Виртуальный ты. Как создание цифровых близнецов изменит будущее человечества

Чтобы использовать как цифровые алгоритмы машинного обучения, основанные на компьютерных науках, так и аналоговые схемы, ориентированные на нейробиологию, был разработан чип Tianjic (исследователями из Университета Цинхуа, Beijing Lynxi Technology, Пекинского педагогического университета, Сингапурского университета технологий и дизайна и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре)[547]. Используя всего один чип, содержащий около 40 000 «нейронов» и 10 миллионов «синапсов», Лупин Ши и его коллеги из Университета Цинхуа продемонстрировали одновременную обработку алгоритмов и моделей на беспилотном велосипеде, способном на обнаружение объектов в реальном времени, отслеживание, голосовое управление, обход препятствий и контроль баланса. С помощью чипа автономный велосипед может не только балансировать, но и объезжать препятствия, реагировать на голосовые команды и принимать самостоятельные решения. Гибридный чип, в некоторой степени основанный на принципах, подобных работе мозга, действительно может водить велосипед.

Рисунок 46. BrainScaleS-1 в Гейдельберге, Германия (воспроизведено с разрешения Гейдельбергского университета)

Квантовый человек

Сейчас всех манит еще один вид вычислительной машины: квантовый компьютер. Предполагается, что эти компьютеры будут обладать замечательными свойствами, которые, если их реализовать, также могут ускорить создание виртуального человека.

Причина кроется в том, что в квантовой области атомов и молекул реальность описывается учеными с точки зрения математических объектов, называемых волновыми функциями, которые открывают глубокие новые возможности для вычислений и, в свою очередь, для виртуального человека. Эти функции, по сути, содержат все возможности того, с чем мы можем столкнуться, когда проводим наблюдение. Однако после проведения измерения вы получите только один результат. В хрестоматийном примере это то, как частицы света – фотоны – после прохождения через двойную щель создают на датчиках интерференционную картину из ярких и темных полос. Схема показывает, что каждая частица на самом деле представляет собой волну, которая проходит через обе щели одновременно, создавая два волновых фронта, которые сходятся и интерферируют, усиливая друг друга в определенных местах и тускнея между ними. Каждая частица с наибольшей вероятностью материализуется в областях наибольшей яркости, но, что примечательно, если добавить второй датчик, чтобы определить, через какую щель проходит каждая частица, интерференционная картина исчезнет. То же самое касается и электронов.

Рисунок 47. Эксперимент с двумя щелями с использованием электронов (адаптировано из работы Йоханнеса Каллиауэра; Wikimedia Commons, cc0 1.0)

В 1926 г. немецкий физик Макс Борн (1882–1970) предложил интерпретацию этого результата, которая указывает на то, что корень всей реальности должен быть выражен в терминах вероятностей, а не достоверностей. В следующем году его земляк Вернер Гейзенберг (1901–1976) опубликовал свой принцип неопределенности, который гласит, что точное измерение одного свойства атома ограничивает точность измерения другого.

Интерпретация Борна радикальней, чем кажется, и дает представление о том, почему квантовая механика столь своеобразна: переменные в уравнениях Ньютона относятся к объективным свойствам, таким как масса или скорость пушечного ядра, но, согласно правилу Борна (которое, кстати, мы еще не знаем, как обосновать)[548], волновая функция частицы света – фотона – показывает, какой результат мы могли бы получить, если бы провели измерение.

В момент наблюдения или измерения, когда регистрируется фотон, волновая функция схлопывается до актуальной, согласно «копенгагенской интерпретации», разработанной датским ученым Нильсом Бором (1885–1962). Это контрастирует с традиционной интерпретацией «классической» физики как строго детерминистской (хотя, как мы видели, динамический хаос размывает понятие того, что мы подразумеваем под детерминизмом).

Несмотря на важность своего волнового уравнения, Шрёдингер в массовой культуре известен скорее благодаря мысленному эксперименту, который придумал в 1935 г., чтобы показать, почему описание атомного мира, данное квантовой механикой, откровенно нелепо; он также помогает показать, почему современные квантовые компьютеры обладают такими необычными свойствами.