3 апреля сотрудники Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Владимира провели очередную трансляцию в рамках проекта «Наука онлайн» – серии интервью с местными учёными, где эксперты отвечают на вопросы участников, заданные в группе ИЦАЭ «ВКонтакте».

Третьим гостем специального выпуска «Науки онлайн» стал Антон Бурцев, научный сотрудник Института проблем лазерно-информационных технологий РАН. Он рассказал, какие технологии из научно-фантастических романов станут реальностью в ближайшие годы, а также объяснил, почему не все мрачные прогнозы фантастов сбудутся.

«Главная сложность заключается в том, что мы переносим все современные тенденции: не только научные, но и социально-культурные, экономические и другие – на будущее, что в принципе не совсем верно. Например, в романе «Машина времени» Герберта Уэллса люди, обладающие властью, превратились в отдельную расу, а обычные люди в монстрообразную другую.  Так он видел общество будущего. Однако уже в первой половине XX века стало понятно, что история, экономика и технологии человечества идут совсем другим путём. Но это можно определить только постфактум», – пояснил Антон.

Какие-то идеи более успешны, с реализацией других возникают непредвиденные сложности. Некоторые фантасты, сами того не подозревая, дали учёным идеи по созданию новых устройств и возможностей. Кто-то не угадал, а кто-то стал источником вдохновения для физиков, химиков и кристаллографов. Эксперт объяснил, что многие идеи могут оформляться десятилетиями, а некоторые – и сотни лет. Они проходят длительный период от теоретических споров к попытке реализации и коммерциализации.

«Первый из давних и актуальных запросов общества – это разлагаемый биопластик. В свое время пластик произвёл эволюцию в упаковке из-за своей дешевизны. Главный недостаток этого материала в том, что он плохо разлагается и в целом вредит экологии. В течение нескольких последних десятилетий учёные стали склоняться к производству пластика на основе целлюлозы. Для синтеза и для быстрой переработки стали использовать искусственно полученные ферменты, близкие к ферментам растений и грибов», – рассказал Антон.

Также эксперт коснулся такой области, как метаматериалы – сложные композиционные материалы, свойства которых зависят не столько от составляющих элементов, сколько от их морфологии. Важнее состава такого материала, его структура, придающая ему уникальные свойства. Физик предположил, что шапка-невидимка из русских народных сказок и плащ-невидимка Гарри Поттера состояли из таких материалов.

Он разъяснил, что в природе уже есть относительная невидимость, например, прозрачность у медуз или камуфляж, как у различных животных. Самый сложный механизм камуфляжа у хамелеонов, способных менять цвет в зависимости от цвета окружающей среды.

Также Антон отметил, что для того, чтобы предмет стал относительно невидимым, нужно, чтобы он не просто отражал, а перенаправлял свет, чтобы тот огибал препятствие. Для того, чтобы этого достичь, необходимо контролировать показатель преломления. Идеальных показателей достичь невозможно, но на уровне работы человеческого глаза или даже более чувствительных приборов достичь относительной невидимости реально.

«К примеру, есть некая оболочка, состоящая из метаматериалов: микро- или макроразмерных цилиндрических антенн для работы с микроволнами. Берём объект, накрываем его этой оболочкой, и в микроволнах он становится как бы невидимым. Человеческий глаз не различает этот объект, и возникает ощущение, что свет проходит сквозь него. Однако если мы на него наткнемся, то мы его почувствуем», – разъяснил Антон.

Металинзы, актуальные в производстве лазеров и оптоволоконных кабелей, также преобразуют свет. В отличие от стандартных линз, металинзы имеют очень маленький размер, что позволяет сделать всю конструкцию более компактной.

«Оптоволокно, в котором используются металинзы – это, в том числе, и интернет и многое другое. Мы обеспечиваем связь с меньшими затратами, потому что у нас всё устройство в целом более компактное, благодаря размерам металинз. Изначально из-за малых размеров таких линз возникали аберрации – различные искажения, но со временем их удалось убрать. Поэтому в настоящее время при передаче данных по оптоволокну мы выигрываем не только в миниатюризации, но и в качестве. То есть, и сигнал будет лучше», – отметил Антон Бурцев.

Рассказал он и о такой технологии, как совместное телеприсутствие: «Подобная технология показана, например, в фантастическом фильме «Суррогаты». Люди, не выходя из дома, удалённо подключались к роботам-аватарам. Эти роботы двигались, выполняли работу и взаимодействовали со внешней средой вместо людей. Та же технология используется и в другом известном фильме «Аватар», где вместо роботов использовались искусственно созданные представители инопланетной расы. А в романе братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу» вместо себя можно было создать и отправить выполнять какую-нибудь простую работу дублей».

Антон считает, что современные средства уже позволяют воплотить такую технологию в жизни, однако есть над чем работать – отправлять таких роботов на сверхсекретные задания пока рано. Но общаться подобным образом можно будет в обозримом будущем – разработкой роботов для совместного телеприсутствия занимается компания Microsoft.

Эксперт объяснил, в чём сложности создания искусственного интеллекта: «Нам требуется, чтобы машина выполняла вычисления безошибочно, по неким алгоритмам. Это не даёт развивать самосознание и самообучение у классических компьютеров. Как ни парадоксально звучит, но давая машине право на ошибку – мы даём ей возможность развиваться. Строгий алгоритм приводит к ограниченности».

По мнению Антона Бурцева, квантовые компьютеры не станут такими же распространёнными, как современные, и связано это с объективными техническими причинами. «Для того чтобы поддерживать квантовые свойства, необходимы сверхнизкие температуры. Если температура поднимется, начнутся тепловой хаос и декогеренция. То есть, взаимодействие с чем-либо разрушит запутанное квантовое состояние. А держать дома устройство, которое охлаждается жидким азотом, не совсем рационально. Квантовый компьютер, может быть, и дойдёт до персонализации, но сами условия его функционирования слишком ресурсозатратные и неудобные в эксплуатации», – убеждён эксперт.

Участники проекта – учёные и популяризаторы науки, выступавшие на научно-популярных ток-шоу ИЦАЭ Владимира. Следующий выпуск «Науки онлайн» будет посвящён лазерным технологиям.