Сингулярные точки в нано и фемто технологиях

Опубликовано 24.06.2014
  |   просмотров - 4998,   комментариев - 1
Сингулярные точки в нано и фемто технологиях

Сегодня в мире возникла насущная потребность в иной идеологической парадигме как пути выхода из кризиса. Это требует формулировки сверхзадачи, способной указать новый вектор развития для стран СНГ и всего человечества в целом, а также обеспечить проведение научно-технической революции.

Новая идеология должна утвердить в качестве одного из приоритетов необходимость использовать прорывные сингулярные технологии как для совершенствования самого человека, так и его среды обитания. Это связано с тем, что сегодня в обществе сложилось новое научное направление, названное технологической сингулярностью. Под ней понимается момент, по прошествии которого технологический прогресс станет настолько быстрым и сложным, что окажется недоступным пониманию.

Как говорит Майкл Диринг, сингулярность – это наиболее значительное событие в истории человечества. Она наступит в результате одновременного действия трех продвинутых технологий: искусственного интеллекта, молекулярной нанотехнологии и молекулярной биотехнологии. Скорость продвижения к точке сингулярности вначале увеличивается постепенно, но механизм обратной связи с каждым укорачивающимся циклом всё быстрее ведёт нас к сингулярности. При достижении сингулярности способности человечества становятся действительно потрясающими - полный контроль над структурой материи на атомном уровне, полное знание биологических процессов от макро до микро и молекулярного уровня, и сверхчеловеческий искусственный интеллект.

Сегодня существует множество новых перспективных технологий. В этом море передовых технологий нужно уметь увидеть ключевые технологии, которые могут привести к технологической сингулярности.

С нашей точки зрения, можно считать, что в свое время, точкой технологической сингулярности стало открытие ядерной энергии и взрыв первой атомной бомбы в 1945 году. Как показала история, кто не воспользовался плодами этого открытия, тот не является сегодня ведущим субъектом мировой экономики. Если бы СССР в свое время не сосредоточил на этом направлении 800 тысяч человек, то и России сейчас могло бы не быть.

Другой точкой сингулярности стало изобретение транзисторов в 1947году, что позволило осуществить информационную революцию. Как показало время, те страны, которые не имеют замкнутого цикла производства полупроводниковых приборов, также становятся неконкурентоспособными на мировой арене, что мы и видим на примере стран СНГ.

В биологии точкой сингулярности стала расшифровка генома человека компанией Celera Genomics в 2000 году и создание первого живого саморазмножающегося микроорганизма в 2010 году (Крейг Вентер). Фактически Вентер создал первую самовоспроизводящуюся машину! Куда повернет вектор развития цивилизации после этих открытий, пока неясно.

Сейчас технологическая сингулярность может возникнуть вследствие развития нанотехнологий, что рассматривалась в отчете 2007 года Комиссии по экономической политике Конгресса США. В качестве даты начала сингулярности называется 2020 год или даже 2030 год. Основная линия формирования сингулярности сейчас сосредоточена на создании искусственного мозга – «цифрового человека». Важным этапом на пути создания искусственного интеллекта станет программа США «Коннектомом человека», на которую они выделяют $3 млрд. и программа ЕС «Human Brain Project» («Проект Мозг человека»), на который планируется выделить более €1,2 млрд. В рамках проектов в течение 10 лет будет изучаться человеческий разум и обеспечивающие его нейронные связи. Беспрецедентный масштаб финансирования проектов позволяет поставить их в ряд с проектом «Геном человека» (Human Genome Project), центром ядерных исследований CERN или полётом на Луну или Марс.

Точкой сингулярности программы «цифровой человек» может стать создание нейрочипа, имеющего 1016 операций в секунду при потреблении энергии 1017 операций на джоуль. То есть, не более 100 Вт на чип, что близко к энергопотреблению коры головного мозга человека – 20 Вт.

Сейчас технологические возможности наноэлектроники (топологические нормы 16 нм) подошли к своему физическому пределу, так как при расстоянии между электродами меньше 7,25 нм происходят короткие замыкания за счет туннельных токов. Следовательно, закон Мура для 2D-топологии перестает работать. Единственный путь – это переход в третье измерение – 3D-топологию. Только в такой топологии можно получить 104 слоев с 104 разветвлениями на один нейрон. При этом каждый слой должен иметь 104 раз меньшее энергопотребление. Это требует уменьшения энергопотребление на одну логическую операцию примерно на 9 порядков!

Мы разработали и запатентовали нейроподобные элементы с памятью, работающие в одноэлектронном режиме, что позволило на 9 порядков уменьшить энергопотребление на одну логическую операцию (US Patent 6570224). Использование нейроархитектуры позволяет уменьшить число логических элементов до числа элементов, активно работающих в коре головного мозга человека – 1,5·1016 штук. В 10 см3 фактически можно будет упаковать всю кору головного мозга человека.

К сожалению, изготовление многослойных (более 100 слоев) элементов на основе существующих параллельных методов фотолитографии невозможно. Эти методы также не позволяют создавать чипы с заложенными индивидуальными свойствами (перенос интеллекта индивидуума в цифру). Поэтому мы разрабатываем технологию последовательной наноструйной 3D-нанолитографии с возможностью формирования до 10 тысяч слоев (EP Patent 1953117).

Основой нашего предложения является революционный переход от аналоговых методов формирования изображения чипов к цифровым. Внедрение струйной нанолитографии (3D-нанопринтер) по уровню равносильно переходу от фотопленки к цифровой фотографии. Это может стать одним из столпов Третьей производственной революции. Реализация этих методов позволит перенести планируемую в России в 2045 году точку сингулярности для нейрокомпьютеров на 2020 год.

Как показывают расчеты, интеллект и скорость обработки информации нейрочипа по нашей технологии может в 200 раз превысить эти же параметры человеческого мозга. Кто будет управлять таким интеллектом, тот будет владеть миром! Пока не поздно, у нас есть возможность включиться в этот процесс!

В перечне перспективных технологий отсутствует новейшее направление, выдвинутое белорусскими и российскими учеными – фемтотехнология, которая также может сформировать точки сингулярности. Фемтотехнология – это наука, изучающая материю в диапазоне от нанометров до фемтометров, то есть, диапазон от атома до ядра (в энергетическом эквиваленте от электронвольтов до мегаэлектронвольтов). Она является базисом нанотехнологий и открывает путь к новым видам энергии и новым информационным видам связи.

В свое время основной причиной распада СССР стал его проигрыш НАТО в технологической войне. Это связано с тем, что промышленность, как правило, ориентировалась на уже известные американские и европейские технологии. В научно-технической среде сформировалось дефективное сознание «вечно догоняющих». Это привело к утрате рискового научного и технологического мышления. Например, передовая аэрокосмическая область базировалась на разработках фашистской Германии, а ядерная энергетика – на американских разработках.

Безусловно, закрытость исследований позволяла оставаться России на передовом уровне долгое время, привлекая в эти отрасли огромные материальные и трудовые ресурсы. Так, в атомной промышленности работало 800 тысяч человек, а в аэрокосмической – 1200 тысяч человек. Конвертировать эти отрасли в открытую гражданскую экономику не удалось из-за отсутствия инновационного мышления в обществе.

В результате за последние 20 лет академическая наука в России не смогла предложить ни меганаук ни мегатехнологий на уровне космических и атомных проектов. И лишь в 2011 году впервые за всю свою современную историю Россия выдвинула новую меганауку – фемтотехнологии.

Как сказал Владимир Путин, успешное решение поставленных больших научных задач - «это не просто вопрос национального престижа, они позволяют концентрировать ресурсы на приоритетных направлениях и, по сути, осуществить прорыв в будущее, сначала в фундаментальных знаниях, а затем и в технологиях».

Финансирование по каждой меганауке планируется 10 млрд. долл. на 10 лет, причем половина этих средств будет из бюджета. Будут ли в России фемтотехнологии или не будут, но вызов развитым странам брошен. Даже если это всего лишь PR акция... Мировая лавина пошла, и ее уже не остановить. 

На заседании правительственной комиссии РФ по инновациям и высоким технологиям от 5 июля в Дубне (ОИЯИ) из 28 первоначально заявленных мегапроектов было отобрано 6: токамак «Игнитор», реактор ПИК, синхротрон Курчатовского института в Москве, ускоритель тяжелых ионов NICA, «Искра-6» ВНИИЭФ, электрон-позитроный ускоритель ИЯФ СО РАН в Новосибирске. К сожалению, эти проекты относятся не к фемтотехнологиям, а к аттотехнологиям (диапазон 10-15 – 10-18 м). В энергетическом эквиваленте это диапазон от МэВ до ТэВ. Эту область изучает ядерная физика и физика высоких энергий.

Все вышеперечисленные проекты были заморожены еще 20 лет назад. Уже тогда они отставали от мирового уровня. В настоящее время их пытаются реанимировать под «крышей» фемтотехнологий. Данные проекты даже в реанимированном виде в принципе не смогут догнать западные проекты в этой области. Ни один из руководителей проекта на важнейший вопрос, какая мегатехнология будет на выходе проекта, не смог дать вразумительного ответа.

Однако еще остается шанс направить исследования по этим проектам в фемтообласть, в которой важнейшей задачей является расшифровка механизма взрыва сверхновых звезд. Известно, что его не удалось пока описать в рамках термоядерного синтеза и ядерного распада. А именно в этом механизме заключена возможность создания новых источников энергии без выделения нейтронов.

Как мы установили, реакции при взрыве сверхновых звезд идут с выделением только электронных нейтрино, не вредных для живых организмов. Область применения таких источников лежит от авиации и космонавтики до наземного транспорта и локальных электростанций. Только в этом случае можно будет опередить конкурентов и создать «закрывающие» технологии мирового уровня.

Проблемы звезд кроются и в центре нашей Земли. Так, важнейшим экспериментальным открытием 2014 года стало нахождение огромного количества воды в связанном состоянии в редких минералах в переходной зоне мантии Земли на глубине 410-660 километров от поверхности. Огромные размеры этого «резервуара» проливают новый свет на происхождение воды на Земле. Некоторые геологи считали, что вода была принесена кометами, которые столкнулись с нашей планетой. Однако новое открытие помогло выдвинуть альтернативную гипотезу: океаны постепенно просочились из внутренней части ранней Земли. «Это доказывает, что воды Земли возникли изнутри», – говорит геофизик Стивен Джейкобсен (Steven Jacobsen).

Однако американским ученым не удалось объяснить источник этой воды исходя из модели железного ядра Земли. Мы же, опираясь на фемтотехнологии, еще в январе 2000 года показали, что источником энергии Земли является водородное ядро (сверхплотное состояние радикалов водорода). В результате чего происходит синтез тяжелых элементов и диффузия водорода через мантию с образованием воды http://arxiv.org/abs/astro-ph/0001059 , http://www.ivanov-portal.ru/nano/.3134....0.0.0.html,http://metagalactic.net/climat/index_en.html (PROJECT Long-Term Forecasting of Climate and Natural Disasters Based On the Earth’s New Physical Model ). Как говорил Декарт, для исследования истины необходимо раз в жизни все подвергнуть сомнению, насколько возможно.

Таким образом, энергетические фемтотехнологии могут создать точку технологической сингулярности и стать «закрывающими» для атомной и термоядерной энергетики, бичом которых являются опасные для жизни нейтроны и радиоактивные изотопы.

Мы первыми в мире заявили о необходимости развития фемтотехнологий, как фундамента нанотехнологий и новой «зеленой» энергетики http://nanofemto.net. С другой стороны, фемтотехнологии открывают новый класс информационных технологий на базе гравитационных взаимодействий.

19 век стал веком исследования и применения звуковых волн. 20 век стал веком электромагнитных волн. 21 век должен выйти на освоение гравитационных волн Лапласа, которые уже обнаружены для звезд и галактик в виде джетов. Только углубленное развитие фемтообласти физики (внутренней структуры атомов) позволит нам найти новые информационные каналы галактической связи http://fqxi.org/community/forum/topic/1826, http://vixra.org/pdf/1306.0014v1.pdf.

Это может стать реальностью, если мы совместными усилиями будем бороться с негативными явлениями экономики развитых стран, которые одним из путей выхода из кризиса считают войну. Мы за мирный переход в сменах экономической и технологической парадигм!

Мы живем во времена перемен. Но это не должно помешать нам увидеть трансгуманистическое будущее человечества, основанное на осмыслении достижений и перспектив науки, которое признаёт возможность и желательность фундаментальных изменений в положении человека с помощью передовых технологий с целью ликвидировать страдания, старение человека и смерть, а также значительно усилить физические, умственные и психологические возможности человека. Технологии со временем должны становится чище и эффективнее. Такие отрасли как нано, фемто и биотехнологии дадут средства полного восстановления окружающей среды и новых чистых видов энергии. Только наука и техника позволят человечеству выйти из тупика в стабильно прогрессивное развитие и избежать катастрофических последствий глобальных рисков.

Мы с большой вероятностью можем предсказать, что в 2020-2025 годы развитие человечества пройдет через ряд точек сингулярности.

http://nanofemto.net


Комментарии:

Цитировать Имя
Станислав Ордин, 02.07.2014 01:10:25
Дорогой Александр.
Физики-теоретики радуются как дети, когда находят сингулярность на какой-то зависимости. Но мудрая математика гласит, что это точка, где значение функции не определено. Вывод отсюда казалось бы предельно прост – раз не определено, то надо определить, то бишь искать более корректную функцию описания процесса. Но это сложно, надо перелопатить практически всё, что подогнано под «узаконенную» модель. Проше носиться как дурень с писанной торбой с сингулярностью, оставаясь в рамках привычных представлений, всем «понятных», но при обнаружении сингулярности, понятно, не работающих.
В этом плане вольный пересказ книги Рэймонда Курцвейла «Сингулярность уже близко» с вкраплением в него нано и дополнительных примеров не впечатляет. К тому же примеры нестрогие. Бурный (экспоненциальный) рост на небольшом отрезке времени связан не с датой открытия, а с активным использование, а тот же транзистор Лосев создал ещё в 30 годы прошлого века (и сделанный им транзисторный приёмник "Кристаллит" ещё до войны демонстрировал А.Ф.Иоффе). «Закон Мура» тоже уже лет 20 не действует и не из-за туннельных токов, а из-за тепловых эффектов. И вообще наивно сводить весь прогресс человечества к техническим достижениям, тем более, что столетний застой в науке неминуемо приведёт и к застою в технических достижениях. А развал Союза «списать» на техническое отставание в разработке бытовых приборов (не внедрение в быт наших разработок, в которых мы во многом опережали американцев) – вообще никак нельзя. К тому же колоссальный рывок на заре прошлого века в развитии в самой науке, повлиявший на все сферы деятельности людей ты к своим «сингулярностям» забыл причислить.