Popular science
Astronautics
Science fiction
Astronomy
18 January 2018

Температура и давление фантастики, 3/3

Часть 3. Попытка подведения итогов


[Предыдущий раздел]

Я люблю сравнивать эти две картинки:



Слева — «Пейзаж Марса в районе полярной шапки» кисти советского художника-фантаста Георгия Курнина. Предположительно 1960-х годов, достоверно не позже 1974-го. Справа — работа то ли Xinhua/Reuters Photo, то ли NASA, выполненная в 2008-м году, незадолго до посадки станции Феникс на Марс. Изображающая, как ни странно, тоже полярные районы Марса.

Картину Курнина я очень люблю. Это талантливо выполненный, высокохудожественный пейзаж, на который можно смотреть часами. Как произведение искусства, он обладает великой ценностью. Но нулевой — как источник информации о Марсе. Сегодня мы знаем, что Марс выглядит совсем не так. Автор правой картинки, без сомнения, оказался гораздо ближе к реальности, как свидетельствуют настоящие снимки Марса со станции Феникс:


[Image credit: NASA\NSSDCA]

Первый напрашивающийся вывод — что космонавтика принесла разочарование. Мы ожидали богатых красот космоса, как у Курнина, а увидели скучную пустыню, как у Рейтерс.

Вывод неверный. Всё обстоит ровно наоборот.

Взглянём ещё на один пример.

Вот диснеевский (!) мультфильм от 1957-го (!) года про гипотетическую марсианскую жизнь [860]. Где, кстати, никто не боится открыто заявлять, что жизнь эволюционировала, но это уже совсем другая история:



Шикарно же нарисовано! С богатейшей фантазией, за четыре минуты перебивающей потуги иных сериалов. Но в начале ролика, в первые 30 секунд, авторы делают очень занятную оговорку. Привожу её полностью: «Хотя научные данные указывают, что Марс — это холодный и заброшенный мир, многие учёные сегодня задумываются о том, каким бы он мог быть, если бы условия там были слегка другими. При чуть большем, чем ожидается, содержании воды и кислорода разнообразие жизни на Марсе может оказаться воистину ошеломляющим!»

Выделенное важно. Авторы не стали придумывать жизнь для настоящего Марса, который (как уже тогда подозревали) сух и пустынен. Они предпочли фантазировать про другую планету. Вероятно, не существующую в природе. Но куда более близкую нам в pT-пространстве.

Ибо человеческая фантазия, как мы уже видели, эффективна лишь в узком диапазоне температур и давлений, не слишком далёком от нормальных. Где материя нам привычна, а причинно-следственные связи очевидны.

Марс же не оказался беднее, чем мы ожидали до первых полётов к нему. Он оказался богаче. Однако это богатство требует специальных познаний. Выломившись за пределы «нормального» восприятия, оно оказалось слишком велико для нас. Все эти циркуляции атмосферы и микросейсмограмммы грунта слишком скучны для большинства. Как справедливо указал[850]  Fenyx_dml, "Реально давления ниже 0,1 атмосферы ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА являются одним и тем же вакуумом. Температуры выше какого-то предела, допустим, плазма, являются так же неразличимыми. Это только для физиков, занимающихся проблемой управляемого синтеза есть разница между 1 миллионом и 100 миллионами градусов, всем остальным — одинаково."

Но это разнообразие объективно существует, хоть мы его и не видим!

Взгляните на научные работы. Хотя бы про тот же Марс. На одном только Архиве за один только прошлый год 45 статей, упоминающих «Марс» или «марсианский» в заголовке http://arxiv.org:443/find/astro-ph/1/ti:+OR+Mars+Martian/0/1/0/past/0/1. Всего же работ по этой планете, думаю, тысячи. И разнообразие явлений, событий, концепций и идей, подаренных нам неживым Марсом, не уступает нагенерённому фантастами с 1620-го года, если взглянуть под физическим углом.

Люди изучают механизмы электризации и переноса пыли в разреженной марсианской атмосфере.

Люди изучают химию грунта Марса.

Они изучают минералогию, гляциологию и историю климата Марса.

Некоторые, натурально, специализируются по пустыням! Вот симпозиум, посвящённый исключительно и только планетарным дюнам [630] — и он уже пятый!

Люди запускают межпланетные станции, чтобы изучать поведение примесей и плазмы в верхних слоях атмосферы Марса. Поищите картинки по словам «Mars ionosphere»:



Ничего странного?

Здесь нет почти ни одной фотографии. Сплошь схемки и рисунки. Целая ветвь науки растёт на области, которую нельзя увидеть глазами, в силу эфемерности предмета её изучения.

Но чтобы понять это разнообразие, чтобы действительно ему удивиться, нужно шагнуть далеко за пределы “нормальных условий”, привычных нам. Этому, естественно, способствует изучение точных наук. Каких-то лет шесть мучений – и Вы приобретаете способность видеть мир красочным и удивительным. До одури. До религиозного экстаза. Там, где другим требуются наркотики.

Но шесть лет — это много. Раньше похожий эффект, хотя бы частично, можно было получить, почитывая приключенческую и фантастическую литературу.

Сегодня – нет. И не потому, что фантасты стали писать хуже. Отлично они пишут. Дело в другом. Просто Вселенная полна мест, где не работает не только тело, но и воображение человека. Где нет места сюжетам прекрасных картин[640][642] художников-фантастов, потому что нет людей, нет прозрачности, нет света, нет знакомой нам материи и нет того, что можно увидеть иначе, чем приборами.

Спад интереса к космонавтике после 70-х случился не оттого, что доставленные картинки и результаты оказались меньше нашего воображения. Наоборот. Они оказались больше. Сильно больше. Выйдя далеко за пределы повседневного на pT-диаграмме, они выпали из диапазона интуитивного восприятия, превратившись в абстракцию. Героичны, грустны и печальны попытки сотрудников НАСА и популяризаторов космонавтики донести в упрощённом виде все эти открытия до “общей публики”. Доставка на парашютах мост не заменяет.

Выход есть?


Со времён Джордано Бруно мы подвисли на идее поиска обитаемых миров в космическом пространстве. Идее прекрасной, не спорю. Но не пора ли подумать о поиске обитаемых сред? Искать жизнь и разум не только на поверхностях землеподобных планет, представляющих собой лишь 0.01% разнообразия условий Вселенной? Колонизировать не столько пространство, сколько новые состояния материи?

Но есть здесь одно препятствие.

Человеческое тело доставить на Марс можно. Но как доставить туда его душу? Как сделать, чтобы он не ждал, когда там «будут яблони цвести», а воспринимал именно Марс во всей его чуждой нам полноте?

Сегодня только горстка энтузиастов способна к этому. Людей, достаточно поднатаскавшихся в теме, чтобы, скажем, оценить прелесть работы [800] или ржать сквозь слёзы над [810]. Всё это — связи нейронов в голове. Лишь существо, у которого такие связи есть, может быть «марсианином», способным к адекватному восприятию однообразных (на наш взгляд) пейзажей чужой планеты.

Физики, химики, математики, программисты — тоже примеры подобных существ, обитающих в иных состояниях сознания, из которых видно нечто, доступное только им. С давних времён мы знали лишь один способ их создания: обучение людей, длительное и с высоким отсевом.

Но с некоторых пор мы научились кодировать элементы сознания в искусственных нейронных сетях. И не такие уж маленькие. Вот, к примеру[820]: тренировка сети картинками химических соединений с целью научить её предсказывать их токсичность. Вполне рабочая материализация «химической интуиции» во внешнем носителе.

Искусственное сознание, чувствительное к тонким вариациям лунной экзосферы, наверняка возможно. Но от него будет требоваться ещё одно: способность донести своё восприятие до нас, причём на интуитивном уровне.

К счастью, исторические прецеденты преобразований информации, сохраняющих её интуитивное восприятие, имеются. Пусть рудиментарные, но демонстрирующие принципиальную возможность.

Самый древний — художественный перевод. Маршак стремился[160] «верно выразить мысль и чувство» оригинала, пусть даже в ущерб дословности, и именно его работы считаются эталоном.

[Статья написана для сайта https://geektimes.ru/. При копировании просьба сослаться на оригинал. Автор статьи Евгений Бобух. Выразить благодарность автору криптовалютой можно по адресам, указанным в профиле.]

Более приближенный к машинному обучению пример — самоорганизующиеся карты[825]. Они отображают объекты из многомерного пространства в двумерное так, чтобы по возможности сохранить близость между ними, и тем самым не разрушить интуитивное восприятие их взаимного расположения:


[Отображение многомерного пространства слов на двумерную карту. Image credit: Wikipedia[825]]

Другой пример — визуализация данных методом лиц Чернова[840], при которой элементы многомерного пространства отображаются в черты лиц. Метод часто критикуют, у него много недостатков, но одного отнять нельзя: опираясь на нашу способность распознавать даже небольшие изменения в выражениях лиц, он позволяет быстро схватывать сходства и отличия между весьма многомерными объектами (кстати, у Питера Уоттса это упоминается).

Поэтому, я думаю, будущее — за искусственными «посредниками» для сред и ситуаций, выпадающих за границы нашей фантазии. За «проводниками воображения», интуиция которых хорошо работает именно в недрах Юпитера или пустынях Венеры, но которые способны переводить воспринятое в привычные нам образы. В конце концов, если разведчиком в ином мире могут быть «искусственные глаза», то почему им не может быть искусственное сознание?

В этом я вижу роль машинного обучения, способную разрешить конфликт за внимание между космонавтикой и развитием вычислительных систем. Кто первым преуспеет в этом, тот во многом определит направление экспансии человечества.

И кто знает, быть может, мы найдём нечто удивительное не за сотни парсек у другой звезды, а просто взглянув «усиленным» восприятием на нечто присутствующее рядом и хорошо нам, вроде бы, знакомое?

Приложение 1. Краткий пересказ статьи.
  • Температура и давление во многом задают состояние материи и картину физических, химических, биологических и прочих процессов. Измените их — и получите другой мир. Даже на Земле организмы из разных точек на pT-диаграмме разделены несхожестью условий куда больше, чем расстоянием.
  • Расселение человека по Земле — это в первую очередь не километры территориальной экспансии, а освоение сред обитания с новыми температурами и давлениями. И за этим процессом стоят нетривиальные изобретения.
  • На pT-диаграмме можно изобразить границы выживания человека. И человеческой инженерии. И человеческой фантазии, похоже, тоже.
  • Большинство сюжетов космической фантастики развивается при «нормальных» условиях. Произведения с большими удалениями от этих условий крайне редки.
  • Пространство состояний гораздо больше пространства расстояний. Со времён Джордано Бруно мы подвисли на идее поиска обитаемых миров в космическом пространстве. Идее прекрасной, не спорю. Но, может быть, стоит расширить наш взгляд, взглянуть на пространства иных состояний материи — тем более, что многие из них к нам гораздо ближе, чем инозвёздные миры?
  • Человечеству нужно колонизировать не только и не столько космос. Нам, в первую очередь, надо колонизировать новые состояния материи и сознания.
  • Спад интереса к космонавтике после 70-х случился не оттого, что доставленные картинки и результаты оказались меньше нашего воображения. Наоборот. Они оказались больше. Сильно больше. Выйдя за далеко за пределы привычного на pT-диаграмме, они выпали из диапазона интуитивного восприятия, превратившись в непонятное “чёрное” и “белое”.
  • Современная компьютерная графика вполне может нарисовать искусственный Марс, зрительно не уступающий настоящему. Но такое моделирование не создаёт новых научных работ и нового знания о Марсе! Оно эмулирует восприятие зрительное, слуховое — но не способно насытить высокоспециализированные «органы чувств», доступные лишь специалистам. И не потому, что какие-то из этих измерений слишком сложно сэмулировать, нет. А потому, что их слишком много. Их тысячи, и невозможно построить связную, согласованную между всеми ними картину Марса, не изучив сначала весь Марс. А для этого туда надо лететь и изучать, а не сидеть дома.
  • Человеческое тело притащить на Марс дорого, но можно. Но как притащить туда его душу? Как сделать, чтобы человек воспринимал именно Марс, во всей его марсианской полноте, а не жаждал, что там будут «яблони цвести»?
  • И вот здесь я вижу, как развитие вычислительных систем может не конкурировать с космонавтикой, а помогать ей. Ибо искусственная нейронная сеть — это определённо сконфигурированный элемент сознания. Тренировка сети — это материализация некоего рода «экспертной интуиции» во внешнем носителе. Так нельзя ли создать искусственное сознание «марсианина», способное не только воспринимать Марс во всей его полноте — но и доносить это восприятие потом до нас? Если наши приборы летают на Марс, чтобы донести до нас его изображение, то почему не могут туда летать «элементы сознания» с целью адекватно передать восприятие Марса?


Приложение 2. Обращение к медленным площадкам.
В привычном мне режиме проработки материала невозможно писать по статье в день или даже в неделю. Максимум — две-три в год. А идей много, и писать надо. Поэтому я заинтересован в площадках для публикаций, специализирующихся именно на «медленных», глубоко проработанных статьях.

Приложение 3. Опорная литература и ссылки.
160. Про переводы Маршака, http://s-marshak.ru/works/trans/predislovie01.htm

630. Конференция по планетарным дюнам: https://www.hou.usra.edu/meetings/dunes2017/background/ 

640. Красивые картины художников-фантастов: https://vk.com/wall-129239428_1710

642. Красивые картины художников-фантастов: https://vk.com/wall-129239428_1728

800. A Bump in the Night: Wind Statistics point to Viking 2 Sol 80 Seismometer Event as a real Marsquake, R. D. Lorenz, Y. Nakamura and J. Murphy, https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2016/pdf/1566.pdf

810. FIRST DETECTION OF NON-CHLORINATED ORGANIC MOLECULES INDIGENOUS TO A MARTIAN SAMPLE. C. Freissinet, D. P. Glavin, A. Buch, C. Szopa, R. E. Summons, J. L. Eigenbrode, P. D. Archer Jr, W. B. Brinckerhoff, A. E. Brunner, M. Cabane, H. B. Franz, S. Kashyap, C. A. Malespin, M. Martin, M. Millan, K. Miller, R. Navarro-González, B. D. Prats, A. Steele, S. Teinturier, P. R. Mahaffy and the SAM and MSL science teams, https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2016/pdf/2568.pdf

820. A Deep Learning Computational Chemistry “AI”, Garrett Goh, Pacific Northwest National Laboratory, https://www.slideshare.net/SessionsEvents/garrett-goh-scientist-pacific-northwest-national-lab

825. Самоорганизующиеся карты https://en.wikipedia.org/wiki/Self-organizing_map (русская версия)

840. Лица Чернова: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%86%D0%B0_%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B0

850. Комментарий Fenyx_dml: https://geektimes.ru/post/297257/#comment_10550763

860. Диснеевский мультфильм про Марс: https://www.youtube.com/watch?v=mQ-T5VEueW0


P.S. Благодарные читатели накидали мне в комментариях ни много ни мало — 43 (сорок три!) названия произведений с экстремальными условиями. Годовой запас ещё нечитанного! Спасибо!

+44
22.4k 91
Comments 72
Top of the day