III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИНГУЛЯРНОСТЬ КАК ОДИН ИЗ ВАРИАНТОВ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ XXI ВЕКА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Черепанов Р.П. 1

---

1МБОУ СОШ№4 г. Невьянска

Носов Л.Н. 1

---

1г. Невьянск, МБОУ СОШ№ 4

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Мы живем во времени постоянного развития технологий. Иногда кажется, что прогресс проходит мимо нас, но так ли это? Весь мир заполнили самые разные компьютеры. Хоть сейчас это и кажется обыденностью, но 20 лет назад нельзя было и представить, что у каждого человека будет в кармане мощнейшая ЭВМ с доступом к любой информации. Когда это произошло? Как компьютеры вошли в нашу жизнь настолько плотно?

Первые ЭВМ использовались, как следует из их названия, для вычислений. Они могли занимать целые залы, но были на несколько порядков медленнее современных. Здесь можно обратиться к закону Мура, который гласит, что количество транзисторов на кристалле интегральной схемы увеличивается вдвое каждые 24 месяца. А учитывая ускорение работы самих транзисторов, мы получаем увеличение мощности компьютеров вдвое каждые полтора года!

Тем не менее, можно абстрагироваться от компьютеров, и обратиться в целом к развитию человечества. Культурное развитие привело к ускорению прогресса, и это наблюдается на протяжении всей истории цивилизации. Чтобы покорить огонь, человеку понадобились тысячи лет. Прошло еще несколько тысячелетий, прежде чем человек начал обрабатывать металлы. Появилась архитектура, скульптура. Прогресс все ускорялся. Например, со времен изобретения первой лампочки прошло чуть более 60 лет, и братья Райт первыми покорили воздух на своем самолете. Прошло еще около 50 лет, и человечество смогло создать первый космический спутник! И всего через 5 лет в открытый космос вышел первый человек!

Итак, человечество овладевает новыми знаниями, что дает ему еще больший простор для открытий. Однако многие ученые ожидают наступление технологической сингулярности примерно к 2040 году. Мне стало интересно, что собой представляет технологическая сингулярность, какие последствия ее наступления возможны, ведь значительная часть моей дальнейшей жизни придется на этот период.

Исходя их этого, я поставил перед собой цель - изучить основные положения теории технологической сингулярности, проанализировать предпосылки и последствия ее наступления.

Для достижения цели мне необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить динамику темпа технологического развития.

2. Исследовать текущий уровень развития технологий, которым уделяется большее внимание в теории технологической сингулярности.

3. Выявить суть технологической сингулярности.

Предмет исследования: технологическое развитие человечества.

Объект исследования: предпосылки к технологической сингулярности, наиболее перспективные технологии в отношении данной теории.

Я считаю, что данная тема актуальна, поскольку мы живем в мире постоянного развития технологий, причем скорость развития постоянно увеличивается. Именно поэтому люди должны быть готовы к резкому скачку технологий и ускорению ритма жизни.

Гипотеза данной работы: из-за постоянно ускоряющегося прогресса возможно наступление технологической сингулярности, которая может привести человечество к необратимым последствиям.

Исследуя данный материал, я решил пойти по стопам ученых-футурологов, то есть обратился к истории.

Ученые оценивают возраст древнейших найденных орудий труда почти в 3,5 миллиона лет.

Для покорения огня человеку потребовались еще 2,5 миллиона лет, это происходило примерно 1млн лет назад.

Самым ранним доказательствам того, что человек использовал металлургию, ученые дают возраст примерно 7000 лет.

Вероятно, древнейшей цивилизацией была цивилизация Шумер. Она была создана примерно за 3 с половиной тысячи лет до нашей эры.

Древнейшей сохранившейся культурой является культура Древнего Египта. Уже тогда люди смогли построить поистине монументальные сооружения, например, сфинкса или известные Пирамиды.¹

Первый паровой двигатель был создан примерно в первом столетии нашей эры Героном Александрийским. Однако важность этого открытия была не понята. Идея была забыта.

Вернулись к ней лишь в XVI веке. Турецкий физик и инженер Такиюддин аш-Шами предложил метод вращения вертела посредством потока пара, направляемого на лопасти, но идея снова не прижилась. К ней возвращались еще несколько раз, но получилось популяризировать идею лишь у английского инженера Томаса Ньюкмена. Взяв идеи своих предшественников, он модернизировал их, сделав двигатель более эффективным и безопасным. Именно его двигатель стал первым широко используемым механизмом такого типа. Произошло это в 1712 году.

Спустя почти сотню лет, был изготовлен первый ДВС в 1807 году во Франции. Его КПД не превышал 5%.

Более широкое распространение получил двигатель Николауса Аугустуса Отто. Его КПД составлял уже 15%.

Именно ДВС, сконструированный Чарли Тэйлором в 1907 году, позволил самолету братьев Райт подняться в воздух. Таким образом, со времен изобретения первого ДВС прошло менее века, и появились первые летательные аппараты, работающие на двигателях.

Спустя всего 23 года был получен первый реактивный двигатель!

И уже в 1939 году был создан детально проработанный теоретический проект первой ракеты носителя в Великобритании.

Но первый успешный запуск ракеты в космос был произведен Советским Союзом в 1957 году. Таким образом, примерно за полтора столетия со времен изобретения ДВС, технологии позволили создавать настолько мощные двигатели, чтобы отправлять на околоземную орбиту аппараты весом более тонны!

И в 1961 году Юрий Алексеевич Гагарин стал первым человеком, совершившим полет в космос.

А в 1969 году в рамках программы «Аполлон-11» американские астронавты Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Эдвин Олдрин совершили первое в истории человечества прилунение.

Конечно, на этом «космическая гонка» не закончилась, но это была далеко не единственная ветвь развития технологий.

Первые ЭВМ были созданы в Германии в конце 30-ых – начале 40-ых годов прошлого века.

Одной из известнейших ЭВМ является разработка американских инженеров ЭНИАК. Потребляя 174 кВатт при весе в 27 тонн, его производительность составляла примерно 300 флопс (флопс – условная единица, обозначающая кол-во операций в секунду).

Спустя 4 года после создания ЭНИАК, советские ученые сконструировали МЭСМ, выдающий уже почти 3 тысячи флопс.

Первой ЭВМ, «заслужившей» звание суперкомпьютера, стала вычислительная машина «Cray 1», сконструированная в 1974 году. Она имела производительность в 180 миллионов операций в секунду.

«Порог» в 1 миллиард операций был преодолен в 1983 году. Мощнейшей ЭВМ считалась «М-13» академика Карцева, обладающая производительностью в 2,4 миллиарда флопс.

К середине 90-х годов прошлого века скорость вычислений суперкомпьютеров измерялась триллионами флопс, как, например, у компьютера «ASCI Red».

Вскоре был преодолен и рубеж в квадриллион флопс.²

Таким образом, мы видим, что скорость вычислений компьютеров растет, и чем дальше, тем быстрее. То же самое можно сказать и про технологии в целом. Если двигатели водяных мельниц оставались вершиной технологий на протяжении тысяч лет, то паровые двигатели – сотни, а ДВС – десятки.

Что же имеем мы сейчас? Недавно презентованный «iPhone 7» имеет мощность аж в 400 миллиардов флопс! И это при весе около 150г!³

Итак, частота технологических скачков все увеличивается. Именно на этом тезисе и основывается теория технологической сингулярности.

К началу 2017 года человечество достигло гигантского прогресса во многих отраслях, а особенно в медицине, нанотехнологиях и в развитии искусственного интеллекта.

Например, российская лекарственная разработка компании «Bioсad» показала фантастический результат в борьбе с раком, снимая маскировку раковых клеток. Таким образом, организм сам справляется с заболеванием.

«За нашими результатами следит весь мир, и японцы уже сейчас заявили, что они готовы купить наши разработки, чтобы на своей территории сделать совместное производство», — Вероника Скворцова, министр здравоохранения РФ.⁴

Также в последнее время стали особенно популярны нейросети – программы, построенные по принципу нейронных связей. Нейросети позволяют решать множество задач, например, распознавать различные изображения, принимать какие-либо решения, анализировать и предсказывать что-либо на примитивном уровне. Таким образом, человечество вплотную приближаются к созданию настоящего Искусственного Интеллекта. Одна из уникальных черт такого компьютера – способность к обучению.

Именно нейросети позволили победить программе «AlphaGo» профессионала в игру го. В отличие от шахмат, игра го имеет слишком много клеток и вариантов ходов, поэтому победить машина простым перебором не могла. Напротив, программа, используя нейросети, обучалась на играх профессионалов сама. Она практически не использовала ни алгоритмов, ни оценочных функций. Также она обучалась после уже сыгранных партий. Например, после первого выигрыша у профессионала в равной игре, новая программа побеждала старую с форой в 3-4 хода!⁵

В 2016 году был проведен матч с одним из лучших игроков мира – Ли Седолем, и программа выиграла со счетом 4-1. А ведь до 2015 года многие ученые считали, что программы, способной победить человека в го, не будет ближайшие 5, а то и 10 лет!⁶

Также относительно недавно был открыт сервис «Ostagram», так же использующий нейронные сети. Он позволяет создавать фотографии, используя цветовую гамму и детали других.⁷

Помимо этого, был создан другой сервис. Он содержит всего 340 строчек кода, но позволяет улучшать качество фотографий, увеличивая количество пикселей!⁸

Еще один сервис может обрабатывать черно-белые фотографии, превращая их в цветные. На некоторых фото нарушается баланс цветов, но в большинстве случаев нейросеть справляется успешно.⁹

Нельзя не упомянуть достижения китайского робота-журналиста – он написал готовую статью за 1 секунду!¹⁰

Конечно, нанотехнологии так же не стоят на месте. Последние достижения привели к открытию материалов с уникальными свойствами: графен, аэрогель, углеродные нанотрубки и т.д.

Были созданы нанороботы, сверхмощные процессоры, а также изобретена новая технология записи информации на жесткие диски на атомарном уровне!

Так же перспективным направлением остается наномедицина – ДНК-нанотехнологии способны на основе ДНК создавать четкие заданные структуры. Помимо этого стал возможен промышленный синтез молекул лекарств строго определенной формы.

Одно из важнейших открытий человечества в последнее время – 3D-принтеры. Они имеют самые разные спектры использования, например, печать различных инструментов, механизмов или деталей для какого-либо производства, а также печать донорских органов для человека! Пока что эксперименты в данной области только ведутся, но имплантаты, напечатанные на принтере – уже реальность. А в мае прошлого года состоялось открытие первого в мире здания, напечатанного на принтере.¹¹

Итак, 10 лет назад многое из того, что человечество достигло за этот период, казалось невозможным. Что же будет еще 10 лет спустя? А что будет спустя 15, 20, 30 лет? Футурологи строят различные предположения, одно из них – технологическая сингулярность.

Что же такое технологическая сингулярность? По мнению футурологов, это момент, когда прогресс становится настолько быстрым и сложным, что оказывается недоступным для понимания. Толчком для сингулярности может стать создание мощного и осознающего себя ИИ, а также усиление человеческих возможностей за счет биотехнологий или интеграции человека с компьютерами.

Саму теорию ученые основывают на том, что прогресс постоянно ускоряется. Один из инструментов в этом случае – экстраполяция. Это способ прогнозирования чего либо, когда информация представляется в виде графика функции, а затем этот график просто продолжают, делая таким образом прогнозы.

Один из известнейших футурологов Рэй Курцвейл даже назвал закономерность ускорения прогресса с течением времени законом ускоряющейся отдачи человеческой истории. Это связано с тем, что более образованные и знающие люди могут быстрее двигать прогресс, а ведь каждое новое поколение получает знания предыдущих. Курцвейл считает, что прогресс с 2000 года по 2014 год равен прогрессу всего XX века, который будет так же равен прогрессу с 2014 по 2021 года. Постепенно весь прогресс XX века будет достигаться несколько раз в год, а затем и раз в месяц. Эта закономерность приведет к тому, что весь прогресс XXI века будет больше в 1000 раз, чем прогресс XX века, и это не предел, ведь оценить приблизительное развитие человечества к концу XXI века – началу XXII сейчас вообще не представляется возможным!

Возвращаясь к проблеме ИИ, нужно сказать, что ИИ бывает трех типов: УИИ, ОИИ и ИСИ. Чем они отличаются?

УИИ – узконаправленный ИИ, который уже сейчас используется повсеместно.

ОИИ – общий ИИ еще не достигнут, но его можно сравнить с человеком – он должен уметь анализировать, принимать решения.

А ИСИ – искусственный сверхинтеллект, знания которого превышают знания всех когда-то живших людей, живущих ныне и людей, которые будут жить потом.

Проблема состоит в том, что компьютер не может анализировать данные как человек. Если человек увидит на рисунке радугу, то он сразу поймет что это, а компьютер лишь увидит набор разноцветных точек, представленных двоичным кодом.

Рэймонд Курцвейл подсчитал, что хотя бы для создания ОИИ потребуется мощность компьютера в 10 квадриллионов операций в секунду. Возможно, это кажется почти запредельной величиной, но мощнейший компьютер на Земле – китайский «Sunway TaihuLight» достигает мощности почти в 75 квадриллионов операций в секунду. Причем это не пиковая производительность!¹²

Препятствием является то, что люди пока просто не имеют возможности представить человеческий мозг в понятном для компьютера виде. Конечно, можно поставить программу, цель которой – совершенствовать саму себя, но и здесь есть подводные камни. Дело в том, что многие известные ученые опасаются возможности «восстания машин», т.е. полного вымирания человечества в результате агрессии ИИ, направленного на его создателей. Считается, что вероятность этого сценария довольно высока, поэтому «…нам остается стиснуть зубы и спешить вперед, к тому, чтобы самим стать постлюдьми и спасти человечество от недружественного ИИ. По счастью, сильный ИИ — способный осознавать свое существование — развивается не так быстро, как «обычный» слабый, который используется сегодня. Так что шансы у нас есть» - Валерия Удалова, один из создателей Российского Трансгуманистического движения.¹³¹⁴¹⁵

Тем не менее, возможно, что сингулярность так и не наступит. Быть может, прогресс станет замедляться буквально через пару лет; возможно, что человечество уничтожит само себя до сингулярности; возможно, люди просто не смогут создать достаточно мощных компьютеров, а также существует множество других возможных препятствий на пути к сингулярности.

Никто не может знать, что произойдет в будущем. Именно поэтому технологическая сингулярность остается лишь одним из многих сценариев развития человечества.

Исходя из вышесказанного, я могу сказать, что технологическая сингулярность – весьма вероятный сценарий развития событий.

В ходе этой работы я выяснил, что у этой теории много противников, но защитники теории говорят, что большая часть скепсиса вызвана тем, что люди интуитивно мыслят линейно, а должны – экспоненционально. Ведь человек, пробующий представить уровень развития через условные 30 лет, по их мнению, берет нынешний год, а затем «прибавляет» достижения предыдущих 30-ти лет. Из внимания якобы ускользает тот факт, что развитие технологий идет по экспоненте, поэтому такое резкое ускорение кажется чем-то невозможным для простого обывателя.

Есть также альтернативные сценарии технологической сингулярности: часть ученых считает, что сингулярность была пройдена еще в 70-ых годах прошлого века; еще ряд экспертов считает, что острого кризиса просто не произойдет, хотя и не отрицают вероятность технологической сингулярности.

И все же я останусь сторонником этой теории, ведь пока что развитие технологий только ускоряется, и, более того, существует множество предпосылок для сингулярности – наиболее передовые разработки ведутся сейчас именно по ее трем «фронтам»¹⁶: генетика, нанотехнологии и робототехника, которые уже сейчас принесли человечеству несколько почти невероятных достижений.

1. Болонкин А., «Пост-человеческая цивилизация. XXI век: Конец человечества и возникновение пост-человеческого общества», Москва: «Техносфера», 1993.

2. Владимирова О., статья из газеты "Известия", Москва: «Айньюс», 2000.

3. Коротаев А. В. «Сингулярность уже рядом?», Москва: «URSS», 2009.

4. Кохановский В. П. «Философия и методология науки». Ростов н/Д.: «Феникс», 1999.

5. Таненбаум Э., Остин Т.,«Архитектура компьютера», Санкт-Петербург: «Питер», 2013.

6. Хардман Ш., Стил Ф., Теймс Р., «Древний мир, Полная энциклопедия», Москва: «Эксмо», 2007.

Интернет - источники:

1. Ru.wikipedia.org/wiki/Технологическая_сингулярность.

2. habrahabr.ru/sandbox/60201

3. www.veer.info/41/singular

4. geektimes.ru/post/234465

5. dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/7851

6. transhuman.ru/faq#singularity

7. github.com

Приложение № 1

Приложение № 2

Приложение № 3

Приложение № 4

Приложение № 5

Приложение № 6

1^ Древний мир, Полная энциклопедия, Хардман Ш., Стил Ф., Теймс Р., 2007.

2^ Э.Таненбаум, Т.Остин,«Архитектура компьютера», 6-е издание, 2013.

3^ https://www.apple.com/ru/iphone-7/specs.

4^ http://www.vesti.ru/doc.html?id=2838593.

5^ https://www.youtube.com/watch?v=KoIv7oYZ8wc&t=2156s.

6^ http://www.popsci.com/googles-alphago-beats-world-champion-in-third-match-to-win-entire-series.

7^ См. Приложения 1, 2.

8^ https://github.com/alexjc/neural-enhance, См. Приложение 3.

9^ См. Приложение 4.

10^ https://hi-news.ru/software/robot-zhurnalist-iz-kitaya-pishet-stati-za-odnu-sekundu.html.

11^ http://www.reuters.com/article/us-emirates-printing-3d-idUSKCN0YF1OB, См. Приложение 5.

12^ https://ru.wikipedia.org/wiki/Sunway_TaihuLight.

13^ Российское Трансгуманистическое движение – крупнейшая в России трансгуманистическая организация. Трансгуманизм – подход к размышлениям о будущем, основанным на предположении, что человеческий вид не является концом нашей эволюции, но скорее, ее началом.

14^ http://transhumanism-russia.ru/content/view/61/66.

15^ http://transhuman.ru/faq.

16^ См. Приложение 6.