но как-то особо не задумывались, какими последствиями это может обернуться.
ЭВМ показала все на редкость наглядно. Оказывается, что человечество, имеющее в руках ядерное оружие, может буквально за несколько минут превратить свою цветущую планету в безжизненный ад. До этой работы считалось, что взрыв ядерной бомбы можно в какой-то мере сравнивать с извержением крупного вулкана. Однако математический эксперимент показал, что ядерный взрыв в атомной войне не имеет никаких аналогий с природными явлениями — последствия несопоставимы.
Действительно, самое большое извержение вулкана, зарегистрированное человечеством, произошло в 1815 году в Индонезии. Тогда при взрыве вулкана Тамбора в атмосферу на высоту 20 км было выброшено порядка 100 куб. км пыли и пепла. С одной стороны, это в тысячи раз больше, чем мы имеем при одиночном атомном взрыве — это показали испытания прошлых лет, проводившиеся еще в атмосфере. Но с другой стороны, война разительно отличается от испытаний. При военных действиях наиболее вероятными объектами ядерных ударов окажутся города. Ядерные взрывы наряду с прямым разрушением строений, транспорта, ландшафта и т. д. вызовут и многочисленные пожары. Таким образом в верхние слои тропосферы будут подняты не только облака пыли, как при извержении вулкана, но и сажи. А это уже заметно меняет дело.
Пожар возбуждает своеобразную цепную реакцию, в результате которой образуются огненные торнадо. Они станут, выбрасывать в небо огромное количество сажи. Сажа перекроет доступ солнечному свету, в результате чего на планете резко понизился температура. Уже в первый месяц она может уменьшиться на 15–20 или даже на 30 °C. В итоге сразу наступят «ядерная зима» и «ядерная ночь», которые будут продолжаться 3–4 месяца. Осадки в виде дождя полностью прекратятся, земная поверхность промерзнет на глубину нескольких метров. Это лишит всех еще уцелевших жителей планеты запасов пресной воды, обрекая их на мучительную гибель.
Такую картину, с разницей разве что в некоторых деталях, нарисовали как советские, так и американские компьютеры, поскольку параллельно с нашими учеными аналогичную модель проанализировали сотрудники известного многим американского ученого К. Сагана.
Расчеты произвели соответствующее впечатление на политиков всего мира. И наверняка в процесс нынешнего потепления международной обстановки свой вклад внесли трагические предсказания, сделанные беспристрастным «искусственным интеллектом».
Однако человеческий род, будем надеяться, все же не напрасно носит гордое звание «хомо сапиенс» — человек разумный. У него, наверное, все же хватит ума не превратить Землю во всепланетное кладбище. И потому давайте от грустной темы ядерной войны перейдем к разговору о вещах более веселых. Давайте посмотрим, какие горизонты развития кибернетики открываются в наши дни.
II. На пути к киборгам
Каким вы представляете себе компьютер, равный но своим возможностям человеческому мозгу? Да-да, 10 000 миллиардам его нейронов… В 50-е годы нашего столетия такая ЭВМ заняла бы столько места, как Нью-Йорк или Токио. А энергии потребляла бы больше, чем вся сеть метрополитена в этих городах.
Ныне же ученые говорят о возможности размещения такого компьютера в объеме черепной коробки, а для его питания будет вполне достаточно батарейки от карманного фонаря.
Но прежде чем такие суждения стали возможными, должны были произойти вот какие события.
Мини… микро… меньше некуда!
Транзистор заменил радиолампу, и ЭВМ, занимавшая машинный зал, стала умещаться в тумбах письменного стола. На смену транзистору пришли интегральные схемы, и сегодня мы носим ЭВМ в кармане…
Интегральная схема — это десятки, а то и сотни тысяч активных элементов — триодов, диодов, конденсаторов, размещенных методами современной технологии в полупроводниковом кристалле размером менее ногтя мизинца — так называемый чип. Микропроцессор такой же величины может иметь миллионы активных элементов. Причем размещение их в целях экономии места ведется в несколько этажей.
Однако ничего в нашем мире не дается даром. За запах цветов заплачено химической энергией растения, за шум прибоя — энергией ветра и волн, за красоту окружающего мира — энергией солнечного света… Платим мы и за миниатюрность счетно-решающих приборов. Их компактность не может быть снижена беспредельно при дальнейшем использовании нынешней технологии. И вот почему..
Компактность хороша не только сама по себе, но еще и потому, что она повышает быстродействие электронных приборов. В большом устройстве нужно больше времени, чтобы электроны пробежали свой путь по проводникам, накопили заряд в конденсаторах… Но уменьшая размеры электронных устройств, мы должны сохранять на определенном уровне их мощность. Иначе выходные сигналы окажутся настолько слабы, что не будут восприняты органами наших чувств, прежде всего зрением. А сохранение мощности, в свою очередь, приводит к повышению плотности энергии, выделяемой в единице объема.