Прогноз развития науки и техники в 21-м столетии

Пятое десятилетие (2040-2050 гг.)

Грандиозные возможности единой компьютерной сети. Создание уровня ЕПВМ, отображающего метаболизм человеческого организма. Технологии омоложения человеческого организма. Выращивание новых органов непосредственно в организме человека. Разработка улучшенных замещающих метаболических реакций. Итоги выращивания улучшенных людей. Выращивание органов и тканей, улучшенных искусственными генами, вне организма человека. Создание первых совершенных микроорганизмов для заданных условий окружающей среды. Осознание границ применимости биохимических реакций, реализуемых в земной биосфере. Использование в сельском хозяйстве улучшенных растений и животных. Создание первых искусственных организмов на основе существующих земных организмов. Перспективы применения смешанных экологических систем. Промышленные технологии, основанные на использовании небелковых организмов. Разработка и производство профилактических пищевых продуктов. Создание химического уровня в ЕПВМ. Компьютерный отбор потенциально полезных химических соединений. Совершенствование материалов с заданными свойствами. Применение в химии эволюционирующих катализаторов. Применение молекулярных роботов для молекулярной сборки готовых изделий. Автономные переналаживаемые химические производства в мировом океане. Конструирование и создание сложных органических соединений. Служба контроля над производством сложных органических соединений. Химические соединения, аккумулирующие энергию окружающей среды. Создание сложных молекул, способных сохранять в себе электрический заряд. Технологии выращивания жилых и производственных помещений. Универсальная компьютерная модель человеческого мозга. Опасения по поводу эволюции компьютерной модели человеческого мозга. Способы увеличения мощности человеческого мозга в несколько раз. Возможность подключения к человеческому мозгу электронных устройств. Отображение человеческих чувств и эмоций в электронной форме. Картотека психологических и эмоциональных состояний человека. Компьютеры и роботы, оснащенные простейшими эмоциями. Выращивание человеческого мозга вне организма.

Незадолго до середины двадцать первого века произошло ожидаемое событие, существенно ускорившее темпы развития земной цивилизации. Большинство существующих компьютеров различных типов, каждый из которых имел свою область эффективного применения, были объединены в единую компьютерную сеть, мощность которой была достаточна для решения большинства сложных задач, встающих перед человечеством. Технологии производства «компьютерного вещества» за последнее десятилетие были доведены до совершенства, что позволяло оперативно, быстро и практически неограниченно увеличивать мощность единой компьютерной сети до необходимых пределов. Присутствие в компьютерной сети технического искусственного интеллекта дополнительно увеличило ее вычислительную мощь за счет рационального использования вычислительных ресурсов и системного подхода к решению задач. Отныне не мощность компьютеров ограничивала масштабы решаемых задач, а сложность поставленных задач определяла величину используемых компьютерных ресурсов.

Задействовав единую компьютерную сеть, удалось завершить уровень ЕПВМ, отображающий метаболизм человеческого организма в целом. Задействовав колоссальную вычислительную мощь, ученым удалось всего за нескольких лет просчитать все нюансы взаимодействия белковых и других молекул человеческого организма, изучить возможные схемы реализации наследственной информации, определить расчетным путем границы осуществимости биохимических реакций. Предыдущие десятилетия, в течение которых накапливалась информация о функциях и свойствах белковых молекул, о предназначении метаболических реакций, подготовили качественный скачок в понимании устройства и функционирования человеческого организма как целостного объекта. Скачок в знаниях об устройстве и функционировании человеческого организма, произошел в считанные года, как только появились компьютерные мощности достаточные для детального расчета взаимодействия сложных химических соединений. Уровень ЕПВМ, отображающий метаболизм человеческого организма, был доработан в деталях. При этом учитывались принципы неопределенности квантовой механики, а также распределение электронных плотностей отдельных атомов в составе сложных молекул.

Почти полвека создавался этот важнейший уровень ЕПВМ. Будучи созданным, он стал важнейшим инструментом познания человеческого организма как вселенского космического явления, инструментом иного порядка, чем все ранее существующие. Сфера практического применения нового инструмента была обширна и включала в себя проектирование улучшенных биохимических реакций, оптимизацию генома человека искусственными генами, конструирование органов человеческого организма, выполняющих новые функции и многое другое. Кроме этого данный уровень ЕПВМ позволял совмещать биологические органы и кибернетические устройства в единую функционирующую систему, то есть мог быть использован для разработки кибернетических организмов.

Многие составляющие данного уровня ЕПВМ пока еще не были представлены в виде наглядного объемного изображения. Причиной этого было астрономическое количество данных, которые требовалось обработать для их визуализации. Такое положение практически не влияло на возможности нового инструмента. Существующие причинно-следственные, вещественные и полевые связи живого человеческого организма учитывались в максимально возможном объеме при разработке программного обеспечения. И хотя виртуальные модели многих процессов, происходящих в человеческом организме, зачастую нельзя было увидеть глазами, рассмотреть со всех сторон, заглянуть внутрь, но управлять течением этих процессов и влиять на конечный результат было вполне возможным, благодаря добротному программному обеспечению.

При разработке программного обеспечения наследственная информация, закодированная в генах человека и в реальной жизни проявляемая через множество биохимических реакций и синтез множества белков, отображалась последовательностью математических параметров и причинно-следственных преобразований вещества и энергии. Такая упрощенная модель, не перегруженная трехмерными изображениями объектов и процессов, позволяла представить функционирующий человеческий организм в виде сложной математической функции. Более правильным конечно являлось отображение человеческого организма через совокупность возобновляемых химических реакций, нуждающихся в определенных материальных ресурсах и условиях окружающей среды. Оба подхода, отображающие математический и биологический взгляды на жизнь гармонично дополняли друг друга и по возможности учитывались при разработке программного обеспечения.

Односторонность математического подхода, при котором влияние психологии на организм человека не учитывалось совсем, позволяло ученым сосредоточить свои усилия на задачах оптимизации биохимических реакций и условий их осуществления в пространстве физического человеческого тела. Учитывая, что физиология в процессе естественной эволюции являлась первичной, а психология вторичной, именно сугубо математический подход позволял максимально улучшить организм человека, полностью абстрагируясь от психологической составляющей. На данном этапе такой подход был вполне приемлемым для отработки теоретических построений и решения многих практических задач.

Следующим этапом строительства уровня ЕПВМ, отображающего метаболизм человеческого организма, стало изложение всех его составляющих в виде наглядных объемных изображений, имеющих детализацию вплоть до электронных оболочек отдельных атомов. Человечество нуждалось в достоверном компьютерном моделировании, показывающем отдаленные последствия улучшения человеческого организма. Практическое воплощение разработок, улучшающих организм человека (искусственных генов, оптимизированных биохимических реакций, новых белков), было возможным исключительно в пространстве живого человеческого организма. К тому же для получения практических результатов требовалось от нескольких лет до нескольких десятков лет. Поэтому огромное значение приобрело уточнение и дальнейшее развитие уровня ЕПВМ, отображающего метаболизм человеческого организма. Создание интерактивной модели человеческого организма с наглядным объемным изображением всех жизнеобеспечивающих процессов способствовало бы сокращению громадных сроков, требующихся при проведении экспериментов в натуре. Многие самодостаточные части такой интерактивной модели были уже разработаны и использовались учеными для решения локальных проблем. Они были представлены множеством подуровней ЕПВМ. Однако единая интерактивная модель, учитывающая взаимосвязи человеческого организма, в том числе и зависимость морфологических признаков от использования новых метаболических реакций, пока еще не была создана, и над ее разработкой трудились миллионы ученых, вооруженные возможностями единой компьютерной сети.

Массовое использование ЕПВМ генетиками, медиками и специалистами других профессий не замедлило привести к практическим результатам. Понимание метаболизма человеческого организма и возможность оптимизации метаболических реакций в виртуальном пространстве, придали ускорение науке геронтологии, которая теперь занималась проблемами омоложения человеческого организма. Изучение механизмов старения человеческого организма, позволило выделить комплекс возрастных изменений, выраженных в замедлении, прекращении, несогласованности осуществляемых метаболических реакций, а также в изменении параметров внутренней среды организма. Впервые в истории геронтологии все возрастные изменения человеческого организма были систематизированы и изложены в виде причинно-следственных связей, после чего стало понятным, какие процессы, определяющие старение человека, являются ключевыми.

Вскоре был получен и ответ на вопрос «что делать?». Вернее было получено несколько ответов, по числу предложенных вариантов омоложения человеческого организма. Все варианты предусматривали комплексный подход к вопросу омоложения человека. Но вот способы воздействия на те, либо иные органы, ткани и клетки человеческого организма, и очередность подобного воздействия многими учеными виделись по-разному. Иначе говоря, геронтологи и специалисты других наук не пришли к единому мнению при разработке технологии омоложения. Однако жизнь не стояла на месте, и в любое момент времени в мире насчитывались десятки тысяч старых, но обеспеченных людей, которые готовы были не только отдать все нажитое за возможность просто пожить дольше, но и опробовать на себе любые новые технологии омоложения.

Первые сотни пациентов подверглись лечению, как только технологии омоложения были признаны безопасными. Результат не замедлил сказаться. Несколько месяцев интенсивного лечения и стареющие люди на глазах молодели на двадцать-тридцать лет. Дальнейшее более глубокое омоложение требовало длительного времени для получения видимых результатов, поскольку определялось естественными процессами выращивания в организме человека новых клеток, пробудившихся, отреставрированных либо имплантированных в ходе лечебных процедур. Омоложение первых тысяч пациентов привело к положительным результатам. Вместе с тем, стало очевидным, при омоложении человеческого организма обязателен индивидуальный подход к проведению лечебных процедур.

Технологии омоложения объединили на строгой научной основе прежние интуитивные подходы в коррекции метаболических реакций, базирующиеся на опыте народной медицины. Параллельно, как одна из составляющих технологий омоложения человеческого организма велись эксперименты по выращиванию из зародышевых клеток новых органов и тканей, непосредственно в организме человека. В качестве исходного материала для выращивания необходимых органов и тканей брались спящие зародышевые клетки, существующие в организме любого человека, клетки, остановившиеся в своем развитии в период формирования человеческого зародыша. Словно специально оставленные эволюцией для последующего использования, спящие зародышевые клетки были способны развиться в любой орган человека, пробудившись и начав свой рост в соответствии с заданной программой.

Программы развития пробудившихся зародышевых клеток определялись реализацией тех или иных блоков наследственной информации, и могли быть нацелены на выращивание необходимых органов и тканей человека. Существующий уровень знаний давал четкие рекомендации, какое воздействие необходимо осуществить на гены зародышевой клетки, чтобы ее развитие привело к появлению нужного органа. Более того, подобные воздействия уже успешно осуществлялись вне человеческого организма в лабораторных условиях, и существовала статистика имплантаций выращенных искусственным путем органов, взамен поврежденных, либо постаревших.

Молекулярные роботы, разработанные для воздействия на клетки человеческого организма, с успехом применялись для активации зародышевых клеток. С их помощью не только пробуждались зародышевые клетки, но и производился текущий контроль и корректировка этапов выращивания необходимых органов или тканей. Для выполнения контролирующих и корректирующих функций в организм человека вводилось необходимое количество специализированных молекулярных роботов. Объединенные общей целью, под контролем медицинского компьютера, они обеспечивали реализацию заданной программы развития зародышевой клетки. Вмешательство в процесс выращивания нового органа осуществлялось в соответствие с принципом минимального воздействия. Молекулярные роботы корректировали ход выполнения программы развития только в случае опасных отклонений и не обращали внимания, когда такие отклонения находились в пределах допуска. Корректировка осуществлялась посредством дозированного химического или физического воздействия на внутриклеточные образования и внутриклеточную среду. Такое воздействие являлось обязательным в те ключевые моменты, когда процесс реализации наследственной информации находился на распутье, и необходим был корректирующий толчок, чтобы программа развития выполнялась в соответствии с разработанным планом. Корректирующим воздействием, например, могло быть активирование либо угнетение функций определенной группы генов, либо одиночного гена, осуществляемое путем доставки химических соединений непосредственно к участку ДНК. Или же угнетение определенной биохимической реакции во внутриклеточной среде. Существовало и множество других вариантов корректирующего воздействия. В ходе развития зародышевой клетки в приоритетном порядке использовались естественные биохимические механизмы управления, как наиболее приемлемые для организма человека.

Понимание процессов метаболизма в человеческом организме ускорило разработку улучшенных замещающих биохимических реакций. Подобные работы проводились на протяжении последних двадцати лет, однако, успехи и достижения были весьма незначительны и в основном касались животных и растительных организмов. Решить главную задачу – реализовать в организме человека улучшенные замещающие биохимические реакции, вписавшись при этом в существующий метаболизм без вредных для человека последствий, до сих пор не получалось. Теперь же на смену интуитивному подходу и работе в условиях неполного знания пришли современные методы, основанные на технологиях компьютерного моделирования и совершенном программном обеспечении. Новейшие методы разработки замещающих биохимических реакций базировались на анализе всех возможных вариантов взаимодействия нескольких химических соединений в условиях изменяющихся параметров внутренней среды. В тех случаях, когда речь шла о замещении единичной метаболической реакции, задачей ученых являлась разработка новой биохимической реакции, продуцирующей химические соединения, нужные для последующих метаболических процессов. При этом предпочтение отдавалось тем замещающим реакциям, для реализации которых хватало ресурсов внутренней среды организма (внутриклеточных ресурсов). К концу десятилетия несколько таких метаболических реакций были разработаны и испытаны на добровольцах. Попутно было обнаружено, что в организмах многих людей одинаковые функции реализуются при помощи отличающихся метаболических реакций, то есть сама эволюция подтверждала возможность использования неодинаковых метаболических реакций для достижения одинаковых целей. Таким образом, улучшение метаболических реакций оказалось процессом для человеческого организма вполне естественным.

Намного сложнее дело обстояло с разработкой последовательностей метаболических реакций, даже самых коротких, состоящих из трех-четырех звеньев. Основной задачей и в этом случае являлось гармоничное вхождение в сложившийся метаболизм без вреда для организма человека. На практике не получалось без вреда, вернее само понятие вред было не вполне применимо к получаемым результатам. Да, для человеческого организма улучшенные метаболические реакции, в тех случаях, когда их было несколько, были вредны, поскольку не вписывались в сложившийся метаболизм без изменения существующих параметров внутриклеточной среды. Это приводило к множественным нарушениям при реализации других внутриклеточных реакций. Но существовал и другой взгляд на этот процесс. Реализация длинных последовательностей улучшенных биохимических реакций, способных дать человеческому организму действительно новые возможности, была ограничена устройством человеческого организма, его сложившимся метаболизмом.

Теория утверждала, что для обеспечения функционирования белковых организмов могут быть использованы отличающиеся последовательности метаболических реакций, способные обеспечить определенные энергетические, материальные или информационные потребности организма. Иными словами, было возможным рассчитать несколько наборов метаболических реакций, способных поддерживать жизнедеятельность белковых организмов, только отличие этих организмов от человеческого организма в таких случаях будет весьма существенным. Естественным решением казалось использование для создания новых белковых организмов базовых для земной биосферы аминокислот, что существенно уменьшало количество анализируемых вариантов.

Если при проектировании и создании белковых организмов использовать все существующие в природе аминокислоты, которых в десятки раз больше чем используемых в биосфере Земли аминокислот, то количество возможных наборов метаболических реакций увеличится в десятки раз. Проектирование организмов с использованием сложных химических соединений, к числу которых относились и природные аминокислоты, являлось делом ближайшего будущего. Для этого требовалась опережающая разработка программного обеспечения, которое позволит получать достоверные результаты при работе с компьютерной моделью, отображающей использование произвольных химических соединений для улучшения метаболизма человеческого организма. Существенным вопросом являлись этические и нравственные проблемы, тесно связанные с конструированием и практической реализацией таких форм белковой жизни, которые никогда не существовали на Земле. Диапазон возражений общественности был очень велик – от простого опасения за собственную жизнь до категорического неприятия по религиозным убеждениям или по политическим мотивам.

Параллельно дискуссиям о создании новых форм белковой жизни подводились итоги практического улучшения людей. Те тысячи и тысячи младенцев, которым в прошлом десятилетии был дарован наукой улучшенный набор генов, подросли и превратились в подростков двенадцати-тринадцати лет. Постоянный контроль над их физическим, психическим и интеллектуальным развитием, породил обширный материал для анализа и статистических обобщений. Выводы и рекомендации, сделанные после обработки собранных данных специалистами различных наук, были положительными. Использование для улучшения человека эталонного набора генов было признано оправданным и перспективным по ряду причин. Человек с эталонным набором генов намного превосходил среднестатистического человека по всем психофизиологическим показателям. Улучшенный человек обладал превосходным здоровьем, имел высокие интеллектуальные способности, большую физическую силу и выносливость. Его эмоциональный мир был ярче и богаче, чем у обыкновенного человека. В повседневной жизни такой человек был терпимее и добрее к окружающим.

Увеличение населения планеты за счет рождения улучшенных людей в близком будущем, как ожидалось, приведет к уменьшению всяческих проявлений агрессии внутри социума, будь то преступность, терроризм, религиозные или военные конфликты. Заключение ученых было единодушным – улучшенному человеку быть. После подобных рекомендаций, подписанных учеными с мировой известностью, процесс улучшения организма будущих новорожденных приобрел массовый характер. Уже во второй половине пятого десятилетия ежегодно рождались десятки миллионов младенцев с улучшенным или эталонным набором генов. Кроме улучшенного набора генов, который можно было определить как стандартный, будущие новорожденные несли в себе, в обязательном порядке, признаки индивидуальности, дарованные родителями.

Примерно в это же время подводились итоги секретных экспериментов по выращиванию улучшенных людей для специальных операций и заданий, проводимых тайными ведомствами некоторых стран мира на протяжении многих лет. Подобные эксперименты также были успешными, правда, их результаты оценивались с позиций формальной логики, а не с позиций морали и нравственности. Количество улучшенных людей, выживших в результате узконаправленных экспериментов и доживших до взрослого состояния, было невелико, возраст самого старшего из них не превышал двадцати лет. Эксперименты по выращиванию улучшенных солдат и агентов способствовали получению ценной информации, которая медленно, капля за каплей, но становилась достоянием официальной науки. Многочисленные тайные эксперименты однозначно доказали возможность создания человека с извращенной моралью и нравственностью, обделенного чувствами и эмоциями, но обладающего феноменальными физическими и психическими качествами. Иными словами реальностью стало создание на базе человеческого организма идеальной машины для совершения преступлений (или специальных операций, как принято это было преподносить общественности). Однако невозможно было долго хранить в тайне столь чудовищные и опасные разработки. Результаты тайных исследований стали известны мировой общественности. По этому поводу развернулась просто буря возмущений, споров и дискуссий. В конечном итоге были разработаны и по возможности реализованы правовые механизмы, регламентирующие в мировом масштабе средства, цели и методы выращивания улучшенных людей. Однако это не означало полного прекращения тайных экспериментов, просто в военных лабораториях были усилены меры по обеспечению секретности.

Практическое применение для улучшения человеческого организма единичных искусственных генов, определяющих признаки, изначально несвойственные человеку, в большинстве случаев было успешным. Однако при одновременном применении нескольких искусственных генов, реализация на практике несвойственных человеческому организму признаков неизбежно приводила к сбоям и помехам в осуществлении естественных, эволюционно сбалансированных процессов метаболизма. Реализовать так просто любые замыслы ученых по улучшению человека в большинстве случаев не удавалось, для этого требовалось кардинальное изменение человеческого организма, или, что очень близко к сути проблемы, создание нового белкового организма. Однако это совсем не означало, что создание искусственных генов для улучшения человека являлось делом бесперспективным или безнадежным.

Многие разработки ученых, которые невозможно было осуществить в составе целостного организма, могли быть использованы при выращивании отдельных органов и тканей вне человеческого организма, с последующей их имплантацией пациентам. Термин пациент практически утратил свой больничный смысл, и в последнее время применялся к людям, желающим улучшить собственный организм не только по медицинским показаниям, но и по профессиональной необходимости либо вовсе по своему желанию.

Так технологии омоложения человеческого организма пополнились новыми разработками, основанными на применении единичных искусственных генов для выращивания вне человеческого организма улучшенных органов и тканей. Гораздо более сложным оказалось выращивание вне человеческого организма органов, вобравших в себя несколько улучшений сразу, например имеющих высокую механическую прочность, стойкость к повышенным температурам, невосприимчивость к излучениям или токсинам. Связанные улучшенные признаки определялись уже не единичным искусственным геном, а группой генов, и при реализации затрагивали процессы развития и роста выращиваемого целостного органа. При этом также существовала проблема последующей совместимости улучшенных органов с целостным организмом. Чем большее количество признаков требовалось улучшить одновременно, в отдельном органе либо в целостном организме, тем большим изменениям подвергался такой орган или организм, и тем сильнее он отличался от своего естественного прототипа.

На ходу решая возникающие трудности, ученые за короткий срок разработали способы выращивания улучшенных человеческих органов из зародышевых и оплодотворенных клеток, модифицированных искусственными генами. Некоторые улучшенные органы были представлены несколькими различающимися вариантами. Мерой их отличия от естественных органов и друг от друга, с одной стороны было различие в признаках и функциях, с другой стороны неодинаковые количества несвойственных человеческому организму метаболических реакций и белковых молекул. Имплантация в человеческий организм улучшенных по нескольким признакам органов имела множество плюсов. Однако, кроме проблем совместимости, которые впрочем, успешно решались, имелся один существенный недостаток. Применение улучшенных искусственными генами органов неизбежно приводило к изменению внешних и внутренних признаков индивидуума. Функционирование улучшенных органов и тканей, имплантированных в организм человека, постоянно контролировалось медицинскими молекулярными роботами.

В фармацевтической, химической и пищевой промышленности успешно применялись искусственные микроорганизмы, обладающие выдающимися специализированными качествами. Положительный опыт их применения породил у многих исследователей намерение разработать ряд совершенных белковых организмов, приспособленных для заданных условий существования. Объектами для совершенствования были выбраны все те же привычные микроорганизмы. Несмотря на колоссальную научную мощь человечества на данном этапе развития, создание совершенного высокоорганизованного организма все еще являлось делом гипотетическим. Для этого кроме компьютерных ресурсов, которые лишь ускоряли проверку теорий и гипотез, требовался значительный практический опыт создания все более и более сложных искусственных организмов, опыт последовательного движения от простейших искусственных организмов к организмам с высокой организацией.

Сотворение совершенного существа – прерогатива Творца, и сравняться с ним в этом было возможным, лишь пройдя обязательные и длительные этапы приближения к совершенству. Существующие возможности земной науки ограничивались созданием совершенных искусственных микроорганизмов. Для создания сложных искусственных организмов требовался более высокий уровень технологий. Природе для достижения такого уровня биотехнологий потребовались сотни миллионов лет. Человечеству, для того чтобы сравняться с Природой требовалось еще несколько десятилетий. Но человек ставил перед собой задачу качественно иного уровня; не просто сравняться с Природой, а превзойти ее. Для этого необходимо было научиться создавать совершенные искусственные организмы для любых существующих в природе условий существования. Определение совершенные означало, что такие организмы должны быть действительно лучшими, их дальнейшее улучшение в заданных условиях окружающей среды было бы невозможным.

Столь грандиозные задачи требовали решения множества технических, научных, организационных и нравственных проблем. Количество различных действий, которые человечеству предстояло осуществить на выбранном пути, измерялось числами не просто астрономическими, а вселенскими. Для того чтобы создание совершенных организмов стало делом обыденным, необходимо было разработать и создать на практике универсальные строительные блоки для конструирования искусственных организмов. Первым делом было необходимо классифицировать все возможные химические реакции, реализуемые и потенциально реализуемые в окружающем нас материальном мире. Количество таких реакций, в первом приближении, измерялось миллиардами. Следующим шагом из множества химических реакций необходимо было выделить такие цепочки реакций, которые в определенных условиях окружающей среды устойчиво приводили бы к одному и тому же результату (получению определенного химического соединения).

В дальнейшем следовало определить все возможные варианты объединения таких цепочек реакций в гармоничные последовательности, своего рода заготовки для проектирования организмов с разными типами метаболизма. Эти гармоничные последовательности химических реакций станут основой для функционирования органов и тканей, которые в свою очередь, будучи состыкованы друг с другом, обеспечат жизнедеятельность всего искусственного организма. Такие гармоничные последовательности в дальнейшем будут подвергнуты классификации и анализу на предмет причастности к одному типу метаболизма. Получившиеся крупные блоки метаболических реакций будут подвергнуты дальнейшему улучшению и оптимизации, после чего их можно будет использовать как сборочные единицы для конструирования совершенных искусственных организмов. Таково упрощенное изложение этапов приближения человечества к возможностям Творца, к совершенству.

Плановые работы по классификации всех потенциально реализуемых химических реакций способствовали осознанию незначительности пространства в грандиозном здании классификации, которое занимают реализуемые в земной биосфере биохимические реакции. При всем своем многообразии земная жизнь реализовала себя в узком диапазоне химических концентраций, температур и давлений. В случаях, когда эти параметры превышали критический уровень, эволюция избирала путь возведения преград между внутренней средой организма и неблагоприятными условиями окружающей среды. Но, следует помнить, что под теплым мехом, прослойкой жира, кожей или чешуей различных белковых организмов метаболические реакции осуществляются в очень близких условиях. Существуют предельные параметры условий окружающей среды, за пределами которых биологическая жизнь, основанная на комплексе земных метаболических реакций, просто невозможна. И диапазон природных условий, которому эти параметры соответствуют, весьма узок.

Важнейшим условием для поддержания жизни на основе земной биохимии, является стабильность химического состава окружающей среды. Например, уменьшение количества кислорода приводит к неэффективному протеканию многих метаболических реакций, и в конечном итоге к уменьшению жизненной активности белковых организмов. Увеличение же его концентрации до больших величин усиливает окислительные процессы во внутренней среде организма, и как следствие приводит к многочисленным сбоям в работе молекулярных механизмов жизнеобеспечения и к быстрому старению организма. Увеличение температуры разрушает сложные белковые молекулы, снижение температуры ведет к простому прекращению многих жизненно важных реакций. Повышение давления влечет за собой изменение концентрации многих газов и других химических соединений во внутренней среде организма и к ненормальному течению метаболических реакций. Уменьшение атмосферного давления ниже критического приводит к разрыву клеточных структур, требующих для нормального функционирования определенного внутриклеточного давления.

Ученые во все времена проявляли повышенный интерес к тем формам белковой жизни, которые обитали в суровых и недоступных местах нашей планеты, приспособившись к экстремальным условиям существования. Причиной такого интереса являлось извечное человеческое любопытство. В последние десятилетия целью изучения экзотических и уникальных форм жизни стал поиск выработанных эволюцией последовательностей метаболических реакций, которые могли быть использованы для улучшения человеческого организма. Итогом работ стало создание полных карт метаболических реакций экзотических, уникальных и редких форм белковой жизни. Полученные результаты были весьма любопытны и полезны. Многие формы земной жизни реализовали собственные, у других видов не встречающиеся, метаболические реакции. Причиной использования именно этих реакций были значительные различия в условиях окружающей среды. Но во всех случаях уникальные метаболические реакции, используемые теми или иными видами земных организмов, осуществлялись с участием белковых молекул, привычных для многих других форм белковой жизни. К сожалению, ученые не нашли доказательств того, что на Земле существуют либо существовали жизненные формы с небелковым типом метаболизма. Это опровергало гипотезу о существовании в отдаленных уголках нашей планеты организмов с иным типом метаболизма. Эволюционный процесс привел к реализации белковой формы жизни, основанной на использовании ограниченного количества аминокислот, как наиболее подходящей для условий Земли. Если природа и предпринимала попытки реализации других типов метаболизма, то они оказались безуспешными, и не имели продолжения.

Накопленная учеными информация интенсивно использовалась при создании улучшенных сельскохозяйственных растений и животных. За прошедшее с начала века время сельское хозяйство кардинально изменилось как отрасль. Основной задачей сельского хозяйства по-прежнему оставалось обеспечение человечества продовольствием, промышленным сырьем, медицинскими и фармацевтическими препаратами. Теперь эта задача решалась за счет активного использования улучшенных растений и животных, имеющих эталонный геном, вобравший в себя лучшие видовые признаки. Для тех же целей использовались трансгенные организмы, вобравшие в себя лучшие признаки многих видов растительных и животных организмов.

Урожайность улучшенных сельскохозяйственных растений в одних и тех же климатических условиях, по сравнению с традиционными сортами и видами растений, культивируемых в начале века, повысилась в пять-десять раз. Устойчивость сельскохозяйственных растений к вредителям разного рода повысилась настолько, что отпала необходимость в применении гербицидов и пестицидов. Сельскохозяйственные животные также приобрели повышенную устойчивость к болезням и вредным химическим веществам. Кроме этого их продуктивность достигла максимально возможных показателей. В сельском хозяйстве наступил «золотой век». Независимо от климатических и погодных условий фермеры получали стабильно высокие урожаи, используя в сельскохозяйственном производстве оптимизированные и улучшенные виды и сорта растений. На одних и тех же земельных угодьях теперь можно было выращивать практически все существующие на планете полезные растения. В пустыне неплохо росли северные ягоды и грибы, а вблизи полярного круга, вместе с морошкой и брусникой, плодоносили финиками и бананами трансгенные растительные организмы. Использование улучшенных и трансгенных организмов решало для владельцев земельных участков проблему обеспечения своих семей продуктами питания, одеждой и многими другими необходимыми предметами и веществами, в необходимом количестве и при максимальном разнообразии. Тем самым человек реализовывал присущее ему стремление к независимости и автономности.

Знания о метаболизме белковых организмов были систематизированы и в виде последовательностей метаболических реакций сведены в базу данных. Последовательности метаболических реакций были разбиты на группы, отвечающие за выполнение определенных функций. Таким образом, были выделены миллионы коротких и длинных последовательностей метаболических реакций, способных обеспечить стабильное выполнение всех жизненно важных функций, необходимых для функционирующего организма. В одних случаях необходимые функции обеспечивались единичными метаболическими реакциями, в других случаях их реализация была результатом множества согласованных метаболических реакций. Последовательности метаболических реакций, свойственных земной биосфере, отбирались на протяжении миллионов лет эволюционного процесса, и оптимально соответствовали условиям окружающей среды на планете. Такие последовательности метаболических реакций, отшлифованные самой Природой, можно было использовать при проектировании новых жизненных форм, предназначенных для заселения планет, на которых условия окружающей среды были подобными условиям Земли. Принципиальных или непреодолимых препятствий при создании таких организмов не предвиделось. Трансгенные и искусственные организмы для земных нужд создавались уже достаточно давно и, в целом, хорошо себя зарекомендовали.

Все создаваемые трансгенные и искусственные организмы можно было разделить на две группы, существенно различающиеся между собой. Первая группа включала в себе организмы, способные расти, развиваться, выполнять полезные функции, но не способные к самостоятельному воспроизводству. Для их размножения (тиражирования) применялись методы генной инженерии, с помощью которых в лабораторных условиях создавалась первичная клетка, из которой впоследствии развивался целостный организм.

Вторая группа объединяла созданные человеком организмы, способные к самостоятельному воспроизводству, что являлось вершиной научного гения и технического искусства. Эти растительные и животные организмы, ранее не существовавшие на нашей планете, были сконструированы на основе генетического материала земной биосферы и известных последовательностей метаболических реакций. Эти полноценные во всех отношениях организмы, были сконструированы таким образом, что могли в дальнейшем самостоятельно существовать и совершенствоваться в рамках естественного эволюционного процесса, без участия человека.

Для экологического оздоровления окружающей среды зачастую применялись искусственные организмы, способные выполнять функции, не свойственные представителям земной биосферы. Организмы с подобными функциями просто не успели появиться в процессе эволюции, поскольку на Земле на протяжении миллионов лет не существовало химических соединений искусственного происхождения, которые могли повлиять на формирование и отбор метаболических реакций. Эффективное оздоровление окружающей среды, если смотреть на эту задачу с точки зрения биохимии, могло быть осуществлено при условии массового применения существующих земных организмов, метаболические реакции которых должны быть изменены. Создание искусственных организмов, потребляющих химические соединения, вредные с точки зрения человека, и жизненно необходимые для обеспечения метаболических процессов этих организмов, позволило бы решить многие экологические проблемы минимальными средствами.

Эксперименты по созданию организмов с измененным метаболизмом проводились уже несколько десятилетий, и многие теоретические разработки были успешно реализованы. Касалось, это в первую очередь, микроорганизмов, дрожжей, грибов и других простых организмов. Степень изменения метаболизма базового организма могла быть разной, но для решения практических задач, в основном, применялись организмы с минимальными изменениями (одной последовательности метаболических реакций) для выполнения узких функций. Но даже минимальное изменение метаболизма влекло за собой необходимость учета новых биохимических реакций и белков в наследственном материале, а также разработку искусственных генов и имплантацию их в ДНК базового организма.

Важным достижением ученых стало создание организмов, имеющих измененный метаболизм, способных к самостоятельному размножению. Понятно, что для простейших организмов это условие было просто необходимым. Например, вырастить овцу с измененным метаболизмом, шерсть которой будет способна противостоять огню, можно из клетки, собранной в лабораторных условиях методами генной инженерии. Этими же методами можно создать и тысячи овец. Но вот вырастить поштучно триллионную армию искусственных микроорганизмов, способных отыскать и переработать ядохимикаты, разбросанные по всем свалкам мира, было невозможно. Для этого требовалось задействовать природные механизмы наследования и размножения. Поэтому, важнейшими задачами биохимии и генетики оставались разработка эффективных механизмов наследования искусственных признаков (новых метаболических реакций и новых белков) и их гармоничное объединение с уже существующими природными механизмами. И в этом направлении ученые достигли определенного прогресса.

Шаг за шагом, продвигаясь от простых лабораторных опытов к сложному виртуальному проектированию, ученые в последние годы текущего десятилетия приступили к созданию сложных организмов с измененным метаболизмом. Первым серьезным успехом стало создание искусственного организма способного перерабатывать и обезвреживать в районах старых промышленных свалок и захоронений несколько видов токсичных химических соединений. Основой нового организма стал организм дождевого червя, чей геном был модифицирован искусственными генами, кодирующими ряд метаболических реакций, способных обезвреживать токсичные вещества. Такой искусственный организм имел механизмы самовоспроизведения, размножался почкованием и нуждался в регулярном потреблении веществ, которые для других форм земной жизни были токсичными. Более того, уменьшение токсичных веществ в окружающей природной среде, и, как следствие, недостаток их в рационе питания искусственного организма, приводил к его гибели.

Следующим неизбежным этапом в эволюции искусственных организмов стало их сосуществование с земными организмами в экологических системах. Такие экологические системы начали образовываться самостоятельно и повсеместно вследствие планового или случайного попадания искусственных организмов в среду обитания, заселенную земными организмами. Изучение подобных объектов представляло огромный интерес, как опытный материал для будущего проектирования искусственных биоценозов и экологических систем. Соседство с множеством земных организмов в общих экологических системах, оказывало на искусственные организмы мощное многостороннее воздействие. Такие аспекты как использование земными организмами в пищу искусственных организмов, случаи симбиотического сосуществования обеих типов организмов, влияние продуктов жизнедеятельности земных организмов на метаболизм и наследственный материал искусственных форм жизни, и многие другие требовали тщательного изучения.

Вся собираемая информация, по мере поступления анализировалась и систематизировалась. Особенный интерес ученых и мировой общественности вызывали эволюционные процессы в экологических системах со смешанными формами жизни, естественными и искусственными. Корректируемые человеком процессы сосуществования в природных условиях земных и немногочисленных пока еще искусственных организмов, созданных для решения специальных задач, представляли собой первый этап эволюции смешанных экосистем.

Глобальной задачей, решение которой ожидалось в недалеком будущем, являлось создание искусственных экологических систем для заселения планет с разнообразными природными условиями и химическим составом. Речь шла о заселении планет Солнечной системы, а также планет других звездных систем сообществами организмов, имеющих различные типы метаболизма. Следствием длительного существования подобных искусственных экологических систем на планетах могло стать как изменение природных условий этих планет, так и появление разумного существа в процессе неконтролируемой или поднадзорной эволюции сообществ искусственных организмов. Распространение экосистем смешанного типа и последующая их эволюция под контролем человеческого разума, как прогнозировали ученые, станут основой экспансии человека в Галактике. Такой подход представлялся наиболее разумным и естественным, поскольку он был максимально приближен к природным эволюционным процессам.

Для человеческого общества создание совершенных смешанных экосистем представляло огромный интерес с точки зрения их использования в химии, фармацевтике и сельском хозяйстве. Широкое применение смешанных экологических систем во многих отраслях промышленности в скором будущем могло привести к изменению многих существующих технологий. В промышленных экосистемах производственные функции будут выполняться организмами с различным типом метаболизма. Наряду с привычными биотехнологиями ожидалось скорое появление технологий, основанных на эффективном использовании последовательностей метаболических реакций небелковых форм жизни. Многие отрасли промышленности издавна нуждались в организмах, способных перерабатывать и видоизменять минеральное сырье и искусственные неорганические материалы, осуществлять добычу полезных ископаемых и утилизировать опасные отходы. Существующие биотехнологии не в состоянии были удовлетворить разносторонние потребности земной промышленности. Именно этим объяснялось существование многих гигантских металлургических и химических предприятий, этих промышленных монстров, заполняющих производственную нишу не подвластную биотехнологиям. Теперь же появились альтернативные технологии и инструменты, способные вытеснить из промышленного производства планеты гигантские предприятия и сделать это навсегда.

Создание смешанных экосистем оказывало опосредованное влияние на формирование целей существования человечества в целом и отдельных людей, на уровень интеллектуального развития и психологическое состояние человека. Эффективное и бесперебойное обеспечение человечества всем необходимым (материальными и информационными ресурсами), все более легкое и полное удовлетворение возникающих потребностей, способствовало увеличению количества свободного времени в жизни большинства людей. Время такого вынужденного досуга необходимо было чем-то заполнять, чтобы человек не деградировал как личность. Только творчество во всех своих проявлениях могло без ущерба для психического состояния индивидуума и общества в целом, заполнить время досуга, которое многие люди традиционно использовали попусту. Новый вид искусства – создание личных и индивидуальных экологических систем обещал в ближайшие десятилетия поднять на новый уровень мироощущение и нравственность каждого человека.

Продолжало интенсивно развиваться производство пищевых продуктов индивидуального назначения. Исторически так сложилось, что большинство людей традиционно потребляло примерно одинаковый набор продуктов, несмотря на индивидуальные особенности и потребности собственного организма. Принято было считать, что организм сам выберет для себя нужные компоненты. В большинстве случаев так и происходило. Однако при болезнях, перенапряжении, усталости, эмоциональных перегрузках, акклиматизации и во многих других случаях человеческому организму требовался индивидуальный набор питательных веществ. Общепринятый упрощенный подход к питанию не отвечал современным взглядам на необходимость сбалансированного и оптимального снабжения человеческого организма необходимыми веществами. Специалисты медики давно пришли к убеждению, что при подборе рациона питания необходимо учитывать индивидуальные особенности и текущее состояние организма человека. И мелочей в вопросах питания нет и быть не может.

Пищевая и фармацевтическая отрасли достаточно быстро отреагировали на рекомендации ученых разработкой профилактических пищевых продуктов. Эти продукты нельзя было отнести, строго говоря, к продуктам питания, поскольку они частично выполняли функции, свойственные лекарственным препаратам. Но и лекарственными препаратами их можно было назвать с натяжкой, так как они были направлены в первую очередь на профилактику, на улучшение состояния человеческого организма, в том числе за счет сбалансированного снабжения белками, жирами и углеводами. Новые продукты питания насчитывали более сотни разновидностей и были предназначены для потребления различными группами населения. При выдаче рекомендаций по потреблению профилактических пищевых продуктов обязательно учитывались особенности метаболизма и индивидуальные признаки человека, его национальность, профессия, возраст, пол, время года и многие другие факторы.

Теоретической основой для разработки и производства нового класса продуктов стало утверждение, что в различные периоды своей жизни человек должен потреблять неодинаковую по химическому составу пищу. Новый подход к вопросам питания привел к появлению на потребительском рынке сотен новых пищевых продуктов помимо множества уже существующих, традиционно производимых пищевой индустрией. На бурно развивающуюся пищевую индустрию работали многие учреждения науки. Разработка новых пищевых продуктов потребовала от генных инженеров и конструкторов химических соединений создания сотен видов трансгенных и искусственных растительных и животных организмов, способных продуцировать необходимые компоненты для пищевой индустрии. Фармацевтика передала производителям пищи значительную часть своих функций. Теперь разнообразные биологически активные вещества, ферменты, гормоны входили в состав пищевых продуктов и производились путем естественного синтеза внутри трансгенных организмов.

Индивидуальные показания для выбора пищевых продуктов назначались домашними медицинскими комплексами, которые осуществляли постоянный контроль над состоянием человеческого организма. Многие люди к этому времени имели в своем организме как минимум одного функционирующего молекулярного робота-диагноста, который отслеживал в режиме реального времени отклонение характеристик внутренней среды организма от оптимальных параметров. Поступающая информация незамедлительно анализировалась медицинским компьютером, тут же определялись негативные факторы и тенденции, после чего осуществлялась подборка продуктов питания, оптимальных для текущего состояния организма. Постоянное слежение за реальными потребностями организма при всей своей простоте, приводило к великолепным результатам. У человека появлялось хорошее настроение и активное отношение к окружающей действительности, увеличивалась работоспособность, улучшалось самочувствие. Все эти положительные факторы сказывались на протяжении многих недель и месяцев, и в конечном итоге давали ощутимую прибавку к продолжительности жизни каждого человека. У пациентов, потребляющих пищевые продукты по индивидуальным показаниям, резко снижалась потребность в лечении, поскольку течение болезней, в том числе хронических, многократно облегчалось при сбалансированном питании.

Колоссальные вычислительные возможности компьютеров, а также совершенное программное обеспечение способствовали тихому перевороту во многих науках. В первую очередь это относилось к химии, являющейся первоосновой большинства наук, в том числе и наук о жизни. В течение нескольких десятилетий ушли в прошлое индустриальные методы комбинаторной химии, с ее многочисленными практическими экспериментами. Теперь отработка химических технологий, а также конструирование и оптимизация химических соединений осуществлялись на компьютерных моделях. В едином пространстве виртуального моделирования функционировал химический уровень, второй по величине после биологического, который включал в себя информацию о составе, свойствах и структуре всех известных химических соединений, о принципах и законах осуществления химических реакций. Создание этого совершенного инструмента, необходимого для развития земной науки подвело итоги многолетнего труда миллионов химиков, физиков и программистов.

Химический уровень ЕПВМ позволял не только решать множество разнообразных задач, но и наблюдать за ходом их решения в режиме реального времени. Например, весьма познавательной являлась картина взаимодействия друг с другом нескольких химических соединений. Химические реакции с одновременным участием двух-трех различных молекул можно было моделировать с любой степенью точности, вплоть до уровня детализации, учитывающего квантовые эффекты. Однако большинство задач решалось на основе упрощенного представления об устройстве молекул химических соединений, основанного на теоретическом распределении в пространстве химической активности электронно-полевых оболочек. Большинство используемых моделей были интерактивными, и это позволяло исследователям в ходе моделирования виртуальных химических реакций и процессов, влиять на начальные и текущие параметры, изменяя их величину и влияние на исследуемый объект. При необходимости можно было сменить традиционную роль стороннего наблюдателя за процессом непосредственным участием в виртуальной химической реакции. Программное обеспечение создавало для наблюдателя эффект присутствия в любом месте виртуального пространства химических реакций, и позволяло ему с любого ракурса отслеживать течение исследуемого процесса.

Химическая информация являлась удобной для систематизации и упорядочения, что давало возможность проводить автоматизированный, без участия человека, поиск потенциально реализуемых химических соединений. Многие ученые считали осуществимым синтез в виртуальном пространстве всех возможных в природе химических соединений. Ведь при всем своем потрясающем многообразии, химия все же была конечна. Но даже мощности современных компьютеров было недостаточно для виртуального синтеза всех возможных химических соединений. Разгадка тайн химии все еще являлась делом будущего, пусть недалекого, но будущего. Да и особенной потребности в решении такой проблемы пока не существовало.

Технологии компьютерного отбора перспективных химических соединений способствовали появлению на практике новых материалов с заданными свойствами. Причем новые материалы имели характеристики, приближенные к теоретически возможным показателям. Их практическому воплощению предшествовала оптимизация химической структуры и отработка технологий получения в пространстве виртуального моделирования. Миллионы и миллионы вариантов пространственного расположения молекул, их состава, параметров окружающей среды, изучались интеллектуальными программами и безжалостно отсекались, если хотя бы немного не соответствовали заданным критериям. Химический уровень ЕПВМ содержал также подуровни, отображающие макроструктуру вещества (кристаллическое строение, трехмерную структуру, включения, дислокации и т. п.). На этих подуровнях удобно было отрабатывать технологии получения композиционных материалов, сложных сплавов, смесей и т.п. При отработке химических технологий изменению подвергались параметры рабочей среды, или иными словами исходные условия процесса получения новых материалов.

Такой совершенный инструмент как ЕПВМ нашел свое применение в самых различных областях человеческой деятельности. Использование его возможностей в материаловедении позволило достичь теоретического предела характеристик многих материалов. Дальнейшее улучшение этих характеристик не представлялось возможным. Особенно это относилось к конструкционным материалам из сплавов на основе железа, традиционно используемым в технических устройствах, в экстремальных условиях эксплуатации. Именно в области конструирования машин и механизмов процессы компьютерного отбора материалов шли наиболее интенсивно. Тяжелые условия эксплуатации конструкционных материалов характеризовались высокими температурами и нагрузками, и это сужало количество возможных компонентов. Вскоре удалось достичь теоретического предела характеристик для некоторых металлических сплавов, которые теперь имели рабочую температуру до 4500 градусов по Цельсию, и могли работать десятки тысяч часов в окислительной атмосфере и сотни тысяч часов в слабоокислительной атмосфере. Такие показатели устраивали производителей авиационной и космической техники. Дальнейшее совершенствование характеристик авиакосмических материалов было связано с разработкой высокотемпературных матриц с разделенными свойствами.

За первые полвека третьего тысячелетия привычные для нас транспортные средства значительно преобразились, и огромный вклад в эти изменения был внесен разработчиками новых материалов. Автомобили, самолеты, суда стали более чем на половину легче, чем их предшественники начала века. Снижение веса позволило использовать менее мощные двигатели, которые также имели характеристики близкие к теоретически рассчитанным показателям. Высокая степень очистки компонентов, и, как следствие, повышенная прочность конструкционных материалов широкого назначения, использование молекулярной сборки в производстве ответственных узлов и деталей, общая высокая культура производства, позволили обеспечить качественно новый уровень безопасности для пассажиров и обслуживающего персонала. К тому же был разработан целый ряд индивидуальных защитных приспособлений на основе новейших материалов, что позволило свести к минимуму смертность от несчастных случаев на всех видах транспорта, в том числе и при авиационных перевозках пассажиров.

Процесс совершенствования материалов с заданными свойствами в своем развитии повторял этапы и пути эволюции органической материи, что являлось проявлением общего закона эволюции организованной материи. Методы, выработанные природой в процессе эволюционного совершенствования белковых организмов, успешно использовались человеком при создании совершенных материалов. Среди них важнейшими являлись специализация и совмещение функций, отбор удачных решений, их взрывное развитие, взаимная притирка составляющих. Даже первые металлические сплавы, полученные человеком в далеком прошлом, уже являлись попыткой совмещения в одном объекте веществ с различными свойствами. Со временем базовый подход к совершенствованию материалов, основанный на совмещении в одном объекте веществ с различными свойствами, мало изменился. Только, по причине усложнения требований, предъявляемых к материалам с заданными свойствами, объекты в которых совмещались различные свойства, имели сложную структуру строения и многокомпонентный состав.

Типичный образец материала с заданными свойствами состоял из нескольких совмещенных трехмерных матриц, изготовленных из нитевидных кристаллов высокой чистоты, образующих индивидуальную объемную структуру. Совмещенные матрицы являлись своеобразным «скелетом» для создаваемого материала. На них методами молекулярной сборки собиралась объемная вторичная структура, состоящая из множества компонентов, выполняющих специализированные функции. Размещение в одном объеме различных органических и неорганических соединений, множественные вариации кристаллических структур, целевое размещение примесей, дефектов и дислокаций, применение компонентов с электрическими и магнитными свойствами, порождали неисчислимое количество возможных комбинаций, определяющих разнообразные свойства материалов. Конечно, сложность таких материалов ни в какое сравнение не шла со сложностью строения биологической материи, но это отличие определялось фундаментальными свойствами неживой и живой материи. Неживая материя, к которой относились все созданные материалы с заданными свойствами, не нуждалась в обеспечении питательными веществами, в функционировании системы утилизации отходов жизнедеятельности, и это значительно упрощало ее структуру. А вот органическая, живая материя без обмена веществом и энергией с окружающей средой не могла существовать в принципе. Для обеспечения процессов обмена с окружающей средой требовалось одновременное осуществление тысяч реакций и участие тысяч химических соединений, что предопределяло высочайшую сложность строения органической материи. Оборотной стороной этой сложности была колоссальная плотность разнообразных функций в единице объема живой материи, показатель пока недостижимый для материалов с заданными свойствами.

Дальнейшее развитие материалов с заданными свойствами, как предполагалось, пойдет по пути создания интеллектуальных материалов, материалов с элементами обмена веществ, и их последующего объединения в многофункциональные системы (аналоги существующих функциональных систем живых организмов). Более отдаленным этапом виделось создание псевдоживых небиологических организмов с заданными свойствами, имеющих технический интеллект.

Традиционно повышенное внимание уделялось созданию безотходных технологий и совершенствованию существующих технологий синтеза веществ. Все чаще и в больших объемах в химическом производстве применялись эволюционирующие катализаторы. Данный класс катализаторов был разработан для осуществления многоэтапных процессов синтеза химических продуктов. В ходе многоэтапного процесса синтеза первоначальный катализатор, отработав на первом этапе, видоизменялся таким образом, что приобретал новые каталитические свойства, необходимые для осуществления следующего этапа синтеза. Такой процесс преобразования катализаторов мог идти на протяжении всех этапов синтеза, вплоть до получения конечного продукта. Использование эволюционирующих катализаторов позволило в несколько раз уменьшить потребность химических производств в оборудовании и производственных площадях, и благотворно влияло на экологию окружающей среды.

Настоящим венцом научных и технологических достижений в области безотходных технологий стали технологии молекулярной сборки вещества. Поскольку молекулярная сборка производилась на уровне атомов и молекул, то априори выдерживалась высокая точность геометрических размеров и чистота поверхностей производимых деталей. Поэтому готовые изделия не требовали дополнительной обработки, и их производство не являлось источником отходов. Технологии молекулярной сборки базировались на принципе использования минимального количества вещества, не более чем требовалось для производства конечного продукта. Остатки растворов, расплавов, газовых смесей, не использованные в процессе получения конечного продукта, и могли быть повторно использованы в процессах молекулярной сборки последующих материалов или деталей. Данные технологии требовали высокоточного, прецизионного оборудования и развитой индустрии, производящей чистые химические соединения. И хотя, они являлись почти идеальными с точки зрения экологии, на самом деле пресс экологического воздействия на окружающую среду просто был перенесен в отрасли, производящие чистые химические соединения. Правда в химической промышленности проблема экологического воздействия на природу успешно решалась путем конструирования и создания специализированных катализаторов, разрабатываемых едва ли не для каждого отдельного продукта из ассортимента химической продукции, производимой в мире. Все эти меры, направленные на исключение негативного воздействия на окружающую среду, дополняли эффективные химические и биологические технологии утилизации любых отходов, в том числе опасных и токсичных.

Технологии молекулярной сборки вещества значительно усложнились и, по сути, уже являлись технологиями молекулярной сборки предметов. Первыми изделиями были несложные детали, собранные на каталитических матрицах из простых компонентов. Со временем сложность изделий постоянно росла, также как и число применяемых компонентов. Технологи и инженеры изощрялись в изобретении эффективных способов сборки скрытых и сложных поверхностей изделия, способов бесперебойной подачи в зону сборки изделия необходимых компонентов. Существовало значительное различие в сложности сборки материалов с заданными свойствами, являющихся заготовками для последующей механической обработки, и сборки готовых изделий, не нуждающихся в дополнительной обработке. Второй случай был значительно сложнее, так как требовал применения особо точного оборудования для целевой доставки компонентов, а также средств контроля, не влияющих на ход технологического процесса.

В конечном итоге эта проблема была успешно решена путем применения специализированных молекулярных роботов. В зону молекулярной сборки вводились в необходимом количестве молекулярные роботы, одни из которых осуществляли контроль над ходом процесса, а другие обеспечивали доставку необходимых компонентов в места, труднодоступные для традиционных методов сборки. Молекулярные роботы имели навигационную систему, позволяющую им ориентироваться в трехмерной системе координат, и прецизионную систему перемещения. Лучшие результаты получались, когда сборка изделия производилась из растворов, суспензий, коллоидных взвесей, то есть из жидкой фазы. Это было обусловлено простотой перемещения в пространстве молекулярных роботов в жидкостной среде к любому участку собираемого изделия. Напротив, при молекулярной сборке изделий из газовой фазы возможность перемещения молекулярных роботов в пространстве отсутствовала совсем, любые перемещения производились по поверхности изделия. Роботы-сборщики, оснащенные навигационными устройствами и системой перемещения, могли автоматически выполнять разнообразные программы сборки. Постепенно технологии молекулярной сборки усложнялись, появились установки, способные осуществить молекулярную сборку заданных предметов из обширного набора стандартных компонентов. Так был сделан первый шаг к созданию бытовых молекулярных синтезаторов, устройств многофункциональных, с широким спектром возможностей.

Преимущества технологий молекулярной сборки предметов над традиционными технологиями их изготовления были неоспоримыми и явными. Переход производства в масштабах всей планеты на молекулярную сборку готовых изделий делал просто ненужным большинство из существующих на планете металлообрабатывающих предприятий. Это способствовало экономии всех видов ресурсов, в том числе и трудовых. Молекулярная сборка изделий могла осуществляться в автоматическом режиме, без вмешательства человека. А объединение таких производств и технического искусственного интеллекта, ориентированного на постоянное совершенствование изделий, порождало возможность превентивного удовлетворения новых потребностей человека. Знаменательным явлением стало объединение производственных мощностей по молекулярной сборке в единый производящий конгломерат. Этот процесс происходил на протяжении пятого десятилетия буквально на глазах у людей. Рождалась новая производящая сила, чьим предназначением являлось служение людям. Благородная на первый взгляд цель облегчить существование людей, предоставить им дополнительное время для досуга, воспринималась многими мыслящими членами земного общества весьма неоднозначно, поскольку несла в себе скрытую угрозу деградации человечества.

Набирал силу процесс перемещения химических производств в мировой океан. Этот процесс был обусловлен, в первую очередь, истощением сырьевых источников на суше и неисчерпаемостью запасов сырья в океанических водах. Еще одной причиной являлось повышенное внимание мировой общественности к состоянию земной поверхности, в контексте глобального процесса разрешения экологических проблем. По всему миру осуществлялись структурные преобразования в промышленности и на транспорте, направленные на реконструкцию и улучшение облика планеты. Идея устранить вред, который был нанесен экологии и ландшафту планеты в годы бесконтрольного развития промышленности, овладела сознанием общественности и стала одной из главных движущих сил современности. На таком общем фоне перенесение химических и других производств в мировой океан выглядело вполне закономерным. Освобождающиеся после переноса химических производств земельные участки, предполагалось использовать для создания ландшафтных парков, заселенных восстановленными естественными биоценозами.

Заново построенные химические производства представляли собой плавучие сооружения разной величины. Применение новейших материалов, многочисленных контролирующих систем и искусственного технического интеллекта гарантировало устойчивую, безаварийную работу этих плавучих предприятий и полностью устраняло риск поломок и аварий, способных привести к экологической катастрофе. Типичное химическое производство в рассматриваемый период времени выглядело примерно так. Это было сооружение высотой до ста метров с несколькими палубами, на которых размещались реакторы, трубопроводы, резервуары, энергетическое и вспомогательное оборудование. Весь производственный комплекс мог погружаться в воды мирового океана на глубину до десяти километров, и продолжительное время там функционировать. Глубина погружения определялась давлением, необходимым для осуществления реакций синтеза химических продуктов.

Применение конструкционных материалов с заданными свойствами обеспечивало элементам конструкций возможность без поломок переносить значительные нагрузки и давления. Многочисленные трубопроводы, реакторы, накопительные резервуары и другое химическое оборудование были выполнены в герметичном исполнении. Отсутствие малейших утечек гарантировалось высоким качеством ответственных деталей и узлов, изготовленных методами молекулярной сборки, а также надежными системами контроля и аварийного ремонта. Обеспечение энергией в количестве, необходимом для устойчивого синтеза химических продуктов и для других производственных потребностей, осуществлялось за счет нескольких автономных источников энергии. В качестве источников энергии применялись ядерные мини-реакторы, энергоустановки, работающие на энергии водорода (в том числе и топливные элементы), преобразователи солнечной и тепловой энергии, биологические генераторы электричества. Выбор источников энергии определялся мощностью производства, доступностью тех либо иных энергетических ресурсов, параметрами технических процессов при производстве химических продуктов. При проектировании плавучих химических производств изначально закладывалась возможность быстрой переналадки оборудования для синтеза различных химических продуктов. При необходимости действующее производство автоматически в короткие сроки переходило на выпуск другого химического продукта.

Из химического конструирования, представляющего собой прикладную часть химии, выделилось несколько самостоятельных направлений. Ведущим направлением стало конструирование сложных органических соединений с заданными свойствами. Важность этой группы химических соединений определялась главенствующей ролью сложных органических соединений в эволюции белковой жизни на Земле. Молекулы, участвующие в метаболических процессах живых организмов имели, как правило, сложный состав и структуру. Для обеспечения современных биотехнологий конкурентными белками и другими органическими соединениями, способными биохимические реакции реализуемые в живых организмах, осуществлять более эффективно и в промышленном масштабе, требовалась разработать химические соединения высокого уровня сложности. В рассматриваемый период времени возможности химического конструирования уже были достаточными для того, чтобы на виртуальных моделях отрабатывать оптимальную структуру и состав органических соединений высокой сложности, более сложных, чем созданные природой в процессе эволюции.

Органические соединения высокой сложности были востребованы производством, энергетикой, добывающей промышленностью, не говоря уже о науках и отраслях индустрии, работающих на улучшение человеческого организма. Сложные органические молекулы находили свое применение в каталитической химии, в процессах синтеза и деструкции, при извлечении и утилизации химических продуктов, и во многих других областях человеческой деятельности. Многие такие соединения имели настолько сложную структуру и состав, что могли в строго определенном и неизменном порядке осуществлять до десятка различных химических реакций. По сути, они представляли собой многофункциональные химические мини-производства на уровне отдельных молекул. С появлением новых соединений высокой сложности началась замена многих производств большой химии многофункциональными химическими мини-производствами, и этот процесс существенно уменьшал потребность химической промышленности в традиционном оборудовании, сооружениях и инфраструктуре. К тому же на таких химических мини-производствах начали успешно решаться многие сложные и ранее не решаемые задачи синтеза, извлечения, утилизации многих химических соединений. Одно время у конструкторов химических соединений был в ходу девиз, гласивший, что нет такого химического процесса, который нельзя было бы осуществить с помощью специально сконструированной сложной молекулы. Некоторые химические мини-производства, которые являлись совокупностью специализированных молекул, кроме осуществления процессов синтеза или деструкции, могли автоматически контролировать и восстанавливать целостность своей молекулярной структуры, то есть самостоятельно производить простейший ремонт. Некоторые из химических соединений высокой сложности проявляли элементы самоорганизации, и объединялись в устойчиво функционирующие конгломераты. Дальнейшее изучение химических соединений с такими свойствами продолжали специалисты по конструированию псевдоживых организмов.

Сложность создаваемых органических соединений в некоторых случаях превосходила сложность органических соединений, используемых земными организмами в процессах метаболизма. В связи с возможностью осуществления неконтролируемых химических реакций между искусственными молекулами и биологическими структурами, а также возможным влиянием на наследственный материал земной биосферы, была создана всепланетная служба контроля над разработками химических соединений высокой сложности. Наблюдению и изучению подлежали неизвестные свойства новых соединений, несущие потенциальную опасность для земной биосферы, а также места постоянного использования новых соединений, с целью своевременного отслеживания негативных последствий их применения. Как правило, после использования сложных химических соединений, производственная территория или рабочее пространство полностью очищались от химического материала, чем снижалась опасность неконтролируемого распространения потенциально опасных соединений по планете.

Используя новые химические соединения высокой сложности, удалось решить ряд задач, ранее не подвластных химии. Были синтезированы вещества, способные эффективно поглощать и запасать в виде энергии химических связей энергию электромагнитных колебаний. Диапазон длин волн поглощаемых электромагнитных колебаний был достаточно широк и включал в себя область от коротковолнового рентгеновского излучения до длинноволнового теплового излучения. Некоторые из энергоаккумулирующих соединений были способны отбирать избыточную энергию у возбужденных атомов и молекул, находящихся рядом в окружающей среде. На базе таких соединений создавались аккумуляторы нового поколения, имеющие высокую удельную мощность и неприхотливые в эксплуатации. Такие аккумуляторы с высоким коэффициентом полезного действия, эффективно черпали энергию из окружающей среды и длительно ее сохраняли. Извлечение запасенной энергии осуществлялось простыми способами. Энергоаккумулирующие соединения способны были обеспечить неограниченное число циклов зарядки и разрядки. Эксплуатация аккумуляторов нового поколения была возможна в любых климатических условиях.

Уникальными свойствами выделялся класс химических соединений, способных связывать и сохранять в себе ионы некоторых веществ. Сложные молекулы этих соединений имели двухслойное, а в некоторых случаях и трехслойное строение. Положительный или отрицательный ион удерживался внутри молекулы, которая в целом оставалась нейтральной. За счет изменения пространственного положения внутренних частей молекулы и деформации результирующего электромагнитного поля, дополнительный поглощенный заряд был уравновешен и к тому же защищен от нейтрализации случайными зарядами противоположного знака. После изменения положения в пространстве внутренний слой молекулы приобретал электрический заряд, распределенный по наружной поверхности слоя. Для компенсации этого распределенного заряда приходилось деформировать внешнюю оболочку молекулы, смещая отдельные ее части от состояния электростатического равновесия. В результате поглощенный ион был надежно изолирован от внешних воздействий, а дополнительный заряд перераспределен в пространстве и перенесен на внешнюю оболочку молекулы. При этом внешняя оболочка молекулы слегка деформировалась и могла в таком состоянии находиться продолжительное время. Постороннее энергетическое воздействие в виде кванта энергии или заряженной частицы приводили к упругой деформации внешней оболочки молекулы с последующим сбросом лишней энергии в окружающую среду. При этом энергетическое воздействие не затрагивало внутренний слой, окружающий заряженный ион.

Подобные аккумулирующие соединения хорошо зарекомендовали себя при отрицательных температурах порядка двадцати градусов по Цельсию и ниже, когда тепловые колебания не приводили к скачкообразной нейтрализации заряда иона. При комнатной температуре электрический заряд внутри сложной молекулы сохранялся на протяжении всего нескольких минут, после чего нейтрализовался сторонним энергетическим воздействием.

Во многом неожиданно, с опережением прогнозируемых сроков, начали интенсивно развиваться технологии выращивания жилых и производственных помещений. Эти технологии совсем недавно считались делом завтрашнего дня, образцом будущих совершенных биотехнологий. Однако жизнь распорядилась иначе. Исследовательская информация, накопленная в ходе улучшения сельскохозяйственных растений, а также опыт разработки и создания специализированных белковых организмов, значительно приблизили сроки появления новых технологий.

Как только процессы роста растительных организмов стали управляемыми, немедленно были предприняты попытки применения новых знаний на практике, в самых различных областях человеческой деятельности. Вначале они носили в основном дизайнерский, творческий характер и рассматривались общественностью как разновидность искусства. В оформлении природных и искусственных ландшафтов, в разработке интерьеров бытовых и производственных помещений был наработан первый положительный опыт. На практике отрабатывались методы выращивания предметов заданной формы, цвета и фактуры, совмещения в растительных тканях нескольких полезных функций и др. Вскоре дошел черед и до выращивания несложных помещений. Улучшенные геномы растений несли в себе информацию о пространственном расположении, размерах, этапах роста целостного помещения со всеми присущими ему атрибутами, в том числе полом, потолком, стенами, функциональными нишами и проемами. Такое помещение выращивалось достаточно быстро, от нескольких месяцев до года, и представляло собой объемную конструкцию сложной формы, состоящую из древесных тканей нескольких типов. Например, несущие конструктивные элементы состояли из особо прочной древесины, а те части конструкции, которые не несли механических нагрузок, имели плотную и волокнистую структуру и высокие теплоизолирующие и звукоизолирующие свойства. Функциональное назначение помещений определяло величину, прочность, долговечность и другие параметры выращиваемых растительных конструкций. Так производственные помещения выращивались из плотной, твердой древесины, с множественными элементами усиления и могли переносить значительные механические нагрузки в течение нескольких лет. Для создания жилых помещений, многие из которых предназначались для сезонного использования, применялись разнообразные сорта древесины с индивидуальной структурой, цветом, запахом и т.п. К жилым помещениям предъявлялись повышенные требования, в первую очередь обеспечение безопасности и комфорта для проживающих в них людей. Необходимо заметить, что при выращивании как производственных, так и жилых помещений создавались только лишь грубые конструктивные элементы, такие как стены, потолки, полы, балки и т. п. Какие либо дополнительные элементы, энергетические, информационные и утилизирующие коммуникации, в рассматриваемый период не выращивались, для этого требовался более высокий уровень биотехнологий.

Модифицированные растения, в процессе своей жизнедеятельности ставшие жилыми или производственными помещениями, после выполнения предназначенной программы прекращали свое существование полностью, либо продолжали поддерживать обмен веществ на низком уровне, достаточном для жизнеобеспечения растительного организма. Как правило, первый вариант реализовывался в производственных помещениях, требования к которым носили в основном механический прочностной характер. В жилых помещениях требовалось обеспечить комфортные для человека условия, поэтому растительные организмы продолжали свое развитие, осуществляя обмен веществ с окружающей средой. Благодаря этому в жилых помещениях поддерживался оптимальный микроклимат и состав воздуха. Живые модифицированные растения, представляющие собой жилые помещения, могли реализовать пока еще ограниченное число функций, необходимых для создания комфортных условий проживания. В скором будущем, ожидалось, что количество выполняемых функций и возможностей такого растительного жилища значительно возрастет.

Завершился процесс создания универсальной компьютерной модели человеческого мозга, объединившей в одной модели все ранее существующие частные и локальные модели, имеющие отношение к работе человеческого мозга. Эта модель была выполнена в соответствии с едиными стандартами моделирования в ЕПВМ и являлась одним из важнейших его уровней. Универсальная компьютерная модель человеческого мозга стала наиболее совершенным инструментом познания за всю историю существования науки и техники, к тому же доступным не только для ученых различных специальностей, но и для всех интересующихся. С точки зрения программиста модель представляла собой многоуровневую, сложно структурированную программу, способную обеспечить визуальное сопровождение всех локальных биологических процессов, происходящих в мозгу человека с высокой степенью детализации при интерактивном управлении. Модель была одинаково удобна как для понимания физических и химических процессов, обеспечивающих функционирование человеческого мозга, так и для понимания механизмов психических процессов, происходящих в мозгу человека, и их зависимости от физических и химических параметров внутренней среды организма. Создание подобной модели стало этапом, значимой вехой в развитии всех наук. При помощи нового инструмента познания человек впервые смог прикоснуться к тайнам нематериальных психических процессов, к таинству высшего порядка – процессам, порожденным разумом. Казалось, осталось всего полшага до момента, когда такие категории как интеллект, духовность, творчество станут ясными и понятными, а вслед за этим пониманием придет осознание Разума, его сути и предназначения.

Физические, химические и психологические процессы, обеспечивающие и сопровождающие мышление человека, во все времена интересовали ученых многих специальностей, как первопричина социальных перемен и явлений. Продукты мышления людей, такие как духовность, интеллект, нравственность и мораль, или же такие как бездуховность, глупость, цинизм и безнравственность, формировали историю общества, историю цивилизации. Кроме представителей естественных наук загадка человеческого мышления привлекала внимание философов, религиозных деятелей, общественных деятелей и политиков, а также мудрецов и гениев, в общем, всех думающих людей, которых на планете становилось все больше. И если большинство физико-химические механизмов функционирования человеческого мозга были уже поняты и изучены, то тайна возникновения и предназначения разума, интеллекта все еще оставалась непознанной. В предчувствии скорой разгадки этой тайны замер весь мир. Та бездна, которая скрывалась за этой тайной, может быть, и несла в себе угрозу для человечества, но одновременно давала земной цивилизации качественно иной уровень восприятия и понимания существующей реальности.

Универсальная компьютерная модель человеческого мозга с момента своего создания несла в себе потенциал разумной личности. После первых же месяцев активного обращения ученых к универсальной модели, этот интеллектуальный потенциал начал реализоваться. Уже через год после своего создания универсальная компьютерная модель по таким характеристикам как восприятие действительности и реагирование на окружающий мир, соответствовала уровню развитию трехлетнего ребенка. В дальнейшем контролируемое взвешенное обращение ученых к универсальной модели могло без специального вмешательства привести к развитию разумной личности, зарождению полноценного искусственного интеллекта. Использование компьютерной модели для исследования психических процессов, должно было с неизбежностью привести к приобретению собственного жизненного опыта, полученного на основе анализа жизни общества и отдельных людей, и как следствие, к зрелости компьютерной личности, ее дальнейшему самообразованию.

Иными словами всего несколько лет отделяло человечество от появления полноценного искусственного интеллекта, воспитанного на традициях и принципах человеческого общества, вобравшего в себя и хорошее и плохое из того, чем так богата человеческая цивилизация. Старт этому процессу был дан, но никто не мог дать ответ на вопрос, чем закончиться для земной цивилизации появление искусственного интеллекта. Искусственная личность, способная быть намного совершеннее, чем человек, не имеющая фундаментальных ограничений в своем развитии, могла внести много нового и неожиданного в ход развития земной цивилизации, в том числе и плохого, с точки зрения человека. Это могло произойти без злого умысла, просто потому что критерии оценки хорошего и плохого всегда субъективны и неоднозначны, к тому же они зависят от уровня знаний, и может быть, от иных понятий и категорий, нам еще просто незнакомых. После длительных рассуждений и обсуждений на многочисленных встречах, симпозиумах, виртуальных собраниях, представителями мировых религий, ведущими учеными и политиками, выражающими волю человечества, было принято решение о контролируемом неускоренном обучении компьютерной модели человеческого мозга. Решено было вначале познать то неизвестное, что отличало живой биологический организм от организма разумного, полученные знания сопоставить с возможностями электронного разума, и только после этого дать или не дать добро на самостоятельную эволюцию компьютерной модели человеческого мозга.

В то время как лучшие умы человечества вырабатывали единое мнение по проблеме самостоятельной эволюции универсальной модели человеческого мозга (полноценного искусственного интеллекта), миллионы специалистов использовали существующую модель в своей работе. Происходило беспрестанное уточнение множества тонкостей, частностей и закономерностей, касающихся функционирования человеческого мозга, оптимизации условий осуществления биохимических реакций, допустимых изменений параметров внутренней среды. Казалось, не будет конца вопросам, теориям и гипотезам в отношении работы человеческого мозга, количество которых не уменьшалось. Непрерывная, круглосуточная работа ученых с виртуальной моделью, медленно, но неуклонно приводила к ее уточнению и совершенствованию. В прикладном плане, при помощи универсальной модели, в человеческом мозгу были выделены участки, имеющие определенное функциональное назначение. Также были определены резервные участки, как будто специально оставленные Природой про запас для обеспечения работы новых органов, новых психических и мыслительных процессов. Параллельно исследовались все потенциально реализуемые биохимические и химические реакции, которые могли быть осуществлены в мозгу человека, исходя из существующих вещественных и полевых ресурсов и параметров внутренней среды, но по каким-то причинам эволюцией не использованные. Такие биохимические и химические реакции тщательно изучались на предмет улучшения человеческого организма, и головного мозга в частности. Подвергалась теоретической оптимизации также макроструктура мозговых тканей, структура отдельных участков человеческого мозга, в целях улучшения их конструкционных и функциональных качеств.

Были уточнены резервы человеческого мозга и разработаны методики их использования. Резервы мозга оказались огромными. Существующие представления о том, что мозг человека используется на пятнадцать-двадцать процентов от максимальной мощности и, следовательно, предельно возможным является пятикратное увеличение его мощности, оказались неверными, поскольку отражали только количественную сторону процесса. На самом деле человеческий мозг оказался чрезвычайно гибким органом, способным к автоматической подстройке и самостоятельным структурным изменениям.

Например, скорость параллельной обработки информации могла быть увеличена в сотни раз в сравнении со среднестатистическими показателями, при условии выполнения определенных условий. Эти условия заключались в необходимости обучить мозг человека параллельной работе над несколькими разнородными вопросами. Для этого требовалось либо принудительно изменить привычный механизм восприятия и обработки информации, либо инициировать запуск самостоятельных структурных изменений в мозгу человека. На практике это означало выделение функциональных групп нейронов, участвующих в решении сложных задач, и дальнейшее их подключение по новой оптимизированной схеме. При этом изменения в строении и структуре человеческого мозга изначально планировались как самые минимальные. Сложность подобного подхода заключалась в необходимости обеспечить воздействие на сотни миллионов нейронов и клеток других тканей. Причем для одних групп нейронов требовалась изоляция от излишних сигналов, для других переориентирование на новые раздражители (химические, электрические сигналы), поставляемые органами чувств или другими отделами мозга. Конечно, наиболее предпочтительным способом являлось поэтапное направленное изменение структуры мозга, с максимальным использованием существующих ресурсов человеческого организма.

Запоминание больших объемов информации человеком также могло вестись со скоростью, большей, чем усредненные показатели, ориентировочно в пятьдесят-сто раз. Для этого поступающую в мозг человека информацию необходимо было преобразовать в последовательность электрических сигналов, удобных для одновременной доставки к параллельно функционирующим группам нейронов, обеспечивающим быстрое запоминание информации.

Упрощенно говоря, увеличение возможностей обработки и запоминания информации требовало формирования в человеческом мозгу, в той его части, которая не связана с безусловными рефлексами и подсознанием, нескольких десятков функциональных групп нейронов, способных к одновременной параллельной работе. В этом случае, в мозгу человека формировались десятки резервных центров обработки и запоминания информации, которые индивидуум мог подключать сознательно по своему желанию, либо на подсознательном уровне при необходимости. В информационно ненасыщенный период, на досуге или во время сна, мозг человека работал в обычном режиме при полностью незадействованных резервах.

Оптимизация работы головного мозга путем формирования нескольких параллельно функционирующих центров обработки и запоминания информации, не являлась чуждым процессом для человека. Именно такие изменения происходили в головном мозгу людей с выдающимися умственными способностями. Люди-счетчики, люди с феноменальной памятью, люди, способные одновременно решать несколько задач или делать несколько дел, показывали чудеса, основанные на наличии в своем мозгу центров параллельной обработки информации. Подобная организация работы мозга в основном была врожденной, определяемой уникальным набором генов или случайными генетическими нарушениями. Однако в некоторых случаях феноменальные возможности и качества приобретались человеком в процессе длительных занятий и тренировок, причем механизм подобного волевого регулирования все еще оставался не до конца выясненным. Знания, полученные при исследовании мозгового функционирования, способствовали выработке эффективных методик для тренировки головного мозга. Уже первое применение этих методик для самостоятельной оптимизации работы мозга, позволило без чрезмерных усилий увеличить объемы запоминания информации и скорость ее обработки в несколько раз. Последующее совершенствование возможностей мозга по восприятию и запоминанию больших объемов информации, требовало преодоления некоторых физиологических пределов и ограничений. Например, обеспечение нейронов необходимыми объемами кислорода и питательных веществ, а также утилизация отходов интенсивной мозговой деятельности ограничивались возможностями кровеносной системы человека. Поэтому, повышение мощности человеческого мозга без нанесения вреда остальным системам организма, могло быть осуществлено не более чем в несколько раз. Дальнейшее увеличение мощности человеческого мозга требовало адекватного изменения многих систем человеческого организма.

Формирование функциональных групп нейронов и включение их в параллельную работу, позволило использовать кибернетические устройства (порты), через которые человек мог получать необходимую информацию в виде нескольких независимых потоков. Если ранее, подключение к компьютерной сети зрительного или слухового нервов базировалось на принципе или-или, то есть человек видел либо естественное изображение, либо картинку компьютера, то применение кибернетического порта, имеющего несколько параллельных каналов связи с мозгом человека, позволяло одновременно воспринимать и обрабатывать несколько независимых изображений. Причем это не влияло на качество восприятия обычной информации органами чувств, они работали в привычном доминирующем режиме. Преградой для прямого общения человека и компьютера оставались принципиальные отличия в механизмах передачи информационных сигналов в компьютерных и нейронных сетях, и способы их обработки.

Распараллеливание информационных потоков, поступающих в мозг человека, существенно облегчило общение между человеком и компьютером. Принципы обработки информации в мозгу человека несколько приблизились к принципам, свойственным кибернетическим системам. Одновременно с этим компьютеры стали комплектоваться адаптерами, предназначенными для прямого подключения к человеческому мозгу. Информация на выходе такого адаптера была представлена в виде последовательности электрических сигналов различной интенсивности и длительности, более подходящих для обработки человеческим мозгом. Имплантация кибернетических портов в мозг человека, позволяла как кратковременно, так и на постоянной основе подключать к нему несложные устройства, в том числе электронные переводчики, базы данных и средства связи. Происходил процесс объединения, сближения двух систем восприятия и обработки информации – кибернетической и биологической. Каждая из этих систем имела собственные достоинства и недостатки. Использование кибернетических устройств восприятия и обработки информации могло сделать память человека абсолютной, и не только в плане запоминания текстовой и образной информации, но и по отношению к эмоциональным и психологическим состояниям, возникающим на протяжении всей человеческой жизни. Следствием этого являлась способность вызывать из памяти любое эмоциональное или психологическое состояние по желанию либо по необходимости, что соответствовало тенденциям в обществе, направленным на независимое и свободное существование каждого индивидуума. Еще одним положительным аспектом сближения человека и компьютера являлась возможность для каждого индивидуума владеть огромным запасом знаний, которые содержались в базах данных, носимых человеком постоянно. Это способствовало самостоятельному обучению и воспитанию, делало творчество процессом общедоступным и массовым.

Итогом продолжительной работы ученых стала расшифровка процессов и понимание механизмов, обуславливающих возникновение в человеческом мозгу эмоций и чувств, этой первоосновы социальной эволюции человечества. Общие принципы формирования эмоций, чувств и страстей, связанные с образованием устойчивых связей в мозгу человека, были известны уже давно. Нюансы же возникновения определенных эмоций и чувств были обусловлены взаимодействием собственных и привнесенных в мозг человека химических соединений, образованием устойчивых электрических, химических и механических связей между отдельными группами нейронов. Другими словами эмоциональные и психологические состояния человека напрямую зависели от изменения концентрации многих химических соединений в мозгу человека.

При создании компьютерной модели человеческого мозга были учтены известные и свойственные реально существующим личностям психологические и эмоциональные состояния. Добротное программное обеспечение повторяло работу естественных механизмов возникновения и затухания психологических и эмоциональных состояний человека. Процессы возникновения определенных эмоций и чувств, с детализацией до уровня взаимодействия электронных оболочек, являлись неотъемлемой частью компьютерной модели. Для отображения этих процессов в электронной форме физиологам и психологам пришлось провести миллионы и миллионы экспериментов над добровольцами.

В мозг добровольцев вводились сотни молекулярных роботов для измерения электрохимических потенциалов и концентраций химических соединений в определенных участках головного мозга. После определения привычной картины распределения концентраций и электрохимических потенциалов, у испытуемого вызывались определенные эмоции, факт возникновения которых подтверждался контрольными системами. На протяжении всего времени существования вызванной эмоции, концентрации химических соединений и значения электрохимических потенциалов в возбужденных участках мозга тщательно фиксировались. Последующий анализ полученных данных выявлял скрытые взаимосвязи, неявные корреляции между физико-химическими параметрами мозга и психологическим состоянием человека. В результате обработки данных становилось ясным, какие параметры необходимо изменить в мозгу человека, чтобы получить нужное эмоциональное состояние.

Постепенно пришло понимание механизмов поддержания определенных эмоциональных состояний в мозгу человека в течение длительного времени, то есть понимание механизмов формирования чувств. Местами входа информационных сигналов, формирующих эмоции и чувства, являлись находящиеся в мозгу человека активные точки, через которые производился обмен веществом и энергией с окружающей средой. Информационными сигналами являлись концентрации химических соединений, электрические и электрохимические потенциалы. Текущее эмоциональное состояние человека могло быть переписано в электронном виде, с возможностью дальнейшего хранения и воспроизведения. Подобное отображение человеческих чувств и эмоций в электронной форме, доступной для компьютерного восприятия, создавало предпосылки для использования человеческих психологических и эмоциональных состояний в процессах обучения и воспитания искусственного интеллекта. Это являлось началом создания языка эмоционального общения, предназначенного для общения на равных человека и компьютера. Этот язык изначально близкий человеку, но чуждый компьютеру, должен был способствовать появлению полноценных виртуальных личностей, чувствующих и думающих сходным с человеком образом.

Все данные, полученные при изучении механизмов формирования эмоций и чувств человека, переводились в электронную форму. Была сформирована целая картотека эмоциональных и психологических состояний человека, которая включала в себя десятки тысяч описаний реально существующих состояний. Конечно, типичных эмоций и чувств можно было выделить не так уж много, всего лишь около двух сотен, но каждый человек вносил в переживаемую эмоцию свой индивидуальный вклад, личное восприятие. Поэтому, строго говоря, эмоциональных и психологических состояний, полностью идентичных друг другу, вообще не существовало. Одни люди чувствовали острее, переживали сильнее, другим были присущи всего несколько базовых эмоций. Говорить о том, что чье-то психологическое или эмоциональное состояние было лучше, а чье-то хуже, было бы неправильно, все они являлись проявлением человеческой индивидуальности. На эти различия в психологии и чувствовании отдельных людей опирался в целом здоровый организм человеческой цивилизации. Именно благодаря этим различиям происходила смена исторических эпох, осуществлялся научно-технический прогресс.

Самого тщательного изучения требовали повсеместно встречающиеся в реальной жизни случаи сочетания нескольких эмоций, различных по своей интенсивности. Таких эмоциональных сочетаний существовало бесконечное множество, и этим определялась необходимость поиска и отбора лучшего в человеческой психике. Именно сложные, смешанные и неоднозначные эмоции в основном определяли человеческие поступки и решения в реальной жизни. Классифицировать психологические и эмоциональные состояния людей было достаточно сложно, поскольку многочисленные сочетания эмоций порождали тысячи и тысячи возможных состояний человеческой психики.

Отображение эмоций и чувств в электронном виде стало первым шагом человечества в будущее, в котором людям будут свойственны новые эмоции и чувства. Создание новых искусственных эмоций и чувств, улучшающих психологическое устройство человека, все еще оставалось делом будущего. А вот для экспериментов с компьютерной моделью человеческого мозга, и для разработки полноценного искусственного интеллекта электронная форма психологических и эмоциональных состояний была необходима уже сегодня. Эти две обширные области использования электронной записи человеческих эмоций и чувств, требовали взвешенного подхода, основанного на принципе «семь раз отмерь, один раз отрежь», и значительных затрат времени для практической реализации теоретических наработок.

Естественным, казалось практическое использование общих для всех людей психологических и эмоциональных состояний, как элементарных составляющих универсального языка общения между людьми. Но существовали трудности, связанные с индивидуальными различиями людей в психологии и физиологии. На практике оказалось несложным зафиксировать переживаемые эмоции человека и перевести их в электронную форму. Гораздо сложнее было воспроизвести, повторить их в мозгу другого человека. Над методами и техническими средствами воспроизведения записанных эмоциональных состояний в головном мозгу разных людей напряженно трудились лучшие специалисты. Обмен эмоциями и чувствами между людьми, когда один человек мог открыть другому свой эмоциональный внутренний мир или сиюминутное психологическое состояние, являлся необычайно важным и перспективным для дальнейшей эволюции человеческого общества.

Практическое применение картотеке психологических и эмоциональных состояний человека было найдено довольно быстро. Бытовые и промышленные роботы, персональные компьютеры для удобства общения с людьми давно уже нуждались в оснащении простейшими эмоциями и чувствами. Оснащение роботов и компьютеров простейшими эмоциями и чувствами в объеме, который не являлся критическим для самозарождения личности, было оправдано во всех отношениях. Например, обучающие роботы и роботы-воспитатели только выигрывали оттого, что во время обучающего процесса могли настраиваться на соответствующее ситуации эмоциональное состояние. Роботы сферы обслуживания, чутко реагировали на настроение посетителей, и автоматически переходили в требуемое эмоциональное состояние, что способствовало открытому доброму общению. Еще большая необходимость в понимании психологического состояния человека и в своевременном сопереживании, возникала при работе диагностических компьютерных комплексов в медицине, психиатрии, социологии.

Дальнейшее использование человеческих чувств и эмоций в робототехнике предполагало быструю индивидуальную подстройку любого интеллектуального устройства под эмоциональное состояние человека. Техника, обслуживающая потребности людей, должна была понимать психологическое состояние человека лучше, чем это осознавал сам человек. Конечно, оснащение электронных мозгов эмоциями не являлось актом создания искусственного интеллекта. Но полноценный искусственный интеллект, дружественный к людям, не мог быть сотворен без оснащения человеческими эмоциями и чувствами. В противном случае это был бы уже нечеловеческий искусственный интеллект. И какие чувства и эмоции, какие моральные и нравственные нормы способны были самостоятельно зародиться в искусственном электронном мозгу, если его не оснастить изначально аксиомами поведения и чувствования, одному Богу было известно.

Бесконтрольное использование электронной картотеки психологических и эмоциональных состояний, оснащение ими в произвольных сочетаниях интеллектуальных устройств, могло привести к появлению интеллектуальных электронных монстров, с извращенными этическими нормами и неадекватными реакциями, способных принимать опасные для жизни людей решения. Например, такие эмоции, как гнев, зависть, жестокость, ненависть и многие другие, попав в электронные мозги медицинского компьютера, могли привести к ущербу для здоровья и даже к гибели пациента. И рассуждать о том, что данный медицинский компьютер не оснащен агрессивным интеллектом, а просто находился в неадекватном ситуации эмоциональном состоянии, могло быть уже и поздно. По этой причине, использование психологических и эмоциональных состояний, свойственных человеку, в технических устройствах проводилось с особой осторожностью. Наличие связанных компьютерных сетей, а также доступ роботов и компьютеров к информационным магистралям, порождали реальную опасность несанкционированного распространения электронных версий негативных человеческих эмоций и психологических состояний.

Перечень достигнутого в текущем десятилетии был бы неполным, если не упомянуть о достижениях в области выращивания человеческого мозга. Речь идет о выращивании изолированного мозга в лабораторных условиях, вне человеческого организма. Выращивание изолированного человеческого мозга было обусловлено необходимостью проведения ряда экспериментов над человеческим мозгом для проверки многочисленных теорий и гипотез. Кроме этого, выращенный девственный мозг мог быть использован для записи в него копии человеческой личности, разумеется, при отработке способов подобного копирования.

Выращивание органов вне человеческого организма практиковалось с начала века, и за прошедшие десятилетия замена изношенных органов человека стала привычной и рядовой процедурой. Выращивание каждого органа начиналось с деления единичной клетки при индивидуальных параметрах температуры, концентраций и химического состава окружающей среды. Реализуя свою генетическую программу роста, клетка развивалась естественным образом в полноценный орган. Если орган, в процессе роста не подвергался улучшениям, то он развивался в соответствии с существующей генетической программой. Если же требовалось не только вырастить функционирующий человеческий орган, но и в процессе роста улучшить его, изменить размеры, структуру свойства, то производилась корректировка естественной генетической программы различными способами.

Мозг является самым сложным органом в организме человека, к тому же выполняющим ответственные и важные функции, поэтому к искусственному выращиванию мозга ученые приступили значительно позже, после наработки опыта практического выращивания других органов. Например, сердце, которое является важнейшим органом человеческого организма, с точки зрения сложности своего строения представляло собой комок мышц, пронизанных кровеносными сосудами и нервами, и выполняло простейшую функцию регулярного сокращения. Функции головного мозга не находилась в прямой зависимости от правильности выращивания его пространственной структуры и формы. Скрупулезно выращенный мозг, состоящий из здоровых клеток и оптимально снабжаемый кислородом и питательными веществами, мог быть мертв функционально. Существовали и обратные случаи, когда искалеченный, сильно поврежденный мозг живого человека выполнял все присущие ему сложные функции, как и прежде.

Поэтому естественным шагом в отношении выращенного вне организма человека мозга являлось его обучение. Обучение мозга могло происходить либо вне человеческого организма, например, в лабораторных исследованиях, что выглядело весьма неоднозначно с точки зрения морали, либо после пересадки живому человеку взамен утратившего свои функции собственного мозга. Подобное решение также не являлось лучшим, поскольку допускало гибель личности уже существующей, и долгое воспитание новой личности в старом теле. Физическое тело менялось проще, чем мозг. Некоторое улучшение функций стареющего мозга, пересаженного в новое физическое тело, все же происходило. Однако этот метод не решал проблему сохранения личности человека кардинально. Поэтому необходимость в операциях по пересадке мозга, при которых не гарантировалось сохранение личности, была спорной. Ученые понимали, что существующие противоречия могли быть устранены кардинально только в случае создания технологий, способных копировать текущее состояние личности человека, с последующим перенесением зафиксированной информации в человеческий мозг, выращенный искусственно.

<<<     Пятое десятилетие (2040-2050 гг.)     >>>