До чего дошел прогресс: что обсуждают в музее «АТОМ»?

«Атомные дискуссии» делают научное знание понятным и запоминающимся

Можно ли считать Землю уникальной, а жизнь на нашей планете — единственной во Вселенной? Чем нейросети отличаются от человеческого мозга, если они обучаются на данных, сгенерированных людьми? Вытеснят ли квантовые компьютеры классические и какие задачи ставятся перед суперкомпьютерами? Сможет ли человек жить до 120 лет, не теряя активности и когнитивных способностей? Все эти темы уже успели раскрыть в рамках нового проекта музея «АТОМ» — «Атомных дискуссий», первого полноценного цифрового медиапродукта площадки.

Разговоры о важном

«Одних только слов о том, что мы музей будущего, музей науки и технологий, недостаточно для того, чтобы им стать. Важны конкретные действия, и проект «Атомные дискуссии» — возможность обсудить с известными учеными и признанными в своей области специалистами актуальные научные тренды, прорывные технологии, развенчать научные мифы и приблизиться к пониманию того, как устроен наш мир и какие перспективы у человека будущего», — рассказывает модератор проекта, генеральный директор музея «АТОМ», культуролог Елена Мироненко.

«Встречи организуются в гибридном формате: к нам приходят зрители, и они оказываются на настоящей съемочной площадке. Как и на любых съемках, не обходится без технических пауз, но они, как оказалось, совершенно не мешают сидящим в зале: для них это возможность обсудить друг с другом тему, о которой говорят эксперты. Мы приглашаем в качестве спикеров ведущих ученых, которые проверяют на прочность границу известного и неизвестного в актуальных областях науки и технологий. Я хочу обратить внимание, что смещение этой границы дает отличное (и, кстати, нескучное!) представление о прогрессе науки», — поясняет модератор «Атомных дискуссий», научный куратор музея «АТОМ» доктор физико-математических наук Алексей Семихатов.

Среди приглашенных участников — авторы научно-популярных книг и научных статей, доктора наук, члены-корреспонденты РАН и молодые ученые. Съемки проводятся в «Атомариуме» — пожалуй, самой футуристически оформленной площадке музея.

Почему мы до сих пор живы?

Какие условия привели к тому, что в течение 4 млрд лет Земля остается пригодной для существования и развития жизни, скажем, в отличие от Венеры и Марса? Об этом на премьерной встрече «Атомных дискуссий» рассказал Михаил Никитин, биолог, автор научно-популярных книг и научных статей, старший научный сотрудник лаборатории геносистематики растений Научно-исследовательского института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ.

Одна из причин — удачный космический адрес. «Солнце находится между рукавами Ориона и Стрельца, в области с малой плотностью звезд, а Солнечная система вращается вокруг центра Галактики по так называемой коротационной орбите. Зона коротации — это область в спиральной галактике, которая вращается со скоростью ее рукавов. Эти два фактора защитили нас от возможных вспышек сверхновых, которые «стерилизуют» окружающее их пространство на расстоянии до 5 световых лет жестким излучением», — объяснил Михаил Никитин.

Среди прочих факторов, позволивших сохранить жизнь на планете, — наличие естественного спутника. Гравитация Луны стабилизирует наклон оси Земли относительно плоскости земной орбиты, что обусловливает наличие климатических зон и смены времен года. Кроме того, Луна влияет на прибрежные организмы, вызывая морские приливы, служит навигационным «маяком» для ночных летающих животных и насекомых и даже регулирует размножение кораллов (обычно этот процесс происходит на первый-четвертый день после полнолуния).

От негативного воздействия космического излучения Землю защищают плотная атмосфера и магнитное поле, а преодолеть замкнутый круг ледниковых периодов и превращение планеты в Землю-«снежок» помогают вулканы. Землянам повезло и с оптимальным соотношением воды и суши — 70 и 30% соответственно. «Если бы суши на Земле было больше, то было бы больше пустынь — испарения имеющейся воды не хватало бы для достаточного количества дождей над всей поверхностью. Если бы вовсе не было суши, морским экосистемам было бы неоткуда получать необходимые всем организмам фосфор и другие микроэлементы, и планета-океан с большой вероятностью оказалась бы безжизненной», — прокомментировал Михаил Никитин.

До чего дошел прогресс?

Тему сходств и различий искусственного интеллекта и человеческого мозга затронули на второй встрече «Атомных дискуссий».

Когнитивный психолог, декан факультета психологии ИОН РАНХиГС доктор психологических наук Владимир Спиридонов объяснил, как его коллеги понимают интеллект и его границы: «Ну, во-первых, говорят о том, что интеллект — это общая способность. Он лежит в основании многих наших достижений, но при этом является латентным, скрытым — глазом его не видно, но за последние 100 лет психологи довольно неплохо научились его измерять. Что еще важно? Интеллект до некоторой степени можно развивать. Когда вы рождаетесь на этот свет, кое-что про ваш интеллект можно сказать по вашему раннему поведению, но ваша дальнейшая судьба связана не только с множеством внешних влияний и внутренних переживаний, но еще и с тем, что развитие вашего мышления ограничено некоторыми пределами. Сказать, что оно развивается безгранично, я не могу».

Илья Макаров, PhD, ведущий научный сотрудник Института искусственного интеллекта AIRI, подчеркнул: «Искусственный интеллект на данный момент развивается не в парадигме автоматизации и замены человека, а как хороший помощник. Человек в связке с искусственным интеллектом сейчас работает лучше, чем просто человек». При этом не стоит забывать, что искусственный интеллект — это не самостоятельная личность, а имитация, построенная на большом массиве данных, созданных и подобранных людьми.

В чем специфика искусственного интеллекта? Эксперты отметили, что он обучается на данных, которые сгенерировал человек, а затем подстраивается таким образом, чтобы человеку было с ним комфортно. Поэтому, с одной стороны, нейросеть может выступить в роли идеального собеседника и друга, а с другой — это всего лишь отражение заложенных в ней алгоритмов. Есть у него, по мнению спикеров, и право на ошибку и «галлюцинации» — ведь и человеческое мышление не идеально. Люди тоже ошибаются, путаются, фантазируют — таковы особенности нормального функционирования нашего мозга.

Кто кого? Суперкомпьютер vs квантовый компьютер

Революция в вычислениях, создание индивидуальных лекарств, разработка новых материалов и каналы передачи данных, защищенные от любого взлома, — все это сейчас среди надежд, возлагаемых на квантовые технологии. Одновременно активно — и ежедневно — работают суперкомпьютеры, решающие сложные задачи прогнозирования и моделирования. Как обстоит дело с созданием квантовых компьютеров в России, какие задачи уже сейчас решают суперкомпьютеры и вытеснит ли одна технология другую, на третьей встрече «Атомных дискуссий» обсудили с модераторами и зрителями Илья Семериков, кандидат физико-математических наук, руководитель научной группы «Масштабируемые ионные квантовые вычисления» Российского квантового центра (РКЦ), научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), и Михаил Якобовский, доктор физико-математических наук, профессор, директор ИПМ им. М. В. Келдыша РАН, член-корреспондент РАН.

Михаил Якобовский отметил, что на данный момент 99% задач, связанных с большими массивами данных, быстрее и эффективнее решают суперкомпьютеры, мощность которых измеряется в петафлопсах. Они уже могут анализировать геном, создавать климатические симуляции, прогнозировать погоду, делать расчеты для ракетно-ядерного щита, разрабатывать адресно ориентированные лекарства и обрабатывать другие масштабные данные, а квантовые компьютеры — пока нишевый, экспериментальный продукт.

Илья Семериков согласился с этой мыслью, но добавил, что в перспективе те вычисления, которые у суперкомпьютеров займут годы, квантовый компьютер сделает в течение нескольких часов, поскольку его производительность в сложных задачах развивается экспоненциально. Квантовые алгоритмы будут незаменимыми в симуляции процессов внутри реактора, разработке новых материалов, создании цифровых двойников АЭС. «Каждая квантовая операция очень медленная в сравнении с суперкомпьютерами. Но для некоторого класса алгоритмов квантовый компьютер позволяет вместо большого числа шагов обойтись малыми затратами. Квантовый компьютер решает только очень узкий класс задач там, где он действительно силен. И поэтому функция квантового компьютера — это не общее вычисление, а исполнение определенного набора алгоритмов. И, конечно, главная задача в разработке квантового компьютера — снижение количества ошибок, которые нарастают с увеличением количества кубитов, их коррекция», — пояснил Илья Семериков.

Михаил Якобовский уверен, что будущее за гибридными системами — за встраиванием квантовых ускорителей в суперкомпьютерные кластеры.

Как продлить жизнь?

Новый сезон «Атомных дискуссий» стартовал с темы продолжительности жизни. О том, можно ли прожить до 120 лет и при этом сохранить активность и ясный ум, рассказали биолог Сергей Дмитриев и медик Ольга Ткачева.

Кандидат биологических наук, заведующий отделом взаимодействия вирусов с клеткой и лабораторией системной биологии старения НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ Сергей Дмитриев объяснил старение как накопление повреждений на разных уровнях. На молекулярном уровне на состояние организма влияют мутации ДНК, окислительный стресс, укорочение теломер. На клеточном уровне начинается истощение стволовых клеток и дерегуляция иммунитета, на уровне тканей происходит хроническое воспаление, а на уровне всего организма старение проявляется через общую слабость и возраст-ассоциированные заболевания. Ученый не является сторонником гипотезы о существовании «программы старения». Он считает, что старость — это результат стохастического накопления ошибок и повреждений на всех уровнях организма.

«Но одновременно с этим стоит учитывать, что уже эволюционно заложена определенная генетическая программа, которая адаптирует наше тело в соответствии с возрастными особенностями. Мы знаем, что нет генов старения, но есть масса генов, которые определяют вероятность наступления возраст-ассоциированных заболеваний. На наш взгляд, одними из главных причин старения являются те, которые связаны с геномом и его прочтением. Здесь не только укорочение теломер, но и накопление генетических ошибок, а также эпигенетические изменения. Важно, что все это, по сути, управляемые процессы, и ученые знают, что и как влияет на их развитие», — считает Ольга Ткачева, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, директор Российского геронтологического научно-клинического центра, главный гериатр Минздрава РФ, президент Общероссийской общественной организации «Российская ассоциация геронтологов и гериатров».

Обсуждая способы достижения активного долголетия, спикеры сошлись на том, что большую роль в этом процессе играют профилактика заболеваний и ЗОЖ, поскольку до 80% характера и скорости старения определяет стиль жизни. Важен отказ от вредных привычек, физическая и умственная нагрузка, пищевой баланс (ограничение количества калорий в сочетании с необходимым количеством витаминов) и социальная активность. «Из экспериментов на животных известно, что простое ежедневное сокращение потребления калорий на 20–50% оказывает положительный эффект на продолжительность жизни», — рассказала Ольга Ткачева.

В будущем доживать примерно до 120 лет и оставаться продуктивными людям помогут персонифицированная и регенеративная медицина, победа над конкретными возраст-ассоциированными заболеваниями и омоложение на клеточном уровне. На уровне клинических испытаний уже проведены успешные эксперименты по клеточному омоложению, но пока еще нельзя говорить о том, что эта методика будет внедрена в ближайшее время.

Определенные успехи в регенеративной медицине уже достигнуты. Так, ученые «Росатома» вырастили в биофабрикаторе фрагмент искусственного сосуда, вживили его кролику, и операция прошла успешно.

В финале «Атомных дискуссий» эксперты разобрали мифы, связанные с долголетием. 

«Биохакинг — чрезмерное увлечение процессами замедления старения. Человек хочет жить вечно, оставаться вечно молодым, и для этого он производит множество различных измерений состояния организма — до 100 параметров ежедневно, пользуется не подтвержденными наукой методами и утверждает, что это работает. Но любой эксперимент должен быть воспроизводим, а в биохакинге этого нет, его приверженцы опираются на личный опыт», — пояснила Ольга Ткачева.

«Я считаю, что в биохакинге плохо то, что он подразумевает наличие определенной программы, которую «взламывают» биохакеры. Но не существует ни одной мутации, которая бы сделала человека бессмертным. А если заботиться о своем здоровье, то однозначно можно прожить дольше», — прокомментировал Сергей Дмитриев.