Экспонента. Как быстрое развитие технологий меняет бизнес, политику и общество - Азим Ажар

может включать десятки тысяч или больше строк кода, но разработчикам, пишущим приложения, нет нужды набирать эти строчки самим. Скорее они найдут стандартизированные компоненты, разработанные другими. Такая унификация означает, что компании могут использовать опыт разных отраслей: некто, разрабатывающий приложение, предназначенное для путешественников и помогающее им бронировать жилье, может воспользоваться компонентом календаря, изначально разработанным для приложения, планирующего деловые встречи.

Все это говорит об изменении характера технологического развития. Современные технологии чаще комбинируются и рекомбинируются. И этот процесс приводит к появлению очередных инноваций.

* * *

Лаура О’Салливан училась в выпускном классе колледжа Маунт-Мерси в Корке (Ирландия), когда решила разработать автоматизированную систему, способную выявлять аномалии в мазках из шейки матки. Годом раньше произошел скандал: результат такого теста у двухсот ирландок был отрицательным, а потом у них все-таки обнаружили рак. Лауре было всего 16 лет, когда она поставила перед собой цель решить эту проблему. Она знала о недавнем прорыве в области машинного зрения — способности компьютеров идентифицировать объекты или узоры на изображениях, о которой мы говорили в главе 1. Лаура подумала, что эту технологию можно использовать для выявления злокачественных образований на снимках мазков.

У Лауры был лишь начальный опыт программирования — пару каникул она провела в лагерях для программистов — и никакой формальной подготовки. «Я прошла несколько онлайн-курсов по машинному обучению и глубокому обучению на сайтах Coursera и Стэнфордского университета. Мне необходимо было понять основы», — рассказывала она мне. Лаура начала свой проект во время летних каникул, изучая, как строить и настраивать свёрточные нейронные сети, как находить и очищать данные. К счастью, датская больница Herlev выложила в открытый доступ данные мазков, которые девушка могла использовать.

Это было непросто. Набор данных был, говоря языком специалистов по обработке и анализу данных, несбалансированным. В нем было слишком много, предположительно, аномальных, потенциально раковых изображений и недостаточно здоровых. В реальном мире все было бы наоборот: у большинства женщин мазки показали бы, что женщины здоровы, и лишь у немногих, что женщины больны. Такая несбалансированность данных могла вызвать проблемы в системе Лауры.

Она нашла способ искусственно создать больше данных, представляющих здоровые образцы. Так получился бы надежный набор, который позволил бы алгоритмам эффективно обучаться. Техника, которую она использовала (генеративно-состязательные сети, или GAN), была весьма актуальной. Первые результаты с помощью GAN исследователь из Калифорнии Ян Гудфеллоу получил всего четыре года назад[82]. Лаура смогла бесплатно загрузить код для работы GAN с сайта GitHub, на котором разработчики программного обеспечения сотрудничают и свободно делятся своими наработками. Все вычисления проводились на домашнем компьютере отца Лауры. У него было дополнение, которое Лауре очень нравилось, — два экрана: на одном она могла просматривать свой код, а на другом — руководства по вычислениям.

К декабрю 2018 года Лаура доработала свои результаты. Я встретился с ней в январе 2019 года во время финального этапа конкурса молодых ученых Ирландии — ее новая программа определяла аномалии на изображениях лучше любого врача. Неудивительно, что она получила приз.

Опыт Лауры — прекрасный пример третьей движущей силы экспоненциальных технологий: изобилия сетей. За последние пятьдесят лет появилось множество информационных и торговых сетей. Никогда еще не было так просто переслать денежные средства из одной части мира в другую. Никогда еще не было так просто переправить мем из Сантьяго в Сидней[83]. Никогда еще не было так просто перевезти часть электронного оборудования из Шэньчжэня в Стокгольм. И если уж на то пошло, никогда еще не было так просто за считаные недели распространить вирус из какого-то удаленного места в огромной стране по сотне других государств.

Сети изменили характер торговли, изобретений, науки, взаимоотношений, болезней, финансов, информации, угроз и многого другого. И что очень важно, эти потоки информации приводят к экспоненциальному развитию и распространению технологий.

Можно выделить несколько форм сетей, особенно важных для активизации экспоненциальных технологий, прежде всего информационные сети. Они развивались на протяжении десятилетий. В 1970-х годах, когда компьютеры стали более распространенными в академических кругах, их начали использовать для обмена результатами исследований. Примерно в то же время началось развитие интернета. К 1990 году к нему были подключены 300 тысяч компьютеров более чем в двенадцати странах, по большей части в университетах. Ученые вдруг смогли запросто пересылать друг другу работы по электронной почте. И они пересылали.

Оставался лишь шаг к созданию больших бесплатных академических баз данных. Молодой физик Пол Гинспарг сражался с потоком пересылаемых по электронной почте статей. Он придумал централизованную систему, в которую можно было бы загружать все препринты. Когда я впервые обратился к этой системе в середине 1992 года, она была размещена в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Исследователи получали доступ к ней через программу Gopher — предшественницу WWW — по заманчивому интернет-адресу xxx.lanl.gov. Сегодня творение Гинспарга известно как arXiv (произносится «архив»; буква Х — это греческая «хи»). Оно произвело революцию в распространении научных знаний.

На arXiv стали доступными тысячи качественных научных работ, хотя и нерецензированных. Гинспарг и его сотрудники положили начало движению открытого доступа, цель которого — расширить доступ к научной мысли. Сегодня arXiv, начав свою деятельность в области физики высоких энергий, распространился на такие дисциплины, как астрофизика, компьютерные науки и математика. К 1994 году в arXiv было более 10 тысяч работ; в декабре 2019 года — 23 миллиона исследований по всем дисциплинам[84]. Поскольку каждая из этих работ всегда была доступна на arXiv, прежде чем попасть в печатный журнал с его строгой экспертной оценкой, его прозвали «сервером препринтов».

Этот феномен не ограничивается физикой — преимущества препринтов оценили и в других областях. В 2003 году для биологов был запущен BioRxiv, а PsyArXiv для психологов и SocArXiv для социальных наук появились в 2016 году. В настоящее время над ускорением распространения академических знаний работают около пятидесяти сервисов препринтов[85].

Серверы препринтов обладают такой мощностью, потому что стирают границы между академическими исследованиями. Они позволяют обычным людям бесплатно получать доступ к передовым идеям. А это расширяет круг тех, кто может участвовать в научном процессе. Правильность такого подхода стала особенно очевидна в пандемию коронавируса. Первая научная статья о вирусе была опубликована на сервере препринтов 24 января 2020 года. К ноябрю 2020 года на этих серверах и в других источниках с открытым доступом было выложено более 84 тысяч статей о COVID-19, при этом в различных дисциплинах[86]. И Лаура О’Салливан — еще один пример того, как сервер препринтов ускоряет распространение новых идей. Удивительно, что такая мощная концепция, как генеративно-состязательные сети, смогла менее чем за