Наука

Как изменется мир в ближайшие 100 лет благодаря физике (часть пятая)

Сотворение вещей (микро)

Как изменется мир в ближайшие 100 лет благодаря физике (часть пятая)



Квантовая революция позволила нам, наконец, узнать, что такое материя. Центральная Теория завершает, с практической точки зрения, анализ материи. Используя его, мы можем делать выводы о том, какие виды атомных ядер, атомов, молекул — и звезд — существуют. Также мы можем надежно организовать поведение больших собраний подобных элементов, чтобы собирать транзисторы, лазеры, большие адронные коллайдеры. Уравнения Центральной Теории были испытаны с высокой точностью и при более экстремальных условиях, чем того требуют эксперименты в химии, биологии, инженерии или астрофизике. Хотя в ней, безусловно, есть масса вещей, которые мы не понимаем, мы понимаем материю, из которой состоим и с которой сталкиваемся в повседневной жизни — даже если мы химики, инженеры или астрофизики.

Существуют ли материалы, которые смогут поддерживать космические лифты? Существуют ли сверхпроводники, работающие при комнатной температуре? Сможем ли мы превзойти закон Мура? Эти химические вопросы, а также новые, смогут решить компьютеры, как они уже решили для конструкции самолетов: дополняя и в конечном счете вытесняя лабораторные эксперименты вычислениями. Вычисления, по сути, смогут заменить эксперименты с проектированием полезных материалов, катализаторов, лекарств, расширяя возможности и открывая новые просторы для творчества.

По мере того, как традиционная химия будет пресыщаться инновациями, граница контролируемой миниатюризации продвинется на много порядков вперед. В последние годы мы увидели зачатки первых принципов ядерной физики. Совсем недавно мы достигли важной вехи — разница масс нейтрона-протона была рассчитана с высокой точностью. Вычисление многих ядерных свойств достигнет погрешности

Современные компьютеры по своей сути двумерны. Они основаны на чипах, которые должны производиться в условиях идеальной чистоты, так как любая ошибка может быть фатальной для их эксплуатации. Если их повредить, потеря функций будет необратимой.

Человеческий мозг отличается во всех отношениях: он трехмерный, производится в слабо контролируемых условиях, может работать с ошибками и повреждениями. Есть сильные стимулы для достижения этих возможностей в системах, которые будут наследовать плотность, скорость, масштабируемость полупроводниковых технологий, и нет очевидного барьера для этого. Таким образом, трехмерные, устойчивые и саморемонтирующиеся компьютеры будут разработаны в следующие 100 лет. В процессе проектирования этих функций мы также изучим много уроков по нейробиологии.

Аналогичным образом, мы можем задаться целью создать машины по образу и подобию человеческого тела и компьютеры с мозгами людей. Мы будем стремиться к созданию самособирающихся, самовоспроизводящихся и автономных творческих машин. Их конструкция будет наследовать идеи как технического, так и биологического мира.

Создание вещей (макро)

Сочетая эти идеи, мы придем к надстроечной инженерии: машины будут создавать другие сложные машины из сырья при минимальном надзоре человека. Эта стратегия позволит поддерживать экспоненциально амбициозные проекты вроде преобразования обширных пустынь в гигантские компьютеры (как вообразил Олаф Стейплдон) и гигантских сборщиков энергии (как представил Фримен Дайсон).

Также Фримен Дайсон представил «сферы Дайсона», которые собирают большую часть энергии звезды в окружающую ее оболочку или облако сборщиков, чтобы ее потом использовала продвинутая технологическая цивилизация. Хотя перспективы их создания слишком туманны, использование значительной части солнечной энергии на Земле может стать необходимостью для человеческой цивилизации, если мы захотим отойти от углеродного топлива.

К счастью, кажется вполне возможным, что через 100 лет мы научимся направлять значительную часть окружающей энергии солнца на наши собственные цели.

Как изменется мир в ближайшие 100 лет благодаря физике (часть пятая)

Источник
© 2012 FUN-SPACE.ru. Все права защищены.
Создание сайтов Санкт-Петербург Яндекс.Метрика