Ценность ваших решений: Как современные технологии и искусственный интеллект меняют наше будущее

В начале XX в. святитель Лука Войно-Ясенецкий дал довольно точное определение научной деятельности: «Наука есть система достигнутых знаний о наблюдаемых нами явлениях действительности. Другими словами, наука – это система, не случайный набор знаний, но стройное, упорядоченное сочетание. Оно достигается классификацией, то есть распределением однородных данных по группам и обобщениям – иначе говоря, установлением тех общих формул и законов, которым подчиняется природа. Наука включает достигнутые знания, то есть еще не все, а только те, которые пока достигнуты. Научная деятельность движется, она есть процесс «созидания истины путем опыта и умозрения». Этот процесс в науке есть нечто динамическое, становящееся: оно проходит через вопросы, искания, сомнения, предположения, которые потом могут оказаться и ложными. И только знания, то есть подлинные отражения действительности, – составляют установленное, статическое содержание науки, знания, то есть доказанные, общеобязательные, общепризнанные, объективные суждения, оправданные и логически, и эмпирически, и умозрением, и опытом. Это знания о явлениях, то есть проявлениях жизни, природы, но не о ее сущностях (феноменах, а не ноуменах), о мире, как мы его видим, созерцаем, но не о мире, как он есть сам по себе, по существу»[17]. А за 400 лет до этого представитель другого направления христианства Жан Кальвин, известный как один из основателей кальвинизма, считал техническую изобретательность, умение логически мыслить и открывать законы природы талантом и особой благостью Бога, призывал своих последователей изучать науку и утверждал, что наука помогает увидеть всемогущество Бога[18]. Здесь хотелось привести слова Альберта Эйнштейна, выгравированные на камине в гостиной Принстонского университета: «Господь Бог изощрен, но не злонамерен», которые он впоследствии объяснил следующим образом: «Природа скрывает свои секреты из-за присущего ей величия, а не путем уловок»[19].

При этом понятие Бога имеет основополагающее значение, когда мы говорим о сознании, поскольку во многом сознание определяет наши духовные устремления. Британский психолог и писатель Стюарт Сазерленд в международном словаре по психологии пишет следующее: «Сознание – удивительный, но неуловимый феномен; невозможно сказать, что это такое, в чем его функция или почему оно появилось»[20]. «Но на самом деле само слово «дух» часто используют в качестве эквивалента слова «сознание». Таким образом, эволюцию можно рассматривать как духовный процесс, в том смысле что она создает духовность, то есть носителей сознания. Кроме того, эволюция ведет к усложнению, к накоплению знаний, к усилению разума, красоты, творчества и к способности выражать трансцендентные эмоции, такие как любовь. Заметим, что все эти определения люди используют для описания Бога»[21]. Современный мир, такой, каким мы его знаем, беспрецедентно зависит от научных открытий и изобретений, подобной зависимости не было за всю историю человеческой цивилизации, и эта зависимость становится все сильнее. Человечество все больше зависит от изделий, которые используются в повседневной жизни, и с каждым годом необходимость в инновациях требует новых и все более смелых инновационных идей, все более технологичных товаров…

Здесь хотелось бы вновь процитировать Юваля Харари: «В начале ХХI века поезд прогресса снова отправляется в путь. По вероятности, это последний поезд, отъезжающий от станции под названием Homo Sapiens. Тем, кто опоздает, второго шанса не представится. Чтобы занять место в этом поезде, нужно понимать возможности технологий ХХI века – в частности, компьютерных алгоритмов и биотехнологий. Эти возможности несравнимо больше, чем у пара и телеграфа, и будут использованы не только в производстве еды, текстиля, автомобилей и вооружений. Главными продуктами экономики ХХI века станут тела, мозги и интеллект, и пропасть между теми, кто научится создавать тела, мозги и умы, и теми, кто не научится, будет шире, чем пропасть между Британией Диккенса и Суданом Махди. И даже шире, чем пропасть между сапиенсами и неандертальцами. В XXI веке те, кто успел занять места в поезде прогресса, обретут божественные способности созидания и разрушения, а те, кто остался на станции, будут обречены на вымирание»[22].

Отставание в науке и инновациях сегодня повлечет невозможность компенсировать это отставание завтра, и упущенный момент в конце концов приведет к технологической деградации и существенному снижению экономических показателей, к зависимости и невозможности проведения самостоятельной политики в различных областях деятельности. Для инноваций необходимы научные исследования и открытия. Научные исследования позволяют нам достичь самого важного в современном мире – обрести способность заглянуть в будущее, в завтрашний день, обеспечить независимость и адаптивность, позволяющие своевременно приспосабливаться к грядущим переменам.

Вместе с тем основным стимулом для научных исследований, разработки новых технологий и их последующего широкого внедрения всегда становились кризисы. Первая мировая война положила начало фабричным процессам, широкому применению конвейера и других нововведений для развития промышленного производства, которые существуют и широко распространены до сих пор. Вторая мировая и последовавшая за ней холодная война привели к осознанию важности научных достижений, результатом чего стало множество научных открытий и инновационных решений на их основе, например таких, как сети передачи данных перспективных исследовательских центров (Arpanet, прообраз интернета) и электронные вычислительные машины (впоследствии компьютеры, серверы, системы хранения данных и т. п.), а также интенсификация многочисленных исследований в других направлениях. Также в ХХ в. было сделано невероятное количество открытий в области математики, что позволило удостовериться в невероятной ее силе: с помощью математического аппарата возможно не только описывать окружающий нас мир, но и открывать неизвестные его стороны, определять законы его существования.

В качестве примера можно привести самую известную из всех формул: E = mc². Это равенство, сформулированное Альбертом Эйнштейном[23], соотносит массу и энергию физических объектов. Но только задумайтесь: принцип функционирования нашей Вселенной, который до сих пор остается одним из самых захватывающих и невообразимых, выражается математической формулой, состоящей всего из пяти символов. Как говорил Эйнштейн: «Самое непостижимое в этом мире – это то, что он постижим». И устроен он по законам, открытие которых принадлежит этому величайшему ученому: теория относительности является определяющей на макроуровне, а квантовая механика на микроуровне. Остается домыслить, что постичь его можно с помощью математики. В 1960 г. физик Юджин Вигнер[24] сформулировал это как «непостижимую эффективность математики». При этом уже не ставится под сомнение, что нынешнее столетие – и, возможно, несколько последующих – будет эпохой доминирования алгоритмов, в которой достижения науки основаны на огромном массиве данных исследований, гигантских объемах научных работ и открытий прошлого, проверке многочисленных гипотез, их реализации и последующей коммерциализации.

«Жизнь любой научной теории имеет свои фазы; так, все начинается с гипотезы, сомнений, ошибок, прогресса и предположений. Затем наступает время доказывания, проведения опытов, в результате чего гипотеза или подтверждается, или окончательно отвергается. И тогда наступает самый желанный момент, когда теория имеет достаточно оснований, чтобы с ее помощью делать выводы об окружающем мире, без эмпирического подтверждения. Момент, когда уравнения могут предшествовать полученному опыту и даже предсказывать не наблюдавшиеся ранее явления, которые могут оказаться совершенно неожиданными. Прежде чем получить признание, все великие научные открытия делаются с помощью математики, алгебраических уравнений и геометрических построений. Математика продемонстрировала свою невероятную силу, и сегодня ни одна серьезная теория физики не осмелится говорить на другом языке»[25].

Здесь будет уместно привести слова Рэя Курцвейла: «Эволюционный процесс имеет тенденцию ускоряться (за счет усложнения абстракций), и его результаты по сложности и возможностям изменяются экспоненциально. Я называю этот феномен законом ускорения отдачи (ЗУО), и он имеет отношение как к биологической, так и к технологической эволюции. Самый яркий пример действия закона заключается в предсказуемом экспоненциальном росте объема памяти и производительности информационных технологий. Эволюция технологий привела к созданию компьютера, который, в свою очередь, позволил в значительной степени расширить наши знания и связать между собой информацию из разных областей знания. Интернет также является подходящим и выразительным примером способности иерархической системы охватывать большой объем информации, сохраняя при этом свою структуру. Сам мир устроен по принципу иерархии: деревья имеют ветви, на ветвях растут листья, на листьях есть жилки. Дома имеют этажи, на этажах расположены комнаты, в комнатах есть двери, окна, стены и полы»[26].

Более того, большинство процессов в мире так или иначе укладываются в законы природы, и можно провести огромное количество аналогий. Так, например, вся современная жизнь, от бифидобактерий до носорогов, работает по одному и тому же принципу: информация хранится в ДНК и выражается (на языке биологии – экспрессируется) в белках при посредничестве РНК, а рибосому вообще можно считать древнейшим компьютером, работающим по алгоритму генетического кода[27], поэтому у человечества, по всей видимости, имеется огромный потенциал для копирования законов мироздания.

Для достижения лидерства в своей индустрии компании вынуждены быть инновационными, то есть не только инвестировать в повышение эффективности производства и взаимоотношения с клиентами, но и проводить научные исследования, делать свои решения технологичнее, внедряя самые современные инновации, обогащать их новыми сервисами и свойствами… Все это требует от лидеров рынка и их конкурентов проведения политики новых научно-технических открытий, защиты интеллектуальной собственности, формируя тем самым круговорот инновационной деятельности (рис. 1).

Рис. 1. Круговорот инновационной деятельности

«Хотя наши знания увеличиваются, скорость появления новых вопросов тоже растет. Этот разрыв между вопросами и ответами и есть наше невежество, и оно увеличивается. Другими словами, наука – это метод. Который прежде всего расширяет наше невежество, а не знание. У нас нет причин ожидать, что в будущем ситуация станет обратной; чем революционней технология или инструмент, тем более смелые вопросы она породит. Можно ожидать, что в будущем такие технологии, как искусственный интеллект, генетические манипуляции и квантовые компьютеры (если взять лишь несколько примеров, которые уже маячат на горизонте), обрушат на нас поток новых вопросов, которые мы ни за что бы не стали задавать раньше. Более того, можно с уверенностью утверждать, что самые важные вопросы мы еще не задали»[28].

Объемы документов, в которых отражена вся история научно-технического прогресса человечества, потрясают воображение, и наши современники уже много лет переводят их в цифровой вид, чтобы обеспечить удобство работы с этим огромным массивом информации. Конечно, сегодня многие школьники принимают знания, правила, формулы как само собой разумеющееся, но когда-то это были великие открытия, авторы которых посвящали им свою жизнь, а некоторые и расставались с ней, отстаивая свою точку зрения. Каждое новое поколение ученых все больше использует современные технологии, строя свои открытия на «кирпичиках» результатов исследований своих предшественников. Этот процесс выдающийся немецкий физик, нобелевский лауреат, основоположник квантовой теории Макс Планк описал следующим образом: «Не следует думать, что новые идеи побеждают путем острых дискуссий, в которых создатели нового переубеждают своих оппонентов. Старые идеи уступают новым таким образом, что носители старого умирают, а новое поколение воспитывается в новых идеях, воспринимая их как нечто само собой разумеющееся»[29]. А Стив Джобс[30] в своей знаменитой речи перед выпускниками Стэнфордского университета сказал: «Смерть, наверное, самое лучшее изобретение Жизни. Она – причина перемен. Она очищает старое, чтобы открыть дорогу новому»[31]. Альберт Эйнштейн выразил свое мнение на этот счет так: «Что-либо по-настоящему новое можно выдумать только в юности. Дальше человек становится более опытным, более известным – и более тупым»[32], а современные психологи формулируют это несколько иначе, они отмечают, что чем выше коэффициент интеллекта, тем больше вероятность следования стереотипам, поскольку в таком случае человек быстро распознает закономерности и цепляется за них. То есть чем человек умнее, тем сложнее ему менять свои убеждения. Проклятье знаний в том, что они перекрывают путь к восприятию непознанного[33].

Стремительное развитие технологий и расширение сфер их применения делают науку поистине вездесущей, основным двигателем развития нашего общества, обогащая одни компании и страны и обрекая на банкротство и нищенское существование другие. Человечество накопило гигантские объемы научных данных, и разобраться в этом, а тем более эффективно использовать эту информацию, формируя на ее основе новые гипотезы, искать их подтверждение, делая эти инновации частью нашей жизни, позволяют всевозможные цифровые технологии. Вместе с тем сейчас практически все стороны жизни человека «опекаются» наукой, и зачастую разобраться, что является технологией завтрашнего дня или дня позавчерашнего, неподготовленному человеку почти невозможно.

Часть 1. Технологии и данные – «топливо» современной науки

Давайте задумаемся, насколько сложными стали научные наблюдения в наше время, ведь сейчас необходимо учитывать огромное количество исследований и сортировать колоссальные объемы информации. В 2009 г. исследователи из Университета Оттавы отметили, что после 1665 г. было опубликовано более 50 млн научных работ, а в наше время ежегодно публикуется около 7,5 млн.

Существует расхожий миф о том, что глава Патентного ведомства США Чарльз Холланд Дуэлл[34] в конце XIX в. заявил: «Все, что можно изобрести, уже изобрели», – и предложил на этом основании закрыть патентное ведомство. На самом деле его высказывание в 1902 г. звучало следующим образом: «По моему мнению, все предыдущие достижения в различных направлениях изобретательства окажутся совершенно незначительными по сравнению с тем, что нас ожидает в нынешнем столетии. Я бы хотел иметь возможность прожить свою жизнь снова, чтобы увидеть чудеса, находящиеся на нашем пороге».

Научные исследования и публикации

Вселенная научных исследований поистине безгранична, но наука старается измерить даже то, у чего нет границ, погружаясь и открывая шаг за шагом все то, что остается еще скрытым. Это очень напоминает работу нашего мозга, его нейронной природы. Именно необходимостью измерения научного мира обусловлено появление и использование множества метрик, позволяющих это сделать с разной степенью абстрактности, и с этого количественного описания важнейшей области человеческой деятельности, обеспечивающей эволюцию нашего существования, мы и начнем. Прежде чем переходить непосредственно к показателям, представляющим определенный интерес для анализа, следует упомянуть крупнейшие организации и исследовательские центры, собирающие, обобщающие, классифицирующие, анализирующие и публикующие информацию обо всех значимых научных публикациях и текущем состоянии научно-технического прогресса по всему миру:

 Clarivate[35] является одной из крупнейших в мире компаний, специализирующихся на сборе, классификации, анализе и предоставлении информации для международных и национальных государственных и коммерческих организаций, позволяющей им планировать свое развитие и инновационную деятельность. Clarivate на платной основе предоставляет всю самую значимую информацию на основе собранных гигантских массивов данных по всему миру, а также готовит аналитические отчеты с глубокими экспертными комментариями. Компания является глобальным партнером множества клиентов, в числе которых научные, исследовательские и учебные учреждения, некоммерческие организации, технологические корпорации и многие другие. Компания обеспечивает управление несколькими информационными платформами, включая Платформу формирования индексов Web of Science и связанных с ними продуктов и услуг, функционирование которой обеспечивает Институт научной информации (ISI). Выборочные, структурированные и полные данные в Web of Science предоставляют исчерпывающую информацию о вкладе и ценности самых влиятельных научных и исследовательских журналов и представителей научного сообщества. В Web of Science реализовано взаимодействие с национальными сервисами, такими как Китайская база данных научных цитирований (CSCD – Chinese Science Citation Database)[36], Японская база данных цитат (CJP – Citation Database for Japanese Papers)[37], Корейский индекс научного цитирования[38], Научная электронная библиотека стран Латинской Америки (SciELO – Scientific Electronic Library Online)[39], Арабский индекс цитирования (ARCI – Arabic Citation Index)[40], Российский индекс научного цитирования (РИНЦ)[41] и соответствующие сервисы других стран.

 Scopus[42] считается крупнейшей базой данных, содержащей аннотации и сведения о цитировании рецензируемой литературы, в том числе научных журналов, книг и материалов конференций. На 2022 г. насчитывала свыше 84 млн записей и около 10 000 обновляемых статей ежедневно. Scopus предоставляет комплексный обзор результатов международных исследований в области технологий, медицины, социальных наук, искусства и гуманитарных наук. Scopus создана издательством Elsevier[43], одним из лидеров в области информации и аналитики в научной сфере. Elsevier активно развивает сервисы, основанные на классификации и обработке научной информации. Один из них – информационная система Digital Commons Data[44].

 Сервис Google Scholar[45] – бесплатная поисковая система по научным публикациям, запущенная компанией Google, с использованием технологий поиска, разработанных инженерами компании. Поисковые роботы индексируют метаданные и осуществляют полнотекстовый поиск по всем видам научной литературы с возможностью классифицировать и ранжировать их. На сегодняшний день Google Scholar считается крупнейшей в мире академической поисковой системой и интегрирована с сервисами Google Patents[46] и Google Books[47], совместно с которыми использует единые технологические решения, позволяющие обеспечить богатую функциональность в экосистеме сервисов Google.

 Сервис публикаций научных статей PeerJ[48], который фактически является рецензируемым научным журналом. Журнал придерживается политики публикаций работ, имеющих научную значимость, в следующих областях знаний: науки о жизни и окружающей среде; компьютерные науки; физическая химия; органическая химия; неорганическая химия; аналитическая химия и материаловедение. Для публикаций журнал использует интернет-технологии, а также модель, предполагающую оплату публикаций за счет авторов, и предлагает авторам пожизненное членство в издательстве, что дает им возможность публиковать некоторое количество своих статей бесплатно.

 Платформа для обмена академическими исследованиями Academia[49], предоставляющая бесплатный доступ и позволяющая знакомиться с результатами исследований, рецензиями, статьями и публикациями, используя многочисленные поисковые и аналитические инструменты, экспертную оценку надежности и достоверности размещенных материалов. В 2022 г. в рамках проведения раунда D одноименная компания – создатель платформы Academia привлекла $23 млн. При этом отметим, что раунд возглавил Tencent при участии таких известных фондов, как Khosla Ventures, Spark Capital и True Ventures.

Логично, что одним из косвенных показателей науки как индустрии можно считать отношение к научному миру в обществе, измеряемое огромным количеством метрик, в частности популярностью, международным авторитетом и престижем научных изданий. Познакомим читателя с рейтингом самых престижных научных журналов мира, сформированным на показателях средневзвешенного количества цитирований публикаций в указанных журналах за три предыдущих года. Рейтинг составлен международной рейтинговой организацией Scimago Journal & Country Rank на основе данных Scopus по состоянию на апрель 2023 г., включающих 27 955 изданий (табл. 1).

Одним из важнейших показателей, по которым оценивают состояние науки в той или иной стране, является количество статей в научных изданиях (в том числе указанных выше), индексируемых в Scopus. Далее приведем информацию о числе публикаций с разбиением по странам, к которым принадлежат авторы этих статей, по состоянию на апрель 2023 г. (рис. 2).

Количество статей, индексируемых исключительно Scopus, в одном лишь 2022 г. составляет 5 134 621 научную публикацию. Что же тогда можно сказать обо всем объеме научных данных – структурированных и неструктурированных, каталогизированных, очищенных, сортированных и несортированных, анализируемых и многих других? «Мы живем в цифровом мире, ежедневно генерируя умопомрачительные объемы данных»[50].

Таблица 1. Рейтинг 50 самых престижных научных журналов мира[51]

Рис. 2. Статьи в научных изданиях, индексируемых в Scopus в 2022 г.[52]

Какие же направления научных исследований наиболее перспективны с точки зрения научно-технического прогресса современного мира, веры в их инновационный потенциал и будущую востребованность? В какие научные исследования верят компании – технологические лидеры современного мира, превращающиеся в главных инвесторов и проводников научно-технического прогресса? Это заслуживает отдельного анализа, именно это привело нас к тому, что «знание, которое связано с информацией, но не идентичное ей»[53], переживает такой же взрывной рост, как и информация, лежащая в его основе. Число научных статей, публикуемых ежегодно, в последние десятилетия растет двузначными темпами.

Помимо количества научных статей, еще одним важнейшим индикатором состояния науки и ее инновационного потенциала является их качество, определяемое количеством цитирований этих публикаций в научных изданиях, индексируемых в Scopus, поскольку демонстрирует актуальность и востребованность этих публикаций в новых исследованиях. С учетом того, что за последние несколько лет показатель цитирований достиг 9 071 122 публикаций, можно считать его достаточно объективным. Из довольно поверхностного изучения этой информации можно сделать интересные выводы относительно основных векторов развития глобальной научной мысли. Прежде всего, не перегружая читателя деталями, представим наиболее популярные направления научных исследований на основе общего количества цитирований по состоянию на 1 сентября 2022 г.[54] (табл. 2).

Таблица 2. Популярные направления научных исследований по состоянию на 1 сентября 2022 г.

Изобретения и патенты

Помимо развития теоретической науки, важным измерением является применимость подобных открытий в жизни. Измерить это можно с помощью патентов на новые изобретения, лекарства, алгоритмы и т. д. «За прошлый век ежегодное число заявок на патенты во всем мире выросло по экспоненте»[55]. По данным исследования WIPO IP FACTS AND FIGURES 2022[56], по итогам 2021 г.[57] количество заявок на патенты в мире увеличилось на 3,6 %, на полезные модели[58] отмечено снижение на 2,5 %, количество заявок на товарные знаки выросло на 5,5 %, а на промышленные образцы – на 9,2 %, в абсолютных цифрах было подано 3 401 100 патентных заявок, 18,1 млн заявок на товарные знаки и 1,5 млн на промышленные образцы. Полезные модели продемонстрировали небольшое снижение количества заявок до 2,9 млн по сравнению с ростом годом ранее на 28,1 %.