Джо Дэвис — американский ученый-биолог, научный сотрудник факультета биологии MIT и Гарвардской медицинской школы, основатель био-арта и автор множества необычных проектов. Весной 2020 года он выступил как приглашенный лектор студенческой программы MOOVE от СКОЛКОВО и МТС.
В чем преимущества записи данных в ДНК от других возможных технологий? Например, некоторые заявляют, что в будущем перспективным хранилищем могут стать низкомолекулярные метаболиты (сахара, аминокислоты и так далее) или 3D-оптическая память.
Во-первых, информационная плотность цифровых молекулярных архивов — (например, в ДНК) имеет огромные преимущества перед всеми конкурентами. В настоящее время хранение данных в ДНК обеспечивает плотность до 10¹⁸ байт на кубический миллиметр — это как минимум в шесть раз больше, чем возможности любого другого носителя, доступного сегодня.
Во-вторых, системы хранения данных в ДНК уже проверены временем и поставляются в комплекте с набором репаративных (восстановительных) ферментов, белков и нуклеиновых кислот, а также надежными «контейнерами» комнатной температуры (клетками), которые приучены выживать в практически любой окружающей среде.
Мы с коллегами недавно продемонстрировали, как можно хранить информацию на очень недорогом и чрезвычайно надежном носителе — Halobacterium salinarum.
Это архея (одноклеточный организм без ядра и каких-либо мембранных органелл), обитающая в условиях высокой солености. Исследования показали, что природа хранит данные именно в этом формате уже сотни миллионов лет. Впечатляющий срок, не правда ли?
Должен отметить, что способность ДНК усваивать данные быстро развивается вместе с технологиями ее секвенирования (чтения) и синтеза (записи). Я убежден, что эта технология заменит интернет. Весь наземный биом может стать нашим общим форумом, «доской объявлений».
Сторонники хранения цифровой информации в метаболитах утверждают, что закодированные массивы могут сохраняться без изменений в течение «месяцев или лет», что не идет ни в какое сравнение с периодами «геологического времени» при хранении информации в микроорганизмах.
Трехмерные оптические «диски памяти» продемонстрировали плотность информации, сравнимую с Blu-ray. Их можно создавать из плавленого кварца — материала, известного своей высокой химической стабильностью и стойкостью, что позволит в нормальных условиях сохранять материалы нетронутыми в течение «геологического времени». Но эта технология, вероятно, останется довольно дорогой, и пока на массовый рынок не вышло ни одного коммерческого продукта, основанного на принципе трехмерного оптического хранения данных. Плотность информации Blu-Ray впечатляет, но она все еще на порядок меньше плотности информации, переносимой ДНК.
В одной из своих лекций вы говорили, что записанная по методу ДНК информация может сохраняться тысячи и даже миллионы лет. Но при этом многие футурологи говорят, что человечеству, по крайней мере в том виде, в котором оно существует сейчас, осталось на этой планете не так много времени. То есть информация, вероятно, переживет нас. Для кого мы тогда планируем настолько долго сохранять все эти данные?
Я бы сказал, что стоит хранить информацию в целости и сохранности до тех пор, пока жив род человеческий. Ученые обсуждают прогнозы выживаемости Homo sapiens с учетом многих факторов, но, если исключить катастрофическую возможность самоуничтожения, прогнозы последних нескольких десятилетий говорят, что мы проживем еще от пяти тысяч до семи-восьми миллионов лет.
Среди представителей животного царства люди уникальны тем, что понимают собственную смертность. Это особое знание и заставляет нас задумываться над тем, что именно род человеческий может оставить своим далеким потомкам.
Мой отец однажды сказал: поскольку фотоны оставляют свои следы абсолютно на всем, тень от облака навсегда оставит свой след на камне. Он предсказывал, что рано или поздно мы создадим инструменты с достаточным разрешением, позволяющие обнаружить эти следы, а также понять, что, подобно тени от облака, мы тоже накладываем свой отпечаток на все, что встречаем — и на живое, и на неживое. Он назвал это нашей «термодинамической душой».
Мы всегда будем пытаться оставить свой след — неважно, будет это попыткой общения с потомками человека разумного или с какой-то другой сущностью, которой суждено стать нашим соседом во времени и пространстве.
Взять идею Microvenus (проект Джо Дэвиса, осуществленный в 1980-х годах, тогда ученый поместил закодированное изображение древнегерманской руны в геном кишечной палочки, — «РБК Тренды»). Она заключалась в том, чтобы исследовать возможности биологии в отправке огромного числа сообщений на многие тысячи световых лет и, соответственно, долгие периоды времени. Те способы, которые сейчас считаются наиболее желательными для хранения цифровых данных, очень похожи, а иногда и идентичны способам, которые имеют решающее значение для межзвездных коммуникаций.
Кстати о них. Некоторые визионеры надеются, что вскоре мы сможем колонизировать планеты, и, возможно, этот путь — единственный в вопросе выживания Homo sapiens. Как вы думаете, поможет ли в будущем технология записи данных в ДНК общению людей, которые останутся на Земле, с теми, кто будет жить, например, на Марсе? С «соседями» на других планетах?
Когда (или, скорее, если) человечество зайдет в процессе колонизации планет так далеко, что оптическая и радиочастотная связь окажется непригодной — скажем, при колонизации планетных систем в отдаленных районах галактики — то даже связь со скоростью света будет занимать время, сравнимое с геологическими периодами. Колонистам, прежде всего, понадобится что-то вроде «варп-драйва», фантастического двигателя деформации пространства, чтобы добраться туда. В настоящее время это настолько маловероятно, я не думаю, что у нас возникнет подобная проблема в ближайшие тысячелетия. И что бы я ни спрогнозировал сейчас, это будет выглядеть, как если бы Галилей предложил почтовых голубей в качестве средства связи XXI века.
В дискуссиях о существующих технологиях хранения данных постоянно встает вопрос об их кибербезопасности. Будет ли новая технология безопасной с точки зрения взлома, неправомерного использования?
— Любая технология может оказаться уязвимой, однако внести изменения в широко распространенные биологические архивы будет гораздо сложнее, чем взломать цифровые архивы в интернете.
Взлом биологического архива равносилен изменению генома каждой рыбы в море или каждого насекомого на Земле. Трудности такого вмешательства будут усугубляться необходимостью генетически изменить все организмы, захороненные глубоко под землей, или организмы, взвешенные в отдельных кристаллах соли. Злонамеренное вмешательство, конечно, может быть очень искусным, но, на мой взгляд, все известные сейчас методики и практики хакинга просто устареют.
Вы также известны как художник и основатель био-арта, или «сайнс-арта». Вы поместили карту Млечного Пути в мышиное ухо, поэзию Гете — внутрь генома бактерий. Какова цель таких проектов? Это для современников или данные работы тоже нацелены на передачу такой новой формы искусства потомкам?
Я не думаю, что кто-то становится художником просто потому, что так решил. Если выбор возможен, то мы скорее склоняемся к тому, чтобы заняться чем-то более практичным — бухгалтерским учетом, например, или адвокатурой. Вы художник, потому что вы не можете им не быть. Это и дар, и проклятие. И поскольку это, по сути, дар невольный, вы творите в соответствии со своим собственным особым видением — для себя и для тех, кому подобное по душе.
Как вы считаете, что представляет реальную угрозу человечеству — внеземные существа, умные роботы, которых мы сами же создадим, природные катаклизмы, которые мы спровоцируем?
Мы слышали много апокалиптических сценариев: что-то такое упадет с неба и уничтожит всех. Или люди задохнутся в результате вредных выбросов в атмосферу из-за неумеренного аппетита человечества к добыче энергии. Или начнется дестабилизация демократии, а за этим обрушатся экономики. А ведь еще есть пандемии, и много чего другого. Мы живем в очень опасном мире, и в нем есть масса пугающих теорий. Чем более опасным он становится, тем больше ужасных мыслей у нас появляется. В этом, собственно, и проблема.
В философии, психологии и социальных науках есть принцип под названием «эффект Пигмалиона» — он о том, как наши верования становятся реальностью. В греческой мифологии Пигмалион был гениальным скульптором, который влюбился в Галатею — мраморную скульптуру, которую сам создал. Пигмалион так страдал, что боги сжалились над ним и оживили скульптуру.
Проще говоря, наши представления о других влияют на наши поступки, что, в свою очередь, влияет на представления других о нас и провоцирует их на действия, которые только усиливают наши предположения. «Эффект Пигмалиона» — это самосбывающееся пророчество: если вы решаете, что пятница, 13-е — плохой день, то, скорее всего, он таким и будет.
Суть в том, что, уж коли наши представления становятся реальностью, нам бы лучше полагаться на тех немногих, у кого эти представления оптимистичные. Я бы сказал, основная угроза человечеству состоит в том, что таких оптимистичных людей может оказаться недостаточно.
Согласны ли вы с британским геронтологом Обри ди Греем в том, что мы можем жить вечно?
Перспективы увеличения продолжительности жизни, скорее всего, потребуют значительных изменений человеческой физиологии. Возможно, настолько серьезных, что можно будет говорить о новом виде гоминида. Человеческая репродуктивность, очевидно, должна будет сократиться, нам придется пожертвовать целыми пластами инноваций и творчества, предназначенными для будущих поколений.
Мне также кажется, что увеличение продолжительности жизни коснется далеко не всех людей. Оно будет идти рука об руку с еще большим разделением населения на имущих и неимущих. Справедливо и разумно ли «выкупать» наши жизни ценой жизни всех наших потомков? Вряд ли. Все же, нравится нам это или нет, но смерть придает смысл человеческой жизни.
Как вы думаете, каким будет обычный день человека через пятьдесят лет?
Один друг мне как-то сказал, что, противореча всем законам физики, я застрял в будущем, но у нас достаточно проблем с пониманием того, что представляет собой настоящее. Нейронные сигналы передаются со скоростью 16 миль/час, то есть мозгу требуется 22 миллисекунды, чтобы осознать, что только что произошло. И к этому добавляются различные другие временные разрывы, которые присущи человеческому сенсорному аппарату, они могут достигать нескольких десятых секунды.
Сознание всегда вынуждено опираться на прошлое. Все остальное — либо воспоминания, либо предсказания, а и те, и другие, как известно, могут быть ошибочными.
Читайте статью в первоисточнике: РБК
