Interkom: Stroje tvoření

Je mnoho knih, které u nás dosud nevyšly a které do češtiny už dávno přeloženy být měly. Ale plakat netřeba - naštěstí tu máme prodejny zahraniční literatury, antikvariáty a zásilkové služby. No a také Internet.

Knihy publikované na WWW mají jednu příjemnou vlastnost - nemusíte za ně platit, tedy s vyjímkou minut protelefonovaných na dialupu, toneru a papíru do tiskárny. Pokud fandíte tomuto trendu a podobným způsobem jste se dostali například k Sterlingově Hackers Crackdown, mám pro vás jeden zajímavý tip: přečtěte si Engines of Creation.

Stroje tvoření - tak by se nejspíš dal přeložit název knihy, která nese podtitul „Nastávající éra nanotechnologie“. Poprvé vyšla v nakladatelství Anchor Books v roce 1986, jde tedy o text více než deset let starý, přesto však jeho autor - Eric Drexler, vědec z kalifornského Ústavu molekulární výroby - hrdě prohlašuje, že kdyby měl knihu napsat znovu, nemusel by toho měnit moc.

A když si Stroje tvoření přečtete, dáte mu za pravdu. Předestřené myšlenky svým rozsahem zasahují do poloviny příštího tisíciletí, tedy zůstavají i dnes zajímavé.

V první části - nazvané Základy předvídavosti - autor představil principy umělých replikátorů a naznačil pravděpodobný postup při vývoji souvisejících technologií:

Příkladem strojů pracujících v molekuráním měřítku jsou buňky živých organismů. Dosud jsme neodhalili všechny principy jejich činnosti, to nám však nebrání začít tvořit replikátory podle našich plánů. „Většina biochemiků pracuje jako vědci, ne jako inženýři. Snaží se předpovědět, jak se chovají přírodní proteiny, místo toho, aby vyráběli proteiny, které se budou chovat podle jejich předpovědí.“

Druhou etapou výzkumu bude zrod replikátorů na neproteinové bázi. Proteinové stroje jsou příliš křehké, příliš neohrabané a nespolehlivé na to, abychom s nimi mohli vystačit. Poslouží nám alespoň při vytvoření replikátorů mnohem dokonalejších - univerzálních asemblerů. Tato druhá generace replikátorů bude schopna vytvářet a opravovat složité molekulární struktury. Tyto nanostroje budou programovatelné, podobným způsobem, jakým DNA programuje činnost živých buněk a budou schopny se namnožit a vytvořit tak armádu komunikujících robotů připravených vykonat užitečnou práci - sestavit z atomů kovů slitiny přesně definovaných, dosud nevídaných vlastností, léčit choroby, stavět domy, budovat kosmické stanice atd. atd.

Autor se nespokojí s pouhým předložením koncepce nanotechnologie a podrobně rozebírá, co by potenciálně mohlo stát v cestě těmto vizím. Popisuje jedno úskalí za druhým: princip neurčitosti, tepelný pohyb molekul, radiaci i například pochybnosti o „nenapodobitelné magii života“.

Molekulární dělníci - asemblery - nám otevřou cestu k vytvoření nanopočítačů. Dosáhnou cíle, ke kterému směřují snahy mikroelektroniků leptajících polovodiče s úmyslem vytvořit co nejmenší tranzistory a nejkratší vodivé dráhy. Neuronové superpočítače se synapsemi o délce několik atomů pak svou obrovskou paralelní prací silou předčí jakýkoliv hardware postavený na konvenčních technologiích.

Další nanostroje - disasemblery - nám naopak umožní přečíst libovolnou molekulární strukturu nějakého předmětu (např. lidského mozku :-) a naprogramovat pak asemblery, které tuto strukturu mohou opakovaně vyrábět.

K tomu, abychom obdrželi tyto sofistikované mechanismy - programovatelné automaty, roboty s molekulárními chapadly, molekulárními motory, systémy složené z miliónu přesně uložených atomů, potřebujeme jednu dobře známou a úspěšnou techniku: princip evoluce. K dokonalosti vede cesta přes řadu méně dokonalých fází, cesta variace a selekce replikátorů.

Drexler tomu říká „evoluce návrhu“. Úspěšný návrh nanostroje prosperuje (dá vznik následující generaci) proto, že má větší šanci na reprodukci v prostředí omezených zdrojů (stavebního materiálu, atomů). To se děje na úkor méně úspěšných návrhů, které mají tuto šanci nižší. Evoluce může probíhat v simulátorech (bezpečnější), ale i ve zkumavce (rychlejší, praktičtější). Nanoasemblery tedy budeme „pěstovat“ - na podrobnosti se zeptejte Richarda Dawkinse, nebo rovnou Darwina.

Ve chvíli, kdy se čtenáři zdá, že předložené myšlenky přestávají být uvěřitelné, ptá se opět autor: Můžeme vyslovit tyto představy? Nedopouštíme se při tom nějaké podstatné chyby? Je to všechno čirá SF?

K potvrzení těchto technologických předpovědí existuje analogie z historie. Leonardo da Vinci předpověděl vznik řady strojů: pro těžbu, obrábění kovů, přenos energie. Ačkoliv v jeho době nebyly známé materiály, které by vyhověly pro sestrojení dané konstrukce, Leonardo tyto stroje navrhl poměrně detailně a přesně. Jeho předpovědi však selhaly, jakmile šlo o létací stroje. Proč? Leonardo dobře ovládal geometrii a mechaniku, měl tedy potřebný vědecký základ v této oblasti. Neznal aerodynamiku, tedy nedokázal spočítat správný tvar a rozměry křídel, ani síly potřebné pro pohon a řízení letadla.

Čím se naše situace podobá té Leonardově? Máme mnoho poznatků o atomech, interakcích, máme chemii, fyziku částic - kvantovou mechaniku, tedy vědecký základ. Dokážeme simulovat chování a vlastnosti a spočítat pravděpodobnou dobu života obřích molekul, které dnes ještě nedokážeme syntetizovat. Víme, že nanostroje jsou možné. Známe principy jejich replikace a programování. Ba co víc - máme před sebou příklad, že nanostroje mohou fungovat - živé buňky. Všechno je tedy jen otázkou času.

Druhá část knihy nazvaná Obrysy možného obsahuje kapitolu Myslící stroje, věnovanou otázkám umělé inteligence. Drexler zmiňuje známý Turingův test inteligence a dělí inteligentní chování na dvě části - sociální a technické. V „technické inteligenci“ jsme již podstatného pokroku dosáhli, čehož jsou důkazem mj. expertní systémy, neuronové sítě a fuzzy logika. Lepší počítače urychlí pokrok v návrhu technologií a ještě lepších počítačů, vývoj bude dále akcelerovat.

V oblasti té druhé, „lidské inteligence“, nás podstatná práce teprve čeká, avšak určitý náhled převádí tuto úlohu opět na problém „technické inteligence“: Inteligentní člověk se v určitém prostředí správně rozhoduje. Inteligentní stroj nahrazující člověka v těch samých podmínkách se chová stejně, případně efektivněji. A tak nás čeká budoucnost nebude patřit univerzálním androidům, ale spíše chytrým pračkám, dveřím a mobilním browserům.

Otázka „Mohou stroje myslet“ je zodpovězena elegantně: „Kritici umělé inteligence často myslí, že zřejmě nemůžeme vytvořit stroje chytřejší, než jsme my sami. Zapomínají na to, že naši vzdálení, němí předci se dokázali vyvinout v jedince vysoké inteligence a vůbec při tom nemysleli. My o umělé inteligenci přemýšlíme a memy našich technologií se vyvíjejí daleko rychleji než biologické geny.“

Kapitola Svět mimo Zemi se zabývá, jak název naznačuje, vesmírným výzkumem. Lety do vesmíru jsou v současnosti velice drahou záležitostí. To však dokážou nové technologie změnit a investice do vesmíru se časem začnou vyplácet.

Zde nachází autor mnoho příkladů využití nanotechnologií: představte si skafandr, lehký, pružný, ale přitom schopný vydržet neporušený v podmínkách vakua. Když je to zapotřebí, dokáže desetkrát znásobit sílu vašich svalů. Rukavici na prstech vůbec necítíte - mohou za to mechanismy přenášející tlak z vnějšího senzorického povrchu rukavice na její aktivní vnitřní povrch. Produkci kyslíku a filtraci vydýchaného vzduchu má na starosti ekosystém na vašich zádech, skafandr je schopen využít tepelnou a světelnou energii z okolí. Superpočítač v podšívce je samozřejmostí. Skafandr vypěstujete během odpoledne, sám se opravuje, jeho aktivní části jsou několikanásobně zálohovány a nepřetržitě se regenerují.

Nanotechnologie budou znamenat revoluci v medicíně. S možností opravovat staré a poškozené buňky lidského těla se nám otevře brána k dlouhověkosti. Nechce se vám čekat, až vědci vyvinou buněčné reparátory? Jste-li netrpěliví, nechte se zmrazit.

Drexler vznáší argumenty na podporu biostáze - metody uchování živé tkáně za současného zastavení metabolismu. Připouští, že současné kryonické metody mohou tkáně při zmrazení určitým způsobem poškodit, to ovšem nevadí, protože příští generace lékařů, které budou zmražená těla oživovat, budou zajisté disponovat technologiemi pro jejich opravu.

Meze růstu. Z názvu kapitoly je zřejmé, oč jde. Nanotechnologie a s ní související pokrok pro lidstvo znamená skutečně obrovský potenciál růstu. Zastaví se tento někde tento rozvoj, když ano, tak proč? Jediné podstatné omezení určují fyzikální zákony: „Lidé, kteří zaměňují vědu s technologiemi, nechápou skutečné meze... někdo si může myslet, že když víme všechno, můžeme udělat cokoliv. Pokroky technologií skutečně přinášejí nová know-how, otevírají nové možnosti. Naproti tomu pokrok ve vědě jenom překreslí mapu skutečných hranic, což často ukáže nové ne-možnosti.“

Určitou plochu zabírá polemika s Rifkinovou knihou Entropy: A New World View (Entropie - nový obraz světa). Meze růstu, které pro Rifkina představuje druhý termodynamický zákon (každá lidská činnost produkuje odpadní teplo, to se v izolovaném systému hromadí, entropie se zvyšuje, život zaniká, přijde zkáza, ... lidé, šetřete, nekonzumujte, vraťte se do lesů...), neznamenají podle Drexlera pro lidstvo vážnější hrozbu, právě proto, že Země je systém otevřený. Odpadní teplo je vyzařováno do prostoru, a pak - máme tu přece celý vesmír plný materiálních a energetických zdrojů.

Drexler je optimista a má svůj optimismus dobře podložený fakty. Optimismus však neznamená naivitu - to nám autor dokládá posledním dílem knihy nazvaným Nebezpečí a naděje.

Vznáší velmi zajímavé otázky: Co se stane, když asemblery dokážou vytvořit prakticky cokoliv, bez potřeby lidské práce? Když zanikne mezinárodní obchod? Jak se změní společnost, když doba života jedince bude neomezená? Co když začnou systémy umělé inteligence přemýšlet lépe a rychleji než lidé?

Nebezpečné replikátory se mohou lidstvu představit jako odolné, rychle se šířící a smrtonosné nemoci, pokud se nepřipravíme na jejich nástup. Jednu hrozbu představují rizika spojená s technologiemi jako takovými - tedy jak zabránit a dopředu čelit náhodným haváriím, jak zamezit únikům replikátorů, které se mohou neomezeně šířit mimo zdi laboratoří. Druhé, daleko závažnější riziko je spojeno s úmyslným (vojenským) zneužitím nanostrojů.

Systémy vybudované pomocí nanostrojů mohou svoji spolehlivost zajišťovat pomocí redundance. Několikanásobné zálohování je v případě obrovského počtu elementů snadno proveditelné - takové systémy pak mohou využívat schopnosti regenerace, vadné replikátory (např. důsledkem náhodné mutace) mohou být automaticky odstraňovány apod. Před náhodným selháním návrhu, tedy i před nekontrolovatelným množením replikátorů, chrání zabudované pojistky - počet generací je možno omezit vnitřním čítačem, replikaci podmínit přítomností nějakého „katalyzujícího“ prvku, atd.

Každou novou technologii použilo lidstvo nejprve pro účely vzájemného zabíjení se, je tedy oprávněné předpokládat, že se tak stane i v případě replikátorů. Globální zákazy, jako v případě jaderných zbraní, zde nepomohou. Nukleární technologie je snadno kontrolovatelná a je jasně definováno (díky povaze materiálů), co je nebezpečná zbraň a co nikoliv. V případě nanotechnologíí však nebude možné vytvořit globální konsensus a stanovit pravidla. Neexistuje nějaká dělící hranice mezi nevinnými experimenty a smrtelným nebezpečím.

Autor navrhuje neotálet a začít s aktivní obranou - lidský imunitní systém je možné posílit o replikátory, které budou jako bílé krvinky vyšších generací hledat a zneškodňovat nepřátelské nanostroje. Spolu se zveřejněním dostatečného množství informací o nanotechnologiích a o způsobech, jak se bránit jejich zneužití, by to měla být dostatečná záruka, aby nedocházelo ke katastrofám.

Drexlerova kniha není jen o nanotechnologiích, spíše se zabývá vědou, technologiemi a jejich společenskými dopady obecně z téměř filozofického úhlu pohledu. I když mechanismy pracující na molekulární úrovni tvoří pátěř knihy, autorovy dalekosáhlé úvahy a důsledky z nich plynoucí mají mnohem širší význam. Drexler je však hlavně vědec, jeho myšlení je podloženo solidně znějícími argumenty, tam, kde se dobere provokujícího závěru, vysloví a zároveň vyvrátí i možné protiargumenty, které by mohly jeho tvrzení napadat. Tím bere vítr z plachet případným kritikům, jeho kniha připomíná pečlivě vybudovaný hrad s dobrým opevněním a strmými, odvážnými věžemi.