На что похоже будущее? Даже ученые не могут предсказать… или могут?

В следующие сто лет биология будет главенствовать среди наук…

Фримен Дайсон, 1996 г.

Генетика занимается изучением ДНК — тех коротких участков ДНК, которые мы называем «генами», и всего остального, от чего они зависят. Гены — носители наследственности, своего рода «программные файлы» нашего тела. В них содержатся инструкции — исполняемый код. Гены окружают другие «файлы с кодом», определяющим, когда и насколько усердно гены должны работать. Код большинства генов считывается и используется для синтеза белков, являющихся строительными блоками наших тканей и органов, а также для формирования гормонов, антител и транспортных систем в наших клетках. Тем самым гены определяют важную часть нашей физической оболочки, нашего здоровья и врожденных способностей.

Для манипуляций с генами мы придумали специальное название — генная инженерия. На самом деле эксперименты такого рода имеют давнюю историю. Благодаря вмешательству в гены с помощью достаточно примитивных методов (того, что называется селекцией) початки кукурузы, которые еще 10 000 лет назад походили на колосковые соцветия полевых трав, превратились в мясистые плоды цилиндрической формы, а место волков рядом с человеком заняли мопсы. В недалеком прошлом уже теперь в лабораторных условиях мы создали растения, ставшие фабриками по выработке фармацевтических препаратов, и получили сорт риса, служащий источником витамина А, от которого зависят состояние нашей иммунной системы и острота зрения. Мы продолжаем манипулировать генами в терапевтических целях, в рамках борьбы с инфекциями, а также для создания новых источников энергии и получения устойчивых источников пищи, но сам способ, которым мы добиваемся этого, ведет нас в абсолютно новый мир инновационных технологий, возможности которых еще не до конца изучены и не совсем понятны.

Геномика занимается формированием и анализом полных наборов генетических данных. Основываясь на сборе информации, данная дисциплина выросла из генетики и молекулярной биологии, то есть наук, имеющих дело с белками и генетическим материалом: ДНК и РНК. Задача геномики — подробно описать состав и взаимодействия «молекул жизни» внутри наших клеток. Впервые определить всю последовательность азотистых оснований в составе человеческой ДНК удалось чуть более 10 лет назад. Наш геном представлен различными комбинациями всего четырех букв A, C, T и G. Весь наш генетический материал выглядит как строка из 3 млрд букв, распределенных примерно по 20 000 словам. Если бы каждая из этих букв была того же размера, что и шрифт на этой странице, а буквы стояли бы ровной строчкой друг за другом, то протянулась бы эта строчка от Лондона до Рио-де-Жанейро. Сегодня геном человека стал частью обширной библиотеки, включающей чуть более 4000 организмов — от бактерий и вирусов до шимпанзе, утконоса и растения «японский вороний глаз» (ДНК которого по массе в 50 раз превосходит нашу). Но составление каталогов кодированных форм жизни — это только начало пути. Если в качестве примера взять применение геномики в медицине, то оптимистический сценарий будет выглядеть приблизительно так. Во-первых, мы должны изучить структуру генома и составить другие, имеющие отношение к данному, каталоги, чтобы выявить все условия, заставляющие гены работать. Затем нам следует проанализировать биологию генома: расшифровать инструкции, выяснить, какие части генома действительно инструкции, а какие нет; и, если они не являются инструкциями, мы должны понять, что в них такого, что им удалось оставаться в составе генома на всем протяжении эволюции. В-третьих, мы должны использовать полученные знания, чтобы разобраться в биологии заболевания и ответить на ряд вопросов: как и почему, например, наша ДНК препятствует развитию определенного заболевания или, наоборот, ускоряет его течение; как наша ДНК взаимодействует с ДНК атакующих нас микробов; наконец, как нам применить результаты в разработке «умных» препаратов направленного действия, которые повысят эффективность системы здравоохранения.

С того момента, когда мы наконец научились расшифровывать наш геном и начали понимать смысл инструкций в «генетическом талмуде», прошло всего-то два десятилетия. Мы до сих пор продолжаем разбираться с функциональными элементами человеческого генома, включая как те из них, что формируют гены, так и те, что не образуют их. (К примеру, некоторые разделы нашей ДНК отвечают за стабильность генома и обеспечивают корректность его структуры.) Для решения этой задачи потребуется еще немало исследований. Однако уже сейчас имеется достаточно данных для интерпретации. Всего через два года после публикации полной последовательности генома человека в 2004 г. на рынке появился тест, позволяющий получить полную расшифровку генома. В период с 2007 по 2014 г. только в США 500 млн человек приобрели такие тест-системы, чтобы получить доступ к заключенной в их генах информации. Результаты продаж в интернет-магазинах и в розничных сетях показывают стабильно высокие темпы роста, которые и не думают снижаться. В следующие два десятилетия мы сможем не только во всех подробностях анализировать свои геномы, но и спуститься на уровень ниже, углубляясь в дебри генетических данных и все более бесцеремонно обходя — на свой страх и риск — последние оплоты анонимности.

И вот теперь, когда мы уже достаточно повозились с генетическим кодом, присутствующим в разных формах жизни на Земле, наступает новая эра, в которой генная инженерия станет тем, чем она должна быть. Научившись расшифровывать генетический код и начав осваивать его грамматику, мы можем приступить к написанию чего-то своего. Со временем из-под нашего пера будут выходить все более и более сложные ДНК, и в ближайшие два десятилетия мы, несомненно, станем свидетелями создания новых форм жизни или воскрешения тех, которые когда-то исчезли с нашей планеты. Кроме того, даже если это и не кажется столь же захватывающим — как с философской, так и эволюционной точки зрения, — использование биологического кода за рамками биологии станет обыденным делом, превратившись в неотъемлемую часть нашей профессиональной и личной жизни. В конце концов, ДНК — это код, который автономно воспроизводит сам себя, код, который вот уже почти 4 млрд лет неустанно реагирует на изменения среды, приспосабливаясь и видоизменяясь без какого-либо участия со стороны человека. Если мы доберемся до сути генома, а потом научимся тому, что с такой легкостью делает ДНК, а именно — самообучению, адаптивности, самовоспроизводству, то есть вещам, с которыми до сих пор не справляются небиологические машины, произойдет настоящая революция во взаимодействии вычислительных систем и механизмов ДНК.

Генетика и геномика будущего откроют перед нами небывалые возможности: мы не только будем лучше понимать, как устроено наше тело и наша среда, но и научимся управлять ими, а наши технологии достигнут еще более высокого уровня персонализации. Но как мы распорядимся этими достижениями и как будем использовать постоянно растущий запас знаний о генах и геномах? Давайте остановимся подробнее на ряде революционных технологий, которые задают вектор развития генетики сегодня.

Изучение генома

Еще совсем недавно даже для анализа ДНК, не говоря уже о секвенировании целых геномов, использовалось крупногабаритное дорогостоящее оборудование, устанавливавшееся в специально предназначенных для этого лабораториях. Как известно, на составление полной карты человеческого генома в 2000 г. ушло 15 месяцев, а расходы на проект достигли $300 млн. К 2006 г. стоимость картирования генома отдельно взятого человека сократилась до $14 млн. Десять лет спустя она составляла уже около $1500, а сама процедура занимала два дня. Сегодня при секвенировании уже можно обойтись не только без лабораторий, но даже и без генетиков. Секвенсоры нового поколения уже ничем не напоминают своих массивных предшественников, легко помещаясь в кармане. Пока они еще не способны полностью расшифровать весь геном, но это лишь вопрос времени. В данный момент они разрабатываются с целью анализа тех генов, знание о которых по каким-либо причинам считается важным. Новейшие представители этого класса устройств способны, к примеру, распознавать геномы определенного вида бактерий или штамма вируса, проникающих в организм человека. Результаты уже представляются весьма многообещающими, особенно если говорить о применении в регионах, где ситуация в сфере здравоохранения особенно тяжелая. В Западной Африке благодаря одному такому портативному устройству для секвенирования удалось выявить у пациентов 148 геномов вируса Эболы. Предполагается, что с развитием геномных технологий в будущем появятся миниатюрные и простые в использовании инструменты, которые позволят в полевых условиях за считаные часы ставить диагноз и определять эффективное лечение против таких вирусных инфекций, как коронарный вирус, лихорадка денге, Эбола, чикунгунья и Зика. Однажды они могут стать частью нашей повседневной жизни, как это произошло с мобильными телефонами.

Но и это далеко не предел — мы начинаем использовать для анализа ДНК полупроводники. Не так давно Крис Таумазу из Королевского колледжа Лондона разработал чип, который умещается в устройстве размером с USB-накопитель и в течение нескольких минут может обеспечить визуализацию результатов своей работы на компьютере. В задачи этой полупроводниковой технологии не входит изучение всех 3 млрд азотистых оснований человеческого генома. Вместо этого анализируется тот 1 % оснований, который уникален для каждого человека, выступая в качестве своего рода «биологического IP-адреса». Разные чипы в оболочке USB-накопителей распознают разные генетические мутации, тем самым выявляя предрасположенность к определенному заболеванию или, например, оценивая способность организма конкретного человека к метаболизму тех или иных лекарственных препаратов. «Врач больше не будет разбираться с заболеваниями, которые были у вас в прошлом, — он будет предупреждать недуги, которые ждут вас в будущем», — поясняет Таумазу.

Использование генома

Геномная революция, безусловно, открывает небывалые возможности в области здравоохранения, но этим ее значение далеко не исчерпывается. В геноме любой формы жизни закодированы инструкции, определяющие ее существование. В течение последних нескольких лет появились новые, более эффективные методы работы с генами, позволяющие воплотить в реальность то, что еще совсем недавно казалось чем-то из области научной фантастики. Во многом этим мы обязаны выдающемуся открытию Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпаньте — CRISPR [5], самому мощному инструменту геномной инженерии в современном мире. Разрабатывался он в качестве нового механизма для изменения ДНК. Благодаря ему мы получили возможность ближе познакомиться с функциями отдельных генов, активируя их или, наоборот, блокируя, а также разрезая ДНК в определенных местах таким образом, чтобы можно было изменить или дополнить последовательность. Это означает, что теоретически мы можем аккуратно удалить нежелательную версию гена, из-за которой образуются больные клетки, и заменить ее здоровой, работающей так, как надо. Но арсенал приемов в рамках данной технологии редактированием не ограничивается. В будущем она поможет нам выяснить, что делают те 98 % ДНК, которые не участвуют в кодировании белков. Таким образом, мы перейдем от алфавита генома к его грамматике и пунктуации. Здесь-то нам и пригодится возможность произвольно включать и выключать те или иные гены. В частности, мы начинаем использовать свет для контроля места и времени внесения изменений в ген, а также обеспечения обратимости вносимых изменений. Работа эта ведется в рамках еще одного динамично развивающегося направления под названием «оптогенетика». Суть ее заключается в том, чтобы научиться управлять деятельностью нервных клеток с помощью света в лабораторных условиях. Она поможет нам лучше понять, как работает мозг человека. Ожидается, что в течение следующих двух десятилетий результаты этих исследований позволят пролить свет на причины ряда заболеваний, включая дегенеративные заболевания нервной системы, эффективные методы лечения которых в настоящее время отсутствуют, таких, например, как болезнь Паркинсона, эпилепсия, болезнь Альцгеймера, инсульт и потеря слуха. Кроме того, сейчас ведется разработка так называемых CRISPR-таблеток — заключенных в съедобную оболочку ДНК-последовательностей, адаптированных таким образом, чтобы провоцировать самоуничтожение устойчивых к антибиотикам бактерий.

Мы уже видим результаты применения различных технологий, связанных с CRISPR, в нашей повседневной жизни — от серьезных (борьба с вымиранием пчелиных колоний) до курьезных (возможность выбрать цвет своего будущего питомца — собаки, карликовой свиньи или карпа кои). В следующие несколько десятилетий благодаря им могут быть созданы сложные синтетические биоцепочки, превращающие клетки в фабрики по производству биотоплива, а также выведены устойчивые к инфекциям породы домашнего скота. Более того, существуют планы по выведению «CRISPi-кур», в геном которых будут встроены инструменты для CRISPR-редактирования. Наконец, стоит упомянуть о так называемых фармацевтических средствах — например, трансгенных курах, в яйцах которых будет содержаться препарат для борьбы с проблемами, вызванными холестерином.

Еще одна возможная сфера применения геномных технологий — попытки воскресить вымершие виды животных. Уже началась работа по изменению генома эмбрионов слона с целью воссоздания мамонтоподобных шерстистых арктических слонов. Другой вид, который пытаются вернуть к жизни ученые, — странствующие голуби, истребленные нами в XIX в.

Генетика, информационные технологии и биохакинг

Теперь, когда освоены методы расшифровки, мы легко можем провести параллели между ДНК, рассматривая ее как систему кодирования, и вычислительными системами. Последние несколько десятилетий одним из главных факторов геномной революции была революция цифровая. И вот настал черед ДНК участвовать в развитии информационных технологий, выступая в качестве движущей силы инноваций. Запас долговечности у ДНК как носителя, используемого в качестве хранилища данных, вне всякого сомнения, намного больше, чем у любого другого вида носителей за всю историю развития информационных технологий. Причем, в отличие от дискет и компакт-дисков, использовать ее можно будет до тех пор, пока на планете будут люди, располагающие технологией ее расшифровки. Еще одно преимущество ДНК как хранилища данных — размер: весь наш геном умещается в клеточном ядре, диаметр которого обычно составляет 2–10 микрон. Много это или мало? Микрон — это одна миллионная часть метра. Даже человеческий волос имеет толщину около 75 микрон. Чтобы доказать саму возможность использования ДНК в качестве хранилища, не так давно был проведен эксперимент, в ходе которого в нее удалось поместить текстовые файлы и аудиофайлы, включая 154 сонета Шекспира и 26-секундную аудиозапись речи Мартина Лютера Кинга «У меня есть мечта». Для записи использовался двоичный код, аналогичный тому, который применяется в цифровой технике, с той лишь разницей, что в качестве битов (нулей и единиц) в нем выступают основания A, C, G и T в различных комбинациях. Бит — наименьшая единица информации, которая может храниться и обрабатываться на компьютере. Чтобы закодировать сонеты Шекспира с помощью ДНК, потребовалось 5,2 млн битов.

Хранение данных — не единственная сфера применения ДНК: перспективы построения самих вычислительных систем на основе ДНК кажутся даже более захватывающими, хотя в вопросе о возможности реализации этой идеи и сохраняется некоторая неопределенность. Все началось с использования ДНК для решения ряда сложных задач. Это вызвало живой интерес у специалистов в области вычислительных систем, которые ищут пути снижения стоимости и снятия технологических ограничений, связанных с производством все более миниатюрных компонентов для все более компактных компьютеров, смартфонов и планшетов, ставших неотъемлемой частью нашей жизни. Непрерывный процесс миниатюризации устройств вот-вот достигнет своего предела: по прогнозам исследователей из компании Intel, это произойдет уже в ближайшее время. Но в ДНК-компьютерах в качестве входных данных выступают отдельные молекулы, а молекулы белков могут использоваться как процессоры. В отличие от традиционных вычислительных систем, в которых данные обрабатываются последовательно, на что уходит много времени, ДНК-компьютеры способны осуществлять обработку информации в параллельном режиме, а значит, скорость обработки вырастает многократно. Расчеты проводились с использованием свободноплавающих ДНК или РНК в пробирках или на стеклянных пластинах, похожих на предметные стекла для микроскопа, со слоем золота, воспроизводящим разметку системной платы. На этой поверхности создается и закрепляется набор молекул ДНК, кодирующих возможные решения какой-либо вычислительной задачи.

Они также могут использоваться там, где обычные компьютеры просто не поместятся: внутри клетки или в составе тончайших синтетических материалов. Это открывает перед нами новые возможности: мы сможем создавать крошечные биокомпьютеры, которые будут проникать в клетки, находить пораженные болезнью ткани и избирательно запускать ведущую к самоуничтожению последовательность или же перепрограммировать поврежденную ДНК клетки. Например, можно было бы перепрограммировать раковые клетки таким образом, чтобы остановить их распространение и рост опухоли, или заставить стволовые клетки обновлять органы. Кроме того, уже были проведены опыты, показавшие, что с помощью биокомпьютеров можно контролировать процесс введения биологически активных терапевтических молекул, включая некоторые препараты.

Созданы не менее впечатляющие примеры молекулярных цепей на базе ДНК, в том числе кодирующая разновидность игры в крестики-нолики (которая способна составить конкуренцию человеку в интерактивном режиме) и извлекающая квадратный корень, а также искусственные нейронные сети, способные к автономной работе, похожей на работу мозга. Однако пока что попытки повторить логику цифровых компьютеров, к сожалению, не привели к достойному результату, и вычислительная мощность ДНК в выполнении какого бы то ни было алгоритма не идет ни в какое сравнение с существующими кремниевыми компьютерами.

Тем не менее возможностей для практического применения новых технологий в биологии и биомедицине предостаточно. С развитием вычислений на основе ДНК в ближайшие десятилетия появятся новые, более совершенные ДНК-устройства, которые будут использоваться в качестве биодатчиков, при постановке диагноза, в нанопроизводстве и управлении биологическими процессами в наших собственных клетках. Они также будут задействованы в разработке «умных» лекарственных препаратов — веществ, которые способны распознавать и анализировать различные физиологические параметры, а также выполнять логические операции с целью введения препаратов или регуляции экспрессии генов, — и методов доставлять их в то место в теле, где они больше всего нужны. Если не ограничиваться «умными» технологиями, которые будут определять наш образ жизни и самочувствие в будущем, исследования на стыке ДНК и компьютерных вычислений могут приблизить нас к ответу на вопрос о последовательности шагов, приведшей к появлению жизни в известных нам формах.

Можно не сомневаться, что, подобно тому как на смену массивным вычислительным машинам размером с полдома, использовавшимся исключительно специалистами, пришли общедоступные портативные устройства, со временем генетика станет более доступной для людей за пределами традиционных лабораторий, перемещаясь в личное пространство. Наука о генах и геномика уже стала намного доступнее, а способы и сфера ее применения существенно расширились, и этот процесс «демократизации» будет только ускоряться.

С одной стороны, большая доступность означает больше возможностей, но с другой — создает новые трудности. И врачи, и пациенты спешат воспользоваться преимуществами персонализации, которые дает нам геномная революция, в результате чего персонализированные подходы уже применяются в ряде областей — от подбора оптимальной дозы лекарственного препарата до выбора наилучшего курса лечения при лейкемии, ВИЧ или раке кишечника. Все чаще к ним прибегают те, кто ничем не болен, но кто тем не менее стремится понять, что станет с его здоровьем в будущем. Многие люди сегодня используют готовые наборы, которые можно выбрать непосредственно на полке или онлайн, чтобы получить доступ к своему геному с помощью генеалогического ДНК-теста. По мнению сотрудника компании Autodesk Эндрю Гесселя, работающего в том числе над проектами по дизайну наночастиц, разработке новых технологий синтезирования ДНК и расшифровке генома человека, лежащая в основе работы по секвенированию ДНК бизнес-модель постепенно меняется. Уже сейчас есть компании, готовые бесплатно секвенировать геном человека, чтобы потом продать результаты анализа или использовать их при предоставлении других услуг. Другие компании будут платить за возможность секвенировать геном определенных людей, потому что в нем присутствует какая-либо редкая черта, оправдывающая усилия специалистов по анализу ДНК-кода. Представьте, например, что будут найдены генетические механизмы, отвечающие за такие привлекательные свойства, как сохранение волос, отсутствие волос в нежелательных местах, отсутствие седины, сокращение потребности во сне, замедление старения, сохранение остроты зрения или способность видеть в темноте. Исследование геномов людей с такими чертами может помочь в разработке препарата, который дал бы возможность получить их и другим людям.

Но, чтобы использовать какую-либо генетическую информацию, образцы нашего ДНК должны быть переданы тем, кто будет их анализировать. В итоге заключенные в пробирку секреты нашего генома отправляются в лаборатории, где небольшие их фрагменты подвергаются расшифровке и интерпретации, а результаты пересылаются нам обратно через интернет. На первый взгляд, ничего страшного в этом нет. На самом деле, даже если сейчас возможность почувствовать себя потомком викингов или восстановить давно утраченную родственную связь с Клеопатрой и кажется чем-то забавным, в ближайшее десятилетие глубина анализа генетических данных изменится настолько, что это может представлять угрозу для нас. Ведь человеческий геном не только позволяет однозначно идентифицировать его владельца, но также содержит информацию о нашем этническом наследстве и предрасположенности к заболеваниям и нарушениям, включая психические, что может иметь серьезные последствия с точки зрения сохранения неприкосновенности нашей частной жизни.

По мнению специалиста по компьютерной безопасности и защите персональных данных Эмилиано де Кристофаро из Университетского колледжа Лондона, даже недавние инициативы в области здравоохранения, направленные на создание общедоступных наборов данных ради всеобщего блага, по сути дела, предполагают получение согласия от пациентов и доноров на нарушение неприкосновенности их частной жизни. По его словам, существующие методы деперсонализации генома, заключающиеся в удалении идентификаторов с целью сокрытия личности владельца генома, едва ли эффективны. К примеру, не так давно группе исследователей удалось установить личности людей, используя всего лишь информацию с генеалогических веб-сайтов. Причем на этих сайтах даже нет полных данных о последовательности генома — там есть лишь небольшие разрозненные фрагменты.

Де Кристофаро предупреждает: публикация данных ДНК опасна не только из-за того, что в результате роста мощности вычислительных систем в ближайшие годы их станет намного проще анализировать, но также и из-за того, что в них содержатся части генома, функции которых нам сейчас неизвестны и в разглашении которых мы никакой опасности не видим. Но по мере углубления нашего понимания генома эти фрагменты данных ДНК вполне могут быть использованы против их владельцев. Не будет большим преувеличением сказать, что в будущем мы непременно столкнемся с попытками использовать данные ДНК в системах оружия. Знание особенностей генома предполагаемой цели, в соответствии с опасениями экспертов, может служить основой для создания персонализированного биооружия, способного убить выбранную цель, не оставляя никаких следов. Но де Кристофаро говорит и о вполне обыденных угрозах: что будет, если мы узнаем, что определенная мутация связана с каким-либо психическим расстройством? Публикация таких данных будет иметь очень серьезные последствия. Давайте не забывать, что с точки зрения безопасности раскрытие геномных данных — колоссальная проблема, не имевшая исторических прецедентов, поскольку вероятность правильно идентифицировать индивидуума по геному не снижается со временем, а информация о геноме человека может быть автоматически распространена на его близких родственников. И если в конце концов кто-то узнает ваш пароль от компьютера, вы можете легко обновить его. Сбросить и обновить геном невозможно.

Если исходить из менее апокалиптического сценария, в будущем продолжится наметившаяся в последнее десятилетие тенденция к демократизации, что приведет к появлению во многих крупных городах общественных лабораторий, где люди без специальной научной подготовки будут работать над внедрением недорогих, доступных технологий. Мы знаем немало проектов — от выработки дешевого инсулина до селекции сельскохозяйственных культур, — в которых принимали участие неспециалисты. Развитие генетики также дает немало пространства для увлекательного времяпрепровождения: от баркодирования последовательности ДНК джемов до создания бактерий, которые светятся в темноте, как фонарик.

Но и это еще не все. Эндрю Гессель считает, что со временем биотехнологии станут такой же неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, как персональные компьютеры, интернет и облачные технологии: практически в каждом доме появятся простые в использовании устройства на их основе — например, зубные щетки, контролирующие состав микробов у вас во рту.

Хотя многое из того, что сулит нам в будущем генетика, уже становится реальностью, есть вещи, которые вряд ли будут реализованы в ближайшем будущем, а если и будут — то не так, как большинство из нас ожидает. Однако, по словам Гесселя, мы можем быть совершенно уверены, что методы анализа ДНК обязательно станут качественнее, эффективнее и дешевле, что будет иметь колоссальное значение, так как с их помощью мы сможем создавать живые существа. «Эта технология неизбежно будет стремительно развиваться, — резюмирует он. — Даже если бы мы захотели, мы бы все равно не смогли остановить данный процесс. Это как с компьютерами».

6

Синтетическая биология

Адам Резерфорд.

Думаю, каждый согласится, что $314 за галстук — это дорого. А что, если он выткан из паутинного шелка? Звучит странно, но цена уже не кажется такой заоблачной. Паутинный шелк — удивительный материал: белок, принимающий разные формы в зависимости от вида паука и того, для чего этот белок используется — плетения паутины, опутывания жертвы или защиты яиц. У каждой формы свои механические и физические свойства, свой запас эластичности, но все они превосходят любые материалы, производимые сейчас людьми. При пересчете на единицу массы прочность каркасной нити паутины оказывается выше прочности стали. Все формы выделяются в брюшной полости паука через паутинные бородавки, которые представляют собой сложную структуру из множества паутинных трубочек, формирующих короткие волокна белка шелка в зависимости от требуемого типа паутины.

Разумеется, было бы здорово поставить производство паутинного шелка на поток, чтобы извлечь пользу из его замечательных физических характеристик, но разведение пауков, как известно, — занятие не из легких. У большинства есть ряд индивидуальных особенностей, которые не совсем подходят для современных методов ведения сельского хозяйства. А без них мы не сможем обеспечить производство волокна в достаточных объемах: в большинстве своем пауки живут поодиночке и, попадая в компанию подобных себе, проявляют склонность к каннибализму. Так что вторая причина, объясняющая высокую цену галстука, заключается в том, что он соткан из настоящего паутинного шелка, но при этом этот шелк никогда не был даже рядом ни с одним пауком и не контактировал ни с одной паутинной бородавкой. Шелк этот был выращен и ферментирован на дрожжах.

Добро пожаловать в удивительный мир синтетической биологии. Фраза в заголовке этого раздела — не что иное, как оксюморон: биология — это часть природы, а потому она не должна иметь дела с синтетикой. Это противоречие отражает самую суть технологии, которая однажды будет оказывать значительное, если не решающее, влияние не только на наш гардероб, но также и на медицину, сельское хозяйство, фармацевтику, энергетику и даже космонавтику. Галстук — первое изделие компании Bolt Threads, занимающейся внедрением в производство методов синтетической биологии. В определенном смысле мы стали свидетелями серьезной вехи. Конечно, это еще не совсем тот продукт, который годится для массового коммерческого производства и сбыта на широком потребительском рынке, — пока что было изготовлено всего 50 галстуков из паутинного шелка, и даже стильный узор переплетений в сочетании с синим цветом не дает забыть о достаточно высокой цене. В сферу интересов Bolt Threads входит производство материалов для одежды без использования продуктов традиционного животноводства и растениеводства, то есть хлопка, шерсти и шелка, получаемых от неэффективных организмов, коими являются растения и животные. Вот уже более 10 000 лет мы занимаемся «дизайном» животных и растений с тем, чтобы они обеспечивали нас всем необходимым. Но возможности земледелия и животноводства всегда были ограничены одним обстоятельством — медленным и трудоемким процессом селекции с использованием полового размножения, обусловленного главным образом биологической необходимостью и протекающего почти исключительно с участием организмов одного вида. Благодаря синтетической биологии мы можем навсегда забыть о скрещивании и селекции, объединяя свойства организмов, между которыми невозможны никакие половые контакты, отделенными друг от друга на дереве эволюции сотнями миллионов лет, — пауков и дрожжей. Задача специалистов в области синтетической биологии заключается в том, чтобы извлечь исходный код и встроить его в значительно более производительные биологические фабрики.

Естественный исходный код — это ДНК. Белок паутинного шелка закодирован в генах, которые в течение нескольких сотен миллионов лет присутствовали только в организме пауков. Несколько десятилетий назад мы научились выделять и описывать гены точно и быстро. Тогда нам стало интересно: а нельзя ли их поместить обратно в организмы, относящиеся к тому же виду или даже к совершенно другим видам? Мы можем оставить гены без изменения, чтобы понаблюдать за тем, что будет с ними происходить; мы можем изменить их или даже специально повредить, чтобы выяснить, в чем их функция, изучая последствия изменения или деформации определенных фрагментов. Это — генная инженерия, в основе которой лежит тот факт, что исходный код в биологии универсален, так как все организмы на Земле — это ответвления от одного эволюционного дерева с удивительно раскидистой кроной, которая, согласно идее Чарльза Дарвина о естественном отборе, росла и цвела в течение приблизительно 4 млрд лет. А это означает, что ДНК — носитель наследственной информации всех живых существ. Мы имеем дело с обманчиво простым алфавитом, состоящим всего лишь из четырех букв-оснований, образующих язык, которым написаны гены; слова в языке генов складываются из аминокислот. В генах всех живых существ используется всего 21 аминокислота. При соединении аминокислот получаются белки. Так формировались и формируются все белки, когда-либо существовавшие на нашей планете, а все живое состоит из белков.

Историю генной инженерии принято начинать с середины 1970-х гг., когда мы поняли, что при правильном подходе для клетки, или организма-хозяина, происхождение ДНК не имеет никакого значения, пока она может ее прочитывать. Гены с инструкциями для синтеза белков и их последующей жизнедеятельности, которые прежде формировались исключительно в рамках одного вида, теперь можно было записать в ДНК совсем другого вида.

За несколько лет до того The Beatles изобрели семплирование в музыке. При работе над треком «Бенефис мистера Кайта!» («Being for the Benefit of Mr. Kite!») для альбома «Оркестр клуба одиноких сердец сержанта Пеппера» (Sgt Pepper's Lonely Hearts Club Band, 1967 г.) Джордж Мартин и Пол Маккартни использовали пленку с записью звуков циркового инструмента Викторианской эпохи под названием «каллиопа», разрезав ее на короткие полоски. По легенде, они бросали их в воздух, подбирали с пола первые попавшиеся и вставляли в запись. Язык нот для всех один, так что, добившись совпадения тона и ритма, музыканты смогли — впервые в истории — вставить в проигрыш между куплетами фрагменты, взятые из совершенно другой записи. С тех пор семплирование стало достаточно широко использоваться в популярной музыке, положив начало целым жанрам, прежде всего хип-хопу — самому прибыльному музыкальному жанру в истории.

В 1973 г. группа ученых из Стэнфорда под руководством Пола Берга сумела перенести ген из одного вируса в другой. Можно сказать, что с этого эксперимента по биологическому семплированию началась современная биология. Тогда были заложены основы биотехнологии, которая постепенно заняла ведущие позиции. Сегодня среди наук о жизни нет ни одной, которая бы не пользовалась этими методами. Работа по выявлению дефектных генов, приводящих к развитию заболеваний, а затем расшифровка всех наших генов в рамках проекта «Геном человека» были бы невозможны, если бы мы не умели выделять гены и переносить в бактерии, где их можно было бы комбинировать, описывать и изучать. В той области научных исследований, которой я занимаюсь, а именно — генетике развития, чтобы понять, что гены делают, они также выделяются из одного организма и встраиваются в другой, который лучше изучен или с которым проще работать. Мы брали гены человека и переносили их в бактерии, а потом, повозившись с кодом, внедряли в геном мышей. За два десятка лет с начала 1980-х гг. рекомбинация стала обычным инструментом в биологии.

С наступлением XXI в. младенческий период в развитии генетики, генной инженерии и молекулярной биологии закончился, сменившись детством. То время, прошедшее под знаком проекта по расшифровке генома человека, казалось сумасшедшим, насыщенным находками и открытиями. Наверное, такое ощущение появляется у всех, кто работает в научной области, переживающей революцию. Но сейчас, оглядываясь назад, я понимаю, что мы все работали слишком медленно и неэффективно — главным образом из-за того, что многие манипуляции, которые мы проделывали с ДНК и на которых были основаны наши эксперименты, приходилось изобретать каждый раз заново. Мы словно разрезали пленочные записи звуков каллиопы всякий раз, когда хотели использовать семплирование. Это был мир исключительно ручного рекомбинирования.

Так бывает со всеми новыми технологиями. Сначала их нужно изобрести. На этом этапе проводится множество экспериментов, а сам процесс разработки выглядит немного хаотичным. Затем они доводятся до ума и внедряются повсеместно, благодаря чему все получают к ним доступ. К новым технологиям быстро привыкают. Работать с ними становится легче. Они перестают быть чем-то необычным. Сегодня семплирование в музыке — простейшая операция, которую вы можете проделать даже на смартфоне. Я набираю эти слова с помощью технологии, которую невозможно было представить себе еще 50 лет назад, технологии, которую я едва понимаю, но которая практически всегда работает так, как ожидаешь, и основана на принципах электроники и определенных свойствах материалов. Ударяя по кнопкам, я заставляю электроны бежать по цепям через логические элементы и транзисторы в светоизлучающие диоды. Процесс этот настолько сложен, что я вряд ли смогу до конца понять, как это все на самом деле работает. Буму в электронике способствовала всеохватная торговля компонентами электронных схем. В результате они все больше и больше стандартизировались. Так что вам не нужно изобретать диод каждый раз, когда вы хотите его использовать. Достаточно просто купить его и соединить с другими компонентами. При этом вы прекрасно понимаете, что получите на выходе.

Компоненты становились все меньше, и создание все более сложных схем упрощалось. Сегодня полупроводниковая электроника используется практически во всех сферах жизни людей.

Все это хорошо известно тем, кто стоял у истоков синтетической биологии. Это были инженеры-электротехники и математики главным образом из Стэнфорда и Массачусетского технологического института в США, которые заметили, что по сути своей генетика — это закодированная цепь микросхем, которую можно собирать и разбирать, но сами генетики тратят полжизни на то, чтобы раз за разом заново изобретать эти микросхемы. Если бы компоненты, используемые в генной инженерии, удалось стандартизировать так же, как это произошло с компонентами электронных схем, это бы позволило многократно ускорить процесс внедрения наработок биологов в условиях промышленного производства.

Как раз это они и сделали. В 2006 г. основали некоммерческую организацию BioBricks Foundation, в задачу которой входило создание общедоступного хранилища стандартных частей ДНК, слегка измененных для того, чтобы их можно было комбинировать и складывать вместе, как лего. В итоге получился самый настоящий конструктор: гены и генные переключатели выделялись в виде нитей ДНК, а их концы формировались таким образом, чтобы они могли соединяться с концами других элементов, образуя биологически правильную последовательность. Любую из этих генетических деталей можно было взять из хранилища и разослать по всему миру на небольшом кусочке фильтровальной бумаги. При добавлении раствора ДНК просто открепляется от бумаги и присоединяется к следующему компоненту по принципу домино. Свести генную инженерию к такой простой операции — вещь немыслимая не только для науки прошлого, но даже и для современной науки.

Несмотря на недюжинную прозорливость и способность предсказывать будущее технологий, никто из классиков научной фантастики не сумел распознать потенциал новой науки. Эволюция с ее доведенным до совершенства за 4 млрд лет методом проб и ошибок обеспечила планету мощнейшим ресурсом для построения форм жизни — генами во всем их бесконечном разнообразии, обеспечивающем выживание внутри организма-хозяина в условиях меняющейся внешней среды. С появлением синтетической биологии мы получили систему, которая позволяет брать эти кирпичики эволюции и комбинировать их не так, как требуется для выживания организма-хозяина, а как нужно нам.

Существует много направлений синтетической биологии. Ряд исследователей не просто переписывают генетический код для определенной цели, но дополняют язык ДНК буквами, которых не существует в природе, или скорректированными версиями ДНК, которых никогда прежде не было. Другие делают упор на использование ДНК в качестве хранилища данных — собственно, в этом и заключается ее главная функция в естественных условиях. Гены — информация, а ДНК как формат данных отличается исключительно высокой степенью устойчивости, благодаря чему мы можем восстановить геномы людей и организмов, которые умерли десятки или даже сотни тысяч лет назад. Поскольку это не просто данные, а ДНК, мы точно не потеряем интерес к этому формату. Например, в мире цифровых носителей информации целостность данных нарушается, а форматы устаревают даже не за десятилетия — за считаные годы. Помните 5-дюймовые дискеты? Или видеокассеты? В рамках нескольких проектов в разных странах мира были успешно проведены опыты по сохранению на ДНК видеороликов, сонетов Шекспира, книг и иных цифровых данных. При этом ДНК в настоящее время имеет самую высокую плотность записи информации, на несколько порядков превышающую плотность записи на Blu-ray. Пока у ДНК как носителя цифровой информации есть один большой недостаток — невысокая скорость записи и чтения, из-за которой она подходит только для долгосрочного архивирования. Однако не исключено, что в будущем мы будем пользоваться компьютерами с ДНК вместо жесткого диска.

Нынешнее десятилетие — первое после рождения синтетической биологии — принесло нам множество замечательных идей, открывающих невиданные возможности для построения лучшего будущего. Разнообразие проектов и методов просто поражает, но главным направлением остается дизайн генетических цепей, которые производили бы что-то такое, создание чего любым другим способом сейчас для нас очень трудно или просто невозможно.

На данный момент одним из главных достижений в рамках работы по развитию синтетической биологии является разработка метода лечения одного из самых губительных заболеваний. Ежегодно малярией заражаются 200–500 млн человек. Около 400 000 из них — главным образом дети в возрасте младше 15 лет — умирают. Она унесла больше жизней, чем какой-либо другой недуг за всю историю человечества. В разное время появлялись методы лечения этого заболевания, дававшие короткую передышку, но их неконтролируемое интенсивное использования из раза в раз приводило к появлению паразитических простейших из рода плазмодиев, обеспечивавших адаптацию и устойчивость заболевания к имевшимся на рынке лекарственным препаратам. На протяжении последних нескольких лет самым эффективным средством являлось вещество под названием «артемизинин». Его традиционно получают из полыни однолетней, но, как это часто бывает с традиционными сельскохозяйственными культурами, его производится то мало, то много, что приводит к резким ценовым колебаниям. Когда в самом начале XXI в. компания Amyris из Сан-Франциско, работающая в области синтетической биологии, занялась разработкой нового вида дизельного топлива, которое можно было бы выращивать в дрожжевой среде, один из исследователей заметил среди компонентов извилистого молекулярного пути прекурсор артемизинина. После этого началась работа по оптимизации генетических конструкций с целью обеспечения выработки артемизинина в клетках дрожжей в промышленных масштабах. Это позволило бы получить новый источник эффективного препарата. Распознав в новой разработке потенциальное решение проблемы зависимости производства противомалярийного препарата от экономических неурядиц традиционного растениеводства, Фонд Билла и Мелинды Гейтс инвестировал в нее многие миллионы долларов. Лицензия на технологию была передана фармацевтической компании Sanofi, которая должна была вывести лекарство на рынок по существенно более низкой цене.

С самого начала развития синтетической биологии ведется разработка методов, позволяющих использовать клетки в качестве сенсоров. Некоторые из механизмов, обеспечивающих существование жизни, отличаются исключительной чувствительностью — достаточно вспомнить о том, что фоторецепторы в сетчатке наших глаз способны улавливать единичные фотоны света. Сегодня мы научились перепрограммировать клетки так, чтобы они распознавали самые разные сигналы, поступающие из внешней среды, что используется в самых разных задачах: от контроля качества мяса в супермаркете до выявления нефтяных загрязнителей или носителей инфекций в организме.

При этом область интересов синтетической биологии не ограничивается Землей. NASA уделяет большое внимание разработке технологий на основе методов перепрограммирования ДНК и активно инвестирует в них, что вполне объяснимо — ведь клетки ничтожно малы и почти ничего не весят. Как известно, вес — самый главный фактор, определяющий величину расходов в космонавтике. По некоторым подсчетам, чтобы вырвать из оков гравитации и доставить 1 кг груза с земли на орбиту, требуется приблизительно $30 000. Если всерьез рассматривать возможность отправки людей на другие планеты, нам придется найти решение для двух главных проблем. Первая связана с суровыми условиями космической среды — эволюция не подготовила нас к выживанию за пределами защитного кокона земной атмосферы, то есть там, где космические корабли будут находиться под постоянным воздействием космических лучей и порывов солнечного ветра, а люди в них будут за короткое время получать большую дозу радиации. Под влиянием этих факторов во время путешествия на Марс и обратно астронавтам будет грозить бесплодие, риск развития катаракты, а также они окажутся подвержены высокому риску развития злокачественных опухолей. Лучший способ защиты от этих смертельных лучей — толстая металлическая оболочка, вывод в космос которой из-за большой массы будет стоить непомерно дорого. Исследователи центра NASA в городе Эймс в Калифорнии обратились за решением этой проблемы к синтетической биологии, приступив к работе по получению бактерий, которые бы начинали вырабатывать цитокины под воздействием радиации. Цитокины — естественная реакция нашего организма на вызванное радиацией разрушение ДНК, поэтому синтетические бактерии, способные самостоятельно вырабатывать цитокины, могли бы противостоять этому разрушительному воздействию.

Вторая причина, по которой NASA финансирует собственную программу разработок в области синтетической биологии, связана с тем, что после приземления на другой планете астронавтам понадобятся кров, кислород и пища. В рамках нескольких разных проектов началась работа по созданию из компонентов, имеющихся в хранилище BioBricks, клеток, которые могли бы вырабатывать кислород, пищу и даже строительные материалы: благодаря способности выделять цементирующие молекулы в процессе роста в песке, выполняющем роль марсианского риголита, такие клетки образуют плотные блоки, похожие по своим свойствам на кирпичи. При этом в качестве сырья выступают пробирка с клетками, вода и марсианский песок. Для получения нужного результата с Земли будет достаточно доставить на Марс лишь первый компонент из списка.

Такой полет творческой фантазии вряд ли стал бы возможен, если бы не невероятный энтузиазм, рождаемый мечтами о фантастическом будущем, которое может стать реальностью благодаря синтетической биологии. Эта область кипит молодым задором. Комбинировать генетические цепочки можно как угодно — никаких рамок, кроме вашей фантазии, не существует. Проблема в том, что долгое время лишь немногие из таких фантазий удавалось довести до полноценной реализации. Оказавшись в живой клетке, составленные на бумаге цепочки вели себя не совсем так, как ожидалось. То, что по плану должно было на выходе быть чистым цифровым сигналом, растворялось в шуме создаваемых системой помех. Получить конечные продукты, будь то химические датчики, лекарства или виды топлива, не получалось. Чтобы разрабатываемые NASA защитные устройства для астронавтов стали пригодны для использования, потребуется еще не одно десятилетие. Как оказалось, разработанное Amyris дизельное биотопливо плохо годилось для производства в промышленных масштабах, что не позволило компании хотя бы даже приблизиться к объемам выпуска, обеспечивающим приемлемый уровень рентабельности. Дешевый артемизинин должен был заполонить рынок еще несколько лет назад, но это ему так до сих пор и не удалось. При этом уже сформировался черный рынок, в результате чего препарат попадает в руки потребителей, которые в большинстве своем не следуют рекомендациям ВОЗ, предполагающим его применение исключительно в составе комплексной терапии. Итог — уже сейчас начинают формироваться очаги резистентности к нему.

Несмотря ни на что у синтетической биологии действительно огромный потенциал. Ее рождение в первое десятилетие XXI в. сопровождалось небывалым ажиотажем. К ней было приковано внимание прессы. Все говорили только о ней. Но, как это часто случается с новыми технологиями, ей не удалось в полной мере оправдать ожидания. Период шумихи сменился более приземленным и спокойным этапом, когда нужно просто работать. Так что скоро мы увидим вполне реальные продукты синтетической биологии, помогающие решать реальные проблемы в современном мире. Подход к ДНК сменился — теперь она рассматривается как программная начинка (software) или, точнее, как нервная система (wetware). Наряду с программированием ДНК инженеры, занимающиеся ее нервной системой, ищут ошибки в продуктах, которые в скором времени будут выведены на рынок, и исправляют их. Галстук Bolt Threads — рекламный прием, демонстрация возможностей технологии, которая однажды полностью изменит наш подход к производству вещей. Научные революции не терпят спешки и обычно происходят в несколько этапов. Десятки тысяч лет мы выращивали, собирали и совершенствовали материалы, из которых состоят все вещи в нашем мире. Довольно скоро многие из них будут вырабатываться внутри живых клеток в соответствии с запрограммированными нами цепочками, представляющими собой переработанную версию природных.

7

Трансгуманизм

Марк Уокер.

По мнению трансгуманистов, мы должны радикальным образом усовершенствовать самих себя, вооружившись передовыми технологиями, такими как фармакология, генная инженерия, кибернетика и нанотехнологии. Иными словами, нужно попытаться создать людей нового типа — «постлюдей», как их иногда называют, — которые будут намного лучше нас. Представьте мир будущего, населенный новым видом постлюдей, которые счастливее, добродетельнее, умнее нас и чья жизнь измеряется не десятилетиями, а веками: это будущее, каким его представляют трансгуманисты и каким они его пытаются сделать.

Намного счастливее

Мы знаем, насколько для нас важно счастье. Нас совсем не удивляет, когда люди отказываются от славы, власти и денег, если им кажется, что эти вещи не принесут им счастья, и отлично понимаем родителей, которые заявляют, что они просто хотят, чтобы их дети были счастливы.

Поэтому, учитывая главную цель трансгуманизма, а именно — сделать нашу жизнь лучше, стремление трансгуманистов использовать науку и технику, чтобы сделать нас намного счастливее, кажется вполне закономерным.

Сегодня мы знаем, что генетическая составляющая счастья (под которым понимаются положительные эмоции и общая удовлетворенность тем, как складывается жизнь) важна ничуть не меньше, чем генетическая составляющая нашего роста. Разумеется, нам следует проявлять осторожность в рассуждениях о генетической составляющей счастья: гены предопределяют далеко не все, и большинство особенностей человека формируются в результате взаимодействия генов и среды. Тем не менее мы все знаем людей, которые счастливее большинства из нас. Это люди, у которых как будто по волшебству открывается второе дыхание, кто быстрее приходит в себя после серьезных неудач и так далее. Эти счастливчики — носители «генов счастья» — генетических последовательностей, коррелирующих с позитивных настроем. Ученым уже удалось идентифицировать эти гены. С развитием биологических наук станет возможным программировать потомков с помощью генной инженерии таким образом, чтобы они чувствовали себя намного более счастливыми, чем средний человек сегодня. Более того, у нас уже есть технология, которую можно использовать для того, чтобы хотя бы начать работу над программированием более счастливых потомков. Процедура зачатия детей в пробирке часто включает проведение генетического тестирования созданных в лабораторных условиях эмбрионов перед тем, как поместить их в организм матери. Обычно целью такой проверки является обнаружение генетических маркеров заболеваний. В некоторых случаях также определяют пол ребенка. Но ничто не мешает нам также проверять эмбрионы на наличие генетических маркеров, указывающих на предрасположенность к счастью, и отбирать их по этому критерию.

Впрочем, мы можем даже и не ждать, когда генная инженерия и генная селекция сделают большинство людей счастливыми. Генетическая модификация — далеко не единственный путь к счастью. Я сам выступил с предложением о создании «таблеток счастья», призванных облечь в лекарственную форму вещества, делающие людей счастливее, чтобы помочь тем из нас, кому не выпал счастливый билет в генетической лотерее, то есть подавляющему большинству людей. И, в отличие от существующих средств, таких как валиум и экстази, эти таблетки будут давать естественное ощущение счастья, не подавляя когнитивные способности. Если бы нам удалось направить усилия всего общества на реализацию предложения о создании «таблеток счастья», нам бы вполне хватило одного десятилетия. Стоимость такого проекта составила бы около миллиарда долларов в год — небольшая сумма по меркам мировой экономики. При этом отдача от этих денег была бы просто огромной. Мы бы все смогли ощутить ту необыкновенную легкость, с которой идут по жизни самые счастливые из нас. Добавим сюда еще и неочевидные последствия: чем счастливее люди, тем охотнее они общаются с другими людьми, тем внимательнее к своим друзьям, тем лучше у них оценки в школе и университете, тем крепче их браки, тем больше их ценят коллеги и начальство — и это далеко не полный список.

Намного добродетельнее

Мы тратим колоссальные ресурсы на то, чтобы воспитать в себе порядочность и нравственность. В детстве нам постоянно твердят, что нельзя лгать и бить других детей, что нужно быть вежливым и играть со сверстниками, не забывая делиться с ними своими игрушками. Повзрослев, мы продолжаем учиться основам морали, например, в рамках общедоступных образовательных программ, знакомящих нас с ужасами расизма, и на концертах рок-звезд, заставляющих обратить внимание на незавидную судьбу тех, кому повезло меньше, чем нам.

Ряд трансгуманистов выступают с предложением, фигурирующим в их работах под названием «генетическая добродетель» или «нравственное совершенствование» — о необходимости дополнить усилия, направленные на то, чтобы сделать людей добродетельнее через воспитание и образование, усилиями по совершенствованию их биологической природы. В основе этого предложения лежат две базовые идеи: согласно первой, поведение человека и его личностные качества зависят от генетической составляющей; вторая гласит, что моральный облик человека определяется поведенческими и личностными особенностями.

Соответственно, у этих особенностей есть та или иная генетическая подоплека, так что мы можем с уверенностью предполагать наличие генетической составляющей также и у добродетельного поведения. Нас, скорее, очень удивило бы ее отсутствие. Мы даже можем наблюдать элементы добродетельного поведения у других видов: мама-мышь заботится о своих мышатах, а человекообразные обезьяны время от времени делятся друг с другом пищей в соответствии с принципом, который мы бы назвали «принципом справедливости».

Идея использования генетических основ добродетели состоит в том, чтобы снабдить наших потомков бо`льшим количеством биологических элементов, отвечающих за нравственность, сократив при этом количество элементов, способствующих формированию порочных наклонностей. Как и в случае со счастьем, для достижения необходимого биологического эффекта, вероятно, можно было бы прибегнуть к генной инженерии, отбору эмбрионов и специальным лекарственным препаратам. Однако и здесь следует быть осторожными, чтобы не скатиться в генетический детерминизм: даже если мы обеспечим потомков генами, коррелирующими с более добродетельным поведением, нет никакой гарантии, что эти потомки действительно будут руководствоваться в своем поведении соображениями нравственности и морали. В наиболее благоприятном варианте этим мы добьемся лишь увеличения вероятности того, что они будут вести себя лучше. Гены не предопределяют все на 100 %.

Значительная продолжительность жизни

Люди всегда хотели жить дольше. Однако особых успехов в этой области мы так и не достигли. В момент, когда пишутся эти строки, рекорд продолжительности жизни по-прежнему принадлежит Жанне Кальман, дожившей до 122 лет (1875–1997). Медицине пока не удалось повысить максимальную продолжительность жизни, о чем свидетельствует тот факт, что за всю историю человечества, как мы знаем, было совсем немного тех, кто прожил больше 100 лет. Однако она сделала многое для увеличения средней продолжительности жизни людей, главным образом за счет сокращения смертности среди младенцев.

Приверженцы идеи о радикальном увеличении продолжительности жизни полагают, что с помощью науки и технологий мы сможем преодолеть биологические ограничения и перешагнуть столетний рубеж, и тогда люди — а точнее, постлюди — смогут жить сотни, если не тысячи, лет. Чтобы добиться этого, мы, например, можем последовать примеру моего соседа, который уже много лет ездит на одном и том же пикапе: он просто-напросто заменяет узлы по мере износа. Для сравнения — в среднем срок активной эксплуатации автомобиля составляет восемь лет или около того; возраст пикапа моего соседа в пять раз больше, и автомобиль в безупречном состоянии. В теории можно будет поддерживать человеческое тело в «исправном» состоянии бесконечно долго, восстанавливая и заменяя стареющие клетки и органы, например, с помощью какой-нибудь инновационной технологии, предполагающей использование стволовых клеток. Ученые уже продемонстрировали, что на основе собственных стволовых клеток пациента можно выращивать новые органы, такие как мочевой пузырь, в лабораторных условиях. Предполагается использовать простой принцип «вырезать и вставить» для того, например, чтобы удалить старый мочевой пузырь и заменить его новым органом, выращенным в лаборатории. При этом вполне возможно, что даже удалять ничего не придется: в ходе клинических исследований стволовые клетки использовались для восстановления сердечных мышц после сердечного приступа.

Борьба со старением и смертью затрудняется отчасти тем, что они обусловлены множеством причин. Сотрудники фонда SENS, некоммерческой организации, занимающейся развитием идеи о радикальном продлении человеческой жизни, выделили семь основных проблем: клеточная атрофия, раковые клетки, митохондриальные мутации, устойчивые к апоптозу клетки, уплотнение внеклеточной матрицы, внеклеточные и внутриклеточные скопления. Для каждой из них нужно найти решение с помощью биомедицинских методов или методов клеточной инженерии. Определенные успехи уже есть, о чем свидетельствует появление ряда эффективных способов продления жизни, опробованных в исследованиях с участием животных. Не так давно ученым удалось увеличить продолжительность жизни мышей на 25 % за счет создания клеточного «выключателя», обеспечивающего удаление старых клеток определенного класса (стареющих клеток). Причем мыши не просто стали жить дольше — благодаря меньшему количеству возрастных заболеваний у них также улучшилось здоровье. Так что и мы можем надеяться на то, что однажды наука и технологии помогут нам сделать наши собственные жизни намного длиннее.

Ни одна из описанных выше технологий не способна помочь в случае смертельной травмы: даже если собрать вместе все существующие сейчас технологии использования стволовых клеток, они не помогут вам, если на вас упадет пианино с высоты третьего этажа. Но трансгуманисты предусмотрели даже и такую ситуацию, предложив технологии восстановления, которые, несмотря на всю свою футуристичность, вполне могут быть доступны уже в XXI в. Суть их идеи заключается в создании резервной копии мозга: активность вашего мозга будет постоянно сканироваться в мельчайших подробностях, а результаты — записываться, в результате чего при необходимости можно будет воссоздать его на основе собранных данных. В одном из вариантов этой идеи предполагается использовать небольшую армию нанороботов, то есть роботов размером с молекулу, для фиксации молекулярной структуры мозга человека. В случае несовместимой с жизнью травмы можно будет их активировать, заставив восстановить раздавленный пианино мозг или создать новый на основе сохраненной резервной копии.

А еще можно загружать всю эту информацию резервной копии вашего мозга в компьютер на подходящую платформу. По сути дела, речь идет о перемещении вашего сознания из биологического субстрата (вашего мозга) в компьютерный. В связи с этим возникает ряд непростых метафизических вопросов об истинной природе того, что останется от вас в результате такой миграции, и о том, будет ли такая операция простым копированием. Единого мнения на этот счет у трансгуманистов (и философов) нет. Я поддерживаю тех, кто утверждает, что мы все-таки можем пережить такую миграцию. Более того, я готов пойти еще дальше и заявить, что может существовать несколько версий одного человека: если вы переживете перенос из биологической оболочки в компьютерную систему, то значит, ничто не помешает загрузить вас в несколько компьютеров. Таким образом вы обретете бессмертие, ну или по крайней мере приблизитесь к нему.

Намного умнее

Существует хорошо известная корреляция между размером мозга и интеллектом. (На самом деле у многих видов также следует учитывать общий вес тела, но в данном случае мы можем им пренебречь.) Наш мозг в три раза больше мозга шимпанзе, хотя генетически мы очень схожи — наши геномы идентичны на 96–98 %. Учитывая, что геном человека состоит приблизительно из 20 000 генов, от наших сородичей нас отделяет 1000 или даже всего лишь 400 генов. Исходя из этого наблюдения, мы могли бы попытаться создать вид постлюдей с помощью существующих технологий генной инженерии. Давайте назовем его «человек большеголовый» (Homo bigheadus), объем мозга которого будет в два-три раза больше объема мозга современных людей. С точки зрения технологии все достаточно просто. Существуют специальные гены (гомеобокс-содержащие гены), отвечающие за размер различных частей тела. Увеличивая экспрессию генов, регулирующих размер мозга в ходе развития человеческой зиготы, в принципе можно попробовать создать существо со значительно более крупным головным мозгом. С помощью различных комбинаций этих гомеобокс-содержащих генов мы могли бы заставить некоторые части мозга расти активнее. Например, мы знаем, что высшие когнитивные функции сосредоточены в неокортексе. Поэтому, если мы хотим сделать людей умнее, нам бы стоило попробовать увеличить эту часть мозга путем воздействия на гомеобокс-содержащие гены, отвечающие за развитие соответствующей области.

Однако наличие возможности совершенно не означает, что мы непременно должны ею воспользоваться. Мы не знаем, приведут ли такие эксперименты к созданию постчеловеческого интеллекта, то есть существа, которое превосходило бы нас по своим интеллектуальным способностям так же, как мы превосходим обезьян. Но и оснований полагать, что такие эксперименты обязательно закончатся неудачей, у нас тоже нет. Как раз для этого ученые и проводят эксперименты — чтобы узнать, получится у них или нет. Впрочем, следует признать, что сейчас, например, большинство экспериментов по применению технологий генной инженерии для изменения свойств растений не приводит ни к чему хорошему. Выбросить в компостный ящик пучок растений, оставшийся от неудачного эксперимента, труда не составляет. С человеческими зиготами или младенцами так поступить не получится. Тем не менее необходимая научная и технологическая база у нас уже есть: мы вполне можем уже сегодня начать работу по созданию Homo bigheadus, проводя такого рода эксперименты. К счастью, мало кто из ученых готов переступить через морально-этические нормы и пренебречь соображениями безопасности, чтобы сделать это. Если мы не хотим уподобиться таким дискредитировавшим себя идеологиям, как евгеника, мы должны выносить вопросы, связанные с проведением столь неоднозначных исследований, на обсуждение всего общества.

Попытаться улучшить когнитивные способности можно и другими, менее радикальными средствами. По данным ряда исследований, около трети студентов колледжей прибегают к психостимуляторам — «умным» препаратам вроде модафинила и аддералла — для повышения успеваемости. Также проводились предварительные эксперименты по «киборгизации» человеческого сознания путем создания интерфейсов между компьютером и мозгом. Есть еще один весьма простой способ расширения возможностей мозга взрослого человека — создать большое количество новых клеток за счет неогенеза. (В мозге взрослого человека, как правило, формируется относительно небольшое количество новых клеток.) Эксперименты с участием пациентов с болезнью Альцгеймера показывают, что зародышевая нервная ткань может соединяться с нервной тканью взрослого человека и при этом нормально функционировать. Благодаря этому методу у нас, вполне возможно, появляется еще один способ создания Homo bigheadus. Мы могли бы постепенно наращивать объем клеток мозга (вместе с увеличением размера черепа) испытуемых, чтобы проверить, приведет ли это к значительному улучшению их интеллектуальных способностей.

Аргументы в пользу трансгуманизма

Размышляя об аргументах в пользу трансгуманизма, мы в первую очередь задаемся вопросом о моральной стороне этого направления, а не о возможности реализации связанных с ним идей. В этой главе будущее рассматривается в категориях морали: каким оно должно быть, а не каким оно будет.

Хотя трансгуманисты и заявляют о моральной оправданности стремления сделать человека намного лучше, они вовсе не настаивают, что оно должно коснуться каждого, включая противников трансгуманизма. В данном случае правильнее провести параллель с утверждением об оправданности усилий, затраченных на получение высшего образования: из него же не следует вывод об обязательности такого образования для всех и каждого. И дело не только в нарушении прав и свобод личности — скорее всего, принуждение просто-напросто не даст нужного эффекта. Трансгуманисты, как правило, выступают против того, чтобы принуждать взрослых что-то делать, даже если эти взрослые убеждены, что это пойдет только на пользу.

Учитывая неприятие патернализма, вполне закономерно, что трансгуманисты поддерживают идею о «праве на биологическую свободу». Уже сейчас есть ситуации, в которых мы оперируем категорией биологической свободы, признавая право человека на нее: в нашем обществе людям разрешается вносить изменения в их биологическую оболочку, например, с помощью лазерной коррекции зрения и всевозможных косметических операций, таких как увеличение груди. Трансгуманисты полагают, что это общее право на биологическую свободу, то есть право распоряжаться собственным телом по своему усмотрению, распространяется — или должно распространяться — в том числе и на радикальное улучшение человеческих способностей. Во всяком случае, мы можем утверждать, что биологическая свобода тесно связана со свободой совести, признаваемой многими современными либеральными государствами. Ограничение права на радикальное улучшение интеллектуальных способностей или эмоционального состояния равнозначно ограничению права на выбор вероисповедания, так как в этом случае мы рискуем пережить меньше счастливых моментов и не достичь той степени свободы мышления, на которую рассчитываем.

В своей аргументации трансгуманисты нередко прибегают к принципу «невиновности по аналогии», проводя параллели между работой по усовершенствованию биологической природы человека и развитием культуры: они предлагают вспомнить, что по-настоящему эффективные виды письменности, благодаря которым у людей появилась возможность хранить информацию в письменной форме, были изобретены всего несколько тысяч лет назад. Появление письменности, обеспечившей людей дополнительным хранилищем вне мозга, привело к резкому скачку в развитии интеллектуальных способностей человека и его способности запоминать информацию. Мы склонны рассматривать это культурное явление исключительно в позитивном ключе. Так что, если следовать проведенной аналогии, наше отношение к попыткам улучшить собственную биологическую природу должно быть таким же.

В обоснование своих взглядов многие трансгуманисты ссылаются на положительные стороны усовершенствований. Как уже отмечалось выше, право или обязанность совершенствоваться, чтобы быть счастливее, может быть связано с общей потребностью в счастье. Право — или даже обязанность — совершенствоваться, чтобы стать добродетельнее, сопряжено с желанием сделать нашу жизнь и мир вокруг нас лучше. Задача развития интеллекта в итоге оказывается напрямую связана с задачей познания истинной природы Вселенной и понимания нашего места в ней. Наконец, задача продления жизни имеет прямое отношение к стремлению сделать существование богаче и полнее.

Аргументы против трансгуманизма

Почти до конца 1990-х гг. противники трансгуманизма выстраивали свою аргументацию не столько на неприятии его сути, сколько на неверии в достижимость поставленных им задач. Критики идеи создания принципиально нового, намного более совершенного человека за счет использований технологий объявляли ее чем-то из мира научной фантастики либо просто смеялись над ней. Все изменилось в 1996 г., когда родилось первое клонированное млекопитающее — овечка Долли. Несмотря на сохраняющийся скептицизм, оппоненты трансгуманизма начали признавать, что некоторые из предложений трансгуманистов вполне могут быть реализованы, переключившись на вопрос целесообразности и этической составляющей.

По мнению Леона Касса, бывшего председателя Совета по биоэтике при президенте США, трансгуманизм — это проявление губительной самонадеянности. Касс полагает, что готовность трудиться и идти на жертвы тесно переплетается со многими из наших самых глубинных желаний и стремлений. С точки зрения трансгуманизма вопрос реализации этих желаний и стремлений перестает быть вопросом о том, какие усилия должен приложить для этого конкретный человек, превращаясь в вопрос о том, какие технологии следует использовать для достижения поставленных целей. Когда в 1521 г. Фернан Магеллан (почти) обогнул земной шар, его путешествие казалось настоящим триумфом человеческого духа, поступком, достойным восхищения. Сегодня любой легко может повторить подвиг Магеллана — для этого достаточно купить несколько авиабилетов. Вряд ли кому-нибудь придет в голову назвать перелет на самолете «триумфом человеческого духа». Впрочем, контраргумент Касса кажется убедительным только в том случае, если мы согласимся, что, став совершеннее, мы не сможем поставить перед собой новые, более амбициозные цели.

Фрэнсис Фукуяма опасается, что из-за трансгуманистов станет невозможным политическое равенство: сейчас с точки зрения человеческой природы мы все одинаковые, и эта одинаковость служит фундаментом политической стабильности и легитимности. Отсюда знаменитый вопрос, которым задается Фукуяма: «Что случится с политическими правами, если мы действительно сможем вывести две породы людей: одну — с седлами на спинах, а другую — со шпорами на сапогах?» [6] Ответить на него можно, например, так: даже если у нас появится технология создания рабски покорных людей «с седлами на спинах», это вовсе не означает, что мы непременно ею воспользуемся. Несомненно, у нас есть все основания опасаться такого исхода — как мы знаем, на всем протяжении истории человечества одни люди эксплуатировали и обращали в рабство других. Но, по мнению трансгуманистов, трансгуманизм с его идеей о генетически запрограммированной добродетели как раз дает надежду на прекращение такой эксплуатации, а не на ее углубление.

Еще один критик трансгуманизма — новозеландский философ Николас Агар. В обоснование своей позиции он предлагает проделать следующий мысленный эксперимент. Предположим, говорит он, я решу воспользоваться современными технологиями, чтобы сделать умнее свою собаку Коко. При этом мозг Коко увеличится до размеров человеческого, в результате чего в нем появятся нейронные структуры, обеспечивающие возможность овладения человеческим языком. Ее рот, язык и горло также будут адаптированы к речевой функции. Изменятся и ее передние лапы: большие пальцы будут противопоставлены всем остальным, благодаря чему у нее разовьется мелкая моторика. В результате она сможет совершать манипуляции, необходимые для печати на клавиатуре, шитья и так далее. Овладев своими вновь обретенными лингвистическими, когнитивными и поведенческими навыками, Коко начинает посещать местную начальную школу. Через некоторое время она переходит в среднюю школу, а потом становится студенткой колледжа. Прежняя жизнь кажется ей бессмысленной: она больше не приходит в восторг при мысли о прогулке вокруг квартала, да и нюхать столбы ей нравится уже не так сильно, как прежде. Ее больше не устраивает, что при человеке ей нельзя забираться на кровать и так далее. Если задуматься, произошедшее с собакой больше походит не на совершенствование и развитие, а на уничтожение прежней Коко. Заботы, представления и желания прежней Коко не имеют почти никакого значения для нее новой: мы изменили ее настолько, что она просто перестала существовать. Таким образом, Агар утверждает, что трансгуманизм не сделает жизнь людей лучше, так как самих людей больше не будет. Данный способ аргументации напоминает совет Аристотеля не желать другу стать богом: если пожелание сбудется, изменения будут носить столь радикальный характер, что, по сути, они буду означать смерть друга. Рассуждая аналогичным образом, Агар предполагает, что трансгуманизм не отвечает потребностям людей и не дает ответы на стоящие перед ними вопросы. Вместо этого он предполагает создание существ с желаниями и заботами, не имеющими ничего общего с человеческими.

Часто критике подвергаются предложения трансгуманистов по радикальной перестройке определенных аспектов человеческой натуры. Так, например, стремление сделать людей намного счастливее сравнивается с сюжетом романа Хаксли «О дивный новый мир», где все закончилось утратой истинного счастья. Моральное совершенствование критикуют из опасений, что, став лучше, люди потеряют самостоятельность или свободу воли. Что касается резкого скачка в развитии интеллектуальных способностей, он вызывает неприятие у критиков в связи с риском появления «злых гениев». Трансгуманисты горячо отстаивают свои идеи, отвергая все обвинения. В частности, защищаясь, они прибегают все к тому же аргументу о «невиновности по аналогии». В настоящее время существуют люди, не подвергавшиеся никаким изменениям, которым просто повезло в генетической лотерее и которые благодаря этому по самой своей природе счастливее, добродетельнее и умнее среднестатистического человека. По справедливому замечанию трансгуманистов, никто не думает, что такие люди не могут быть по-настоящему счастливы, что они не свободны в своем волеизъявлении или что они чаще остальных становятся злыми гениями. Так что, утверждают трансгуманисты, было бы просто неправильно допускать, что вмешательство в гены обязательно приведет к столь нежелательным последствиям. Для примера представьте, что в будущем вы встречаете двух людей, которые чувствуют себя счастливее остальных в силу генетической предрасположенности. Геном одного из них — результат генной инженерии. Второму просто повезло родиться таким. Если бы вам не сказали, кто из них кто, вы бы никогда сами не догадались, а значит, с этической точки зрения, по мнению трансгуманистов, было бы неверно утверждать, что один из них не способен испытать истинное счастье. Таким образом, трансгуманисты не согласны с идеей о пропасти между естественными и искусственными созданиями.

Несколько мыслей в заключение

Трансгуманизм поднимает важные и актуальные вопросы о будущем человечества. Надеюсь, из моего рассказа читателю стало понятно, что у трансгуманизма есть все шансы стать главной темой XXI в. Разумеется, в рамках небольшой главы невозможно не то что подробно проанализировать, но даже кратко осветить все области, которые могут быть затронуты трансгуманизмом. Однако я все-таки попробую в завершение остановиться еще на нескольких значимых проблемах. Первая — взаимосвязь трансгуманизма и религии. На первый взгляд может показаться, что у трансгуманизма не может быть ничего общего с религией. Однако с этим утверждением не согласны члены Мормонской трансгуманистической ассоциации — одного из крупнейших и наиболее активных действующих объединений трансгуманистов. Вместе с несколькими аналогичными организациями ассоциация выступает в поддержку идеи о глубокой связи между религией и трансгуманизмом. Еще одна тема, о которой я не упомянул, касается создания искусственных людей на основе передовых компьютеров или роботов. Не упомянул я и проблему трансгуманизма в искусстве. Вопроса о месте трансгуманизма в политике я коснулся лишь вскользь. Он становится все более актуальным, особенно если учесть, что в ряде стран появились активные политики, выступающие в поддержку трансгуманизма.

Наконец, наверное, самая важная тема, которая осталась за рамками этой главы, — это риск глобальной катастрофы. Тема эта заботит трансгуманистов не меньше, чем использование передовых технологий на благо человечества, но все-таки следует признать, что многие из инноваций, которые так интересуют трансгуманистов, легко могут оказаться на службе сил зла.

БУДУЩЕЕ ОНЛАЙН

Искусственный интеллект, квантовые вычисления и интернет

8

Облака и интернет вещей

Наоми Клаймер.

Облака и интернет вещей (ИВ) отлично дополняют друг друга, образуя мощный инструмент, который будет оказывать все большее влияние на нашу жизнь. Если не вдаваться в детали, благодаря облачным технологиям вы получаете доступ к общему пулу ресурсов, включая средства хранения и обработки данных, а также приложения и сервисы. Суть в том, что вам больше не нужно заботиться о реализации и поддержке этих возможностей на собственном оборудовании, так как вы всегда имеете доступ ко всем необходимым ресурсам, но только расположенным где-то в другом месте. Более того, при наличии постоянного доступа, вы сможете использовать куда более разнообразные и мощные ресурсы, чем могли бы получить в свое личное распоряжение. Разместив данные в облаке, вы получаете мобильность. Вы можете в любой момент получить доступ к своей электронной почте в Париже или Каире, вы можете работать в Чикаго или Токио, оставаясь все время на связи с головным офисом и при этом имея возможность посмотреть любимый сериал на Netflix в свободное время. Эти технологии уже изменили наш образ жизни, дав нам возможность пользоваться всеми преимуществами гибкого рабочего графика и постоянного доступа к самым разным развлечениям.

Еще одна область, в которой нам на помощь приходят облака, — совместная работа. Если ваши данные и приложения размещаются на удаленном сервере, вы вполне можете привлечь к работе над одним проектом людей, физически находящихся в разных местах. Особенно большое значение это имеет в отраслях, где есть сотрудники, которым нужно, например, выезжать к клиентам или работать в полевых условиях: теперь они могут обращаться к коллегам за помощью, находясь вне офиса. Важную роль играет эта технология и в творческих отраслях. Например, раньше во время Олимпийских игр телеканалам приходилось отправлять на место их проведения многочисленные группы специалистов. Теперь же достаточно иметь на месте всего нескольких сотрудников, так как большая часть работы может выполняться в головном офисе. Причем просто подключить всех к интернету недостаточно — нужны специальные инструменты, обеспечивающие совместную работу в виртуальной среде. (Если вам когда-нибудь доводилось участвовать в телефонных конференциях с десятью людьми, вы должны знать, насколько трудно организовать участников таким образом, чтобы каждый мог высказать свое мнение, не перебивая других. Достаточно добавить к такому звонку простейшие онлайн-инструменты визуализации взаимодействия, такие, например, как возможность показать остальным, что вы хотите взять слово, и работать становится намного легче и удобнее.) Так что перспективы использования облаков в будущем напрямую зависят от качества и гибкости инструментов для виртуального взаимодействия. Но уже сейчас понятно, что у нас появится намного больше возможностей для взаимодействия и что центральную роль в этом будут играть именно облачные технологии.

Если интернет — это единая сеть для всей планеты, позволяющая собирать данные и обмениваться ими друг с другом, то ИВ — это то, что дает возможность делать то же самое вещам (физическим объектам, таким как автомобили, термостаты, холодильники и т. д.). По данным Internet-WorldStats.com, в 2016 г. число пользователей интернета составляло около 3,7 млрд человек. Вещей в интернете намного больше, чем людей: согласно некоторым оценкам, к 2021 г. их количество достигнет 50 млрд. Уже сейчас мы пользуемся «умными» (включенными в ИВ) устройствами для контроля своего физического состояния и состояния здоровья, наблюдения за другими людьми, которые не могут сами позаботиться о себе, и непрерывного мониторинга определенных медицинских показателей, таких, например, как частота сердечных сокращений или уровень сахара в крови. Мы в самом начале пути. Многое, включая вопросы неприкосновенности частной жизни, безопасности, влияния таких решений на общество и их эффективности, до сих пор — предметы активного обсуждения. Но остановить развитие ИВ, судя по всему, мы уже не в силах.

Тем временем компании в разных секторах экономики начинают запускать пилотные проекты в сфере ИВ. Они пока не на слуху, но именно здесь мы можем получить наибольшую экономическую выгоду и именно такие проекты могут помочь нам справиться с теми трудностями, которые стоят перед конкретными странами и миром в целом. К примеру, операторы ветроэлектростанций начинают понимать, что, установив датчики, они смогут на основе передаваемой информации непрерывно подстраивать положение лопастей так, чтобы с максимальной отдачей использовать ветер. Это похоже на управление парусами на корабле для достижения максимальной скорости. В результате можно добиться прироста объема вырабатываемой энергии на 25 %. Фабрики работают над организацией обмена данными с поставщиками, чтобы автоматизировать процесс размещения заказов и обеспечить своевременную поставку необходимых деталей и компонентов. Датчики на конвейере могут помочь распознать и решить проблему еще до того, как она проявится, а также отложить плановое обслуживание в тех случаях, когда оборудование вполне исправно, и тем самым сэкономить время и силы специалистов для по-настоящему важных и не терпящих отлагательства задач. Международные производственные концерны вроде Bosch или Airbus могут наладить оперативный обмен информацией между фабриками, обеспечивая централизованное решение проблем и внедрение новшеств с использованием знаний, полученных в отдельных подразделениях.

Еще одна особенность ИВ — возможность сбора огромных объемов данных. Сегодня у нас есть очень дешевые датчики с низким энергопотреблением и подключением к интернету, которые мы можем использовать для сбора текущих данных о людях, окружающей среде или определенных системах. С их помощью можно моментально узнавать о протечках в системах водоснабжения или выявлять вспышки гриппа, организуя распределенный сбор данных с большого числа личных мобильных телефонов.

В данный момент одна из главных проблем ИВ — проблема принятия разумных решений на основе огромных объемов данных из различных источников. Чаще всего при обсуждении данной темы оперируют аббревиатурой DIKW, обозначающей иерархию сущностей — данные (Data), информация (Information), знания (Knowledge) и осмысленные решения (Wisdom). В качестве данных может выступать набор чисел. Из них можно, например, получить информацию о том, что у вас есть товар № 32 с определенным сроком годности. Знание, которое вы извлекаете из полученной информации, заключается в том, что товар № 32 — это молоко, а его срок годности истек еще вчера. Результирующее разумное решение — настало время покупать новую партию молока! Приведенный пример до банального прост, но, когда вы имеете дело с гигантскими объемами разнородных данных, чтобы принять разумное решение на основе этого моря информации, вам придется по-настоящему потрудиться. В области анализа и обработки данных даже появляются новые профессии. Нам нужны люди, которые сумеют разобраться в том, как на основе неограниченного массива данных сделать полезные выводы практического характера. Им придется сформулировать вопросы, на которые мы хотим найти ответы с помощью данных, а также выявить значимые закономерности.

Один из прогнозов относительно нашего будущего говорит о том, что в ближайшие два десятилетия большинство людей будут жить в городах. Совершенно очевидно, что высокая плотность населения приведет к серьезным проблемам социального и практического характера в таких областях, как энергетика, образование, здравоохранение, транспорт и многих других. Уже начались эксперименты по созданию «умных» городов, представляющих собой городские поселения, в которых все основные структуры, включая больницы, школы и транспорт, объединены в одно целое и доступны онлайн, что позволяет оперативно справляться с возникающими проблемами и разрабатывать прикладные решения для повышения качества жизни горожан. В разных частях Великобритании (в Глазго, Лондоне, Бристоле и Питерборо) и по всему миру можно увидеть немало попыток реализации концепции «умного» города. В рамках этих проектов ведется работа по внедрению широкого круга разработок — от маячков, помогающих людям с нарушениями зрения ориентироваться в Сан-Франциско и на Юстонском вокзале в Лондоне, до датчиков в контейнерах для мусора, обеспечивающих более эффективный, «умный» подход к вывозу отходов. Сейчас на рынке присутствует множество реализаций идеи «умного» контейнера для мусора, включая Big-belly (США), Enevo (Финляндия), Ecube Labs (Южная Корея). Тысячи таких контейнеров уже установлены в разных местах по всему миру. Системы подобного рода способны не только определить, что контейнер заполнен, но и спрогнозировать, когда именно он наполнится, и предложить оптимальный маршрут для служб, отвечающих за вывоз мусора. Судя по всему, данная технология работает вполне неплохо, но водителям требуется определенное время, чтобы научиться доверять системе и скорректировать свою работу.