Даже самые непритязательные предметы быта при существенном уменьшении размера и веса могут неожиданно приобретать новые полезные функции и формировать новые пространственные модели. Рышард Капущинский, к примеру, обратил внимание на эффект, который «дешевые и легкие пластиковые контейнеры» оказали на традиционные сообщества Африки. Когда-то женщинам приходилось носить на голове глиняные или каменные сосуды с водой. Сосуды эти ценились достаточно высоко, поэтому женщины вынуждены были выстаивать многочасовые очереди к источнику. Появившиеся пластиковые бутылки могли носить даже дети, а стоимость их была настолько невелика, что их можно было спокойно оставить вместо себя в очереди, а самому укрыться в тени или отправиться выполнять другие повседневные дела. Капущинский подводит итог: «Какое облегчение для африканской женщины!.. Насколько больше времени она может уделять себе и своим домашним!»1

По иронии судьбы состоятельные господа тоже используют воду из легких пластиковых контейнеров – с этикетками вроде Evian. В этом случае легкость бутылки позволяет дистрибьютору доставлять брендированный продукт издалека, вместо того чтобы использовать местную систему водоснабжения. С точки зрения потребителя, малый вес имеет другую ценность – он позволяет носить продукт с собой, таким образом делая его более привлекательным для путешественников и любителей активного отдыха. Легкость – это то, как вы используете ее в определенном контексте.

С начала индустриальной революции проектировщики с помощью новых технологий делают вещи меньше и легче, а последние несколько десятилетий этот процесс идет ускоренными темпами. Перейдя порог дематериализации, различные устройства, когда-то бывшие частью архитектуры, стали частью человеческого тела. Это явление сыграло решающую роль в формировании новых кочевников.

 

Миниатюризированные машины

Возьмем, к примеру, устройства для хранения и проигрывания музыки. Механические пианино переносили грузчики, а ленты для них занимали довольно много места. Граммофоны тоже были немаленькими, но все же их размеры позволяли брать их с собой, к примеру, на фронт во время Первой мировой войны2. С кассетным магнитофоном можно было пойти на пляж. Плееры Walkman уже носили на поясе. МРз-плееры стали еще меньше, поскольку им не нужны сравнительно громоздкие кассеты или диски. Все больше музыки помещается во все более крошечные коробочки. Раньше человек мог унести две-три мелодии; сегодня люди передвигаются с тысячами треков. Предмет мебели сначала эволюционировал в настольное устройство, потом в переносное, наконец – в аксессуар, который можно надеть.

Как известно архитекторам и промышленным дизайнерам, в любой вещи обычно есть некая критическая подсистема, определяющая размер; избавьтесь от нее или найдите способ ее уменьшить – и вы сможете снизить общие параметры. В архитектурных сооружениях, как не уставал напоминать Бакминстер Фуллер, основная проблема состоит в элементах, работающих на сжатие; замените как можно больше из них на элементы, которые работают на растяжение, и структура станет значительно легче. Проблема с CD-плеерами состояла в диаметре диска; как ни крути, но сделать проигрыватель меньше носителя информации невозможно – а так он не помещается в карман.

Кроме того, существует взаимосвязь между размером и материалом. Помещать граммофоны в деревянные корпуса и воспринимать их как лакированную мебель казалось совершенно естественным. С появлением настольных стереопроигрывателей дерево стало уступать место металлу и пластику. О том, чтобы сделать корпус CD-плеера из дерева, уже не могло быть и речи; при таких размерах древесину невозможно достаточно точно обработать, ей недостает прочности и плотности. Иногда миниатюризация ведет к смене материала, а иногда изобретение новых материалов и связанных с ними производственных технологий вызывает волну миниатюризации; подчас эти движения совпадают.

В фотоаппаратах проблемным узлом была пленка. Формат негатива диктовал величину оптической системы и механизма перемотки. Постепенное уменьшение формата пленки (а до того – переход со стекла на целлулоид) обеспечило определенный уровень миниатюризации, однако внедрение фотодиодных матриц решительно изменило правила игры. Крошечные массивы светочувствительных элементов позволили значительно уменьшить оптику, а механизм перемотки просто исчез. На более глубоком уровне замена оптических и механических взаимосвязей электронными (особенно в системе видоискателя) изменила требования к пространственным соотношениям между частями камеры, позволив размещать их гораздо плотнее. Вскоре цифровые фотоаппараты стали не просто меньше своих пленочных предшественников, они уже не были похожи на фотоаппараты – как когда-то самодвижущиеся экипажи перестали походить на экипажи.

В переносном компьютере нам требуются клавиатура, на которой помещались бы пальцы, хорошие рабочие характеристики и экран, подходящий под наше поле зрения. Наладонники с маленькими экранами и до смешного крошечными клавиатурами – не самая удобная альтернатива. Но если вы замените экран на дисплей, проецирующий изображение высокого разрешения прямо на сетчатку, а клавиатуру на микрофон, подключенный к системе распознавания голоса, все устройство можно будет уменьшить до размеров солнцезащитных очков и перенести его с колен на переносицу.

Замена механических соединений, оптических систем и движения материалов электронными соединениями (проводными или беспроводными) также позволяет разделить устройства на составные части и воссоздать их в новом качестве. Их функции можно перераспределять между карманными, настольными и стационарными приспособлениями. Таким образом, ради уменьшения размеров и веса определенной вещи ее можно избавить от некоторых функций, перенеся их в другое место. В фотографии, к примеру, съемка производилась при помощи отдельного компактного устройства, проявка и печать происходили в централизованных фотолабораториях, а функции хранения выполняли альбомы и архивы. Технология мгновенных фотоснимков Polaroid совместила съемку, проявку и печать в одной переносной коробке, обеспечив удобство за счет увеличения размера. Цифровая же фотография дает практически ничем не ограниченную свободу перераспределения функций. Экспонирующее устройство сокращается до объектива и матрицы с подсоединением к сети. Его можно носить отдельно, встроить в другое устройство типа сотового телефона или закрепить на стене. Изображения можно хранить на переносном или настольном устройстве, а можно – на сетевом сервере. Печать же может происходить везде, где есть принтер с сетевым подключением.

Случается, что такие перераспределения открывают новые возможности. Мгновенная фотография позволила нам обсуждать и оценивать снимки прямо в момент съемки, а не потом, в другое время и в другом месте. Похожим образом интеграция цифровых камер в сотовые телефоны дает собеседникам возможность просто показывать, а не описывать на словах то, о чем они говорят.

 

Микропроизводство и МЭМС

Еще одну возможность уменьшить размеры полезных предметов дают высокоточные технологии производства. Заметнее всего это в разработке и производстве электронных схем. Вакуумные трубки, использовавшиеся для построения ранних компьютеров, были громоздкими и сильно нагревались просто по своей природе. Сменившие их вскоре транзисторы были меньше и грелись уже не так сильно, что позволяло размещать их куда компактнее. Появление полупроводниковых технологий задало экспоненциальный рост плотности транзисторных элементов на кристалле кремния, позднее описанный законом Мура. В 50-х переносные радиоприемники с полудюжиной транзисторов казались чудом; к концу века компьютерные чипы размером с марку, вмещавшие 100 миллионов транзисторов, уже никого не удивляли.

Микропроизводство обычно начинается с макроскопического элемента, например – с кремниевой пластины, на которой путем точнейшего снятия или добавления слоев материала создаются сложные структуры вроде интегральных схем. По мере развития технологий минимальные размеры элементов в таких структурах, ранее составлявшие десятки микрометров, снизились до десятков нанометров. Эта прогрессия достигнет предела, когда элементы уменьшатся до пары нанометров, то есть до размеров атома – но это не значит, что развитие микропроизводств в этот момент остановится3. По мере приближения этой гонки к финалу акцент смещается на изобретение новых видов микроскопических структур и систем.

Методы микропроизводства, разработанные для изготовления электронных схем, уже расширены и обобщены для микрожидкостных систем с крохотными каналами, резервуарами, клапанами и форсунками, заменившими колбы и мензурки традиционной химической лаборатории и позволившими проводить анализ проб значительно меньших объемов. Те же методы используются и в производстве волноводов для света и радиосигналов. Название таких структур – микроэлектроме-ханические системы – занимает больше места, чем они сами, но, к счастью, его принято сокращать до МЭМС4.

Что еще удивительнее, в МЭМС могут быть встроены подвижные части, такие как переключатели и клапаны, вибрирующие консоли, крошечные приводы и механические соединения. Это позволяет МЭМС функционировать в качестве сенсоров, преобразующих различные сигналы из окружающей среды в электронные данные. Их используют как датчики давления, микрофоны, измерители ускорения, датчики угловой скорости, детекторы видимого и инфракрасного излучения. Они могут превратиться в «лаборатории на чипе», распознающие химические и биологические вещества.

И наоборот, МЭМС способны функционировать как преобразователи информации в полезные физические, химические и биологические реакции. Они, например, могут испускать световые или радиоимпульсы, настраивать микроскопические зеркала, чтобы направлять сигналы в оптоволоконных системах, а также служить двигателями для микроскопических транспортных средств и роботов.

На заре микропроизводства чипы обычно выполняли интеллектуальные функции в устройствах нормального размера. Эту тенденцию определил персональный компьютер 1980-х; микрочип там находился в центре большого ящика, заполненного устройствами, обеспечивающими подачу электричества, прием сигналов и выполнение ответных действий. В течение 80-х и 90-х микрочипы встраивались во все более расширяющийся круг крупногабаритных систем – от домашних электроприборов до автомобилей и самолетов. Сегодня, с развитием технологий МЭМС, резко уменьшиться в размерах оказались способны и многие другие устройства, что открывает новые возможности для проектирования. МЭМС могут работать как автономные системы размером с насекомое внутри человеческого тела и в прочих местах, требующих предельной миниатюризации. Запущенные в массовое производство недорогие МЭМС можно разбрасывать, как зерна пшеницы, ими можно окрашивать поверхности, их можно замешивать, к примеру, в бетон. Можно делать из них умные покрытия, фиксирующие изменения окружающей среды и реагирующие соответствующим образом. А установив между ними беспроводную связь, можно создавать системы с распределенным интеллектом.

 

Восход нанотехнологий

За «микро» идет «нано» – мир, где устройства и системы, размеры которых исчисляются миллиардными долями метра, строятся атом к атому и молекула к молекуле. Идею эту предложил в 1959 году Ричард Фейнман в своем знаменитом выступлении «Внизу еще полно места»5. В конце 1980-х Эрик Дрекслер, собравший свои гипотезы в работе «Двигатели создания», поднял новую волну интереса к наномиру6. Немногим более десяти лет спустя в США начала работу щедро финансируемая Национальная программа нанотехнологий; подобные же усилия предпринимались в других странах7. Научные и технические журналы регулярно публиковали обзорные материалы по теме – то восторженные, то критические8. А Майкл Крайтон пугал читателей своего техно-триллера «Рой» мерзкими ордами самовоспроизводящихся наночастиц9.

Наноштучки не просто мельче своих микробратьев, они и ведут себя иначе. В дело вступает квантовая физика. Здесь преобладает энергия химических связей и межатомных взаимодействий. Огромная площадь поверхности на единицу объема часто ведет к появлению полезных химических и биологических свойств. Характеристики прочности, удельной мощности, трения, теплопроводности, а также износостойкости и надежности оказываются другими, нежели при больших размерах. Здесь нужно помнить об уязвимости крошечных подвижных частей при столкновении со сравнительно крупными молекулами воздуха. Там, внизу, проектировщикам приходится играть по новым правилам.

Появление сканирующего туннельного микроскопа в 1981 году позволило увидеть и сдвинуть единичный атом на поверхности образца. С тех пор нанотехнологи разработали целый ряд модификаций сканирующего микроскопа – в частности атомно-силовой микроскоп, – позволяющих передвигать атомы, как кубики Lego. Это дает возможность вручную собирать интереснейшие наноструктуры, но производство таких структур в целесообразных количествах требует эклектичной смеси из методов и техник, используемых в физике, химии, материаловедении, машиностроении, электротехнике и биологии. Многих из устоявшихся границ между этими дисциплинами в наномире просто не существует.

Если микропроизводство основано на контролируемом сверху придании материалу определенной формы, на наноуровне могут происходить определяемые снизу процессы самоорганизации. Как в биологических системах: структуры самопроизвольно выстраиваются из фрагментов атомного и молекулярного уровня, затем объединяются в более крупные и более сложные системы и так далее. Чтобы построить по такому принципу сверхсложные конструкции, нужны механизмы минимизации ошибок и автоматической корректировки на случай, если ошибка все-таки была допущена.

На наноуровне впервые открываются возможности для молекулярной электроники и квантовых вычислений. Наноэлектронные схемы можно выстраивать из молекулярных «проводов»10 или из квантовых точек – беспроводных структур вроде электромагнитных «ящиков», содержащих определенное количество электронов11. Память и дисплеи компьютеров можно конструировать из углеродных нано-трубок12. Целые «вычислительные частицы» – взаимодействующие друг с другом в аморфной компьютерной системе – могут уменьшиться так, что будут летать, как пылинки, держаться на поверхности воды, как пыльца, и впрыскиваться в вену в качестве диагностических устройств13. А химические и биологические сенсоры смогут засекать одну-единственную молекулу.

НЭМС (наноэлектромеханические системы) могут включать в себя подвижные молекулярные фрагменты. Микроскопические двигатели, приводы, цепи, насосы и акселерометры, роботы размером с клопа и турбины с монетку существуют уже сегодня, а сеть пестрит изображениями, схемами и проектами механизмов наноразмеров. Наноустройства могут даже стать частью беспроводного мира. Уже сегодня к отдельной молекуле ДНК можно прикрепить нанокристаллическую антенну и управлять ею с помощью радиосигналов14. По нашей команде двойная спираль может скручиваться или раскручиваться – работая, скажем, крохотным манипулятором либо переключателем или же меняя уровень экспрессии кодируемого ею гена в рамках биологической системы.

 

Переосмысление проектировочных задач

Крайнюю миниатюризацию обычно представляют как путь к повышению быстродействия, эффективности и экономичности использования материалов, а также снижению стоимости. Однако это еще и способ вместить большее количество функций в конструкции меньшего объема, тем самым приближая их к телу (а то и внедряя в него) и освобождая от привязки к определенным точкам пространства. Сложные функции компьютерной графики, к примеру, впервые были реализованы на терминалах, подсоединенных к компьютерным станциям, затем они стали доступны персональным компьютерам, переносным игровым приставкам, ноутбукам и, наконец, устройствам МЭМС, проецирующим изображение на сетчатку глаза. Первые искусственные сердца были громоздкими больничными установками, но затем они уменьшились до размеров имплантата15.

В эру нанотехнологий возможности простираются еще дальше. Ричард Фейнман представлял себе, как операционные канут в Лету, когда микроскопического робота-кардиохирурга станут запускать прямо по кровеносным сосудам16. А неудержимый Рей Курцвейл в качестве альтернативы виртуальным очкам предложил запускать в мозг миллионы наноботов: «Пока вам нужно быть в настоящей реальности, наноботы бездействуют, но стоит вам захотеть оказаться в виртуальной реальности, они блокируют сигналы, подаваемые вашими органами чувств, и подменяют их сигналами, которые вы получали бы, пребывая в виртуальном пространстве. В этот момент в вашем мозгу создается полная иллюзия присутствия в этом выдуманном мире»17. Это как болезнь Альцгеймера, только вместо пассивных болезнетворных бляшек у вас в мозгу активные благонравные наноботы. С точки зрения управления сетью это даже логично: чем заменять сигналы в двух узлах (глазные яблоки) на самом краю нервной сети, лучше использовать множество узлов в самом ее центре.

Такое смещение ближе к телу изменило общий контекст и формулировку проектировочных задач. К примеру, дизайн настенных и настольных телефонов с давних пор усвоил традиции бытовых механических и электроприборов, таких как часы, тостеры, кофемолки и стереосистемы. Дизайнеров приучают к минималистской наднациональной манере, разработанной классиками «Баухауса» и Ульмской школы, а наиболее элегантные образцы в итоге оказываются в коллекции промышленного дизайна МоМА. А вот сотовый телефон все больше воспринимается как аксессуар, наравне с кошельками, сумками, туфлями, шляпами, шейными платками и очками. Оказывается, что такие признаки, как пол, возраст и статус, имеют тут принципиальное значение; немолодому мужчине-финансисту обычно требуется телефон, подходящий к его костюму, тогда как японская девочка-подросток предпочитает стилистику Hello Kitty. Мигрируя в карманы со стен и столов, телефоны оказываются в сфере влияния модного дизайна и маркетинга – а их форма и стиль, подобно предметам одежды, начинает бесконечно множиться. Когда мы начинаем воспринимать их как символы статуса, а не средства связи, они приобретают новую культурную роль.

В компьютерной сфере этот сдвиг оказался еще заметнее. Первые вычислительные станции проектировались как крупномасштабные промышленные агрегаты и в лучшем случае – в руках, к примеру, Чарльза Имза – приобретали простые, угловатые очертания и индустриальную чистоту линий18. Их часто помещали за стеклянными стенами. Громоздкие рабочие станции 70-х и 80-х напоминали мебель на колесиках средних размеров, немногим отличаясь от письменных столов, фортепиано и швейных машинок с ножным приводом; впрочем, на вид они были уместнее в лаборатории, чем в домашней обстановке. Персональные компьютеры из неуклюжих бежевых коробок понемногу превратились в приборы всевозможных расцветок и форм, идеально подогнанные под внешний вид офисов, классных комнат и частных домов19. Сегодня, когда после примерно двадцатилетнего господства они постепенно уходят в историю, эти машины выглядят все более сюрреалистично: случайно повстречавшиеся на столе телевизор и печатная машинка. Переносные компьютеры сначала пробовали мимикрировать под багаж (вплоть до ручек и лямок), а потом приняли обличье книг, которые можно открывать, закрывать и прятать в портфель. Самые маленькие модели уже помещаются в карманы и сумки, подобно портсигарам, фляжкам и косметическим наборам. Затем, по мере того как компоненты становятся все меньше, а дизайнеры приходят к выводу, что соединения между частями можно делать гибкими, а не запихивать все в твердые пластиковые или металлические ящики, компьютеры начинают подстраиваться под контуры тела. Прежние промышленные агрегаты превратились в плотно подогнанные носимые аксессуары; уже сегодня можно представить, что мы натягиваем их, как перчатки, складываем в карман, как носовой платок, или завязываем, как галстук. В конце этого пути их можно представить в виде умных, едва заметных частиц.

Когда-то сферы деятельности проектировщиков разделялись по масштабу и связанным с ним функциям: разработчики микросхем и нанотехнологи оперировали в пределах от нанометра до миллиметра, промышленные дизайнеры – от миллиметров до метров, архитекторы, как правило, имели дело с миллиметровыми деталями и общими размерами от десятков до сотен метров; проектировщики городов и инженерных сетей разрабатывали многокилометровые инфраструктурные проекты и системы землепользования. Сегодня подобный масштабный шовинизм не имеет смысла. Решение конкретной проблемы может быть найдено на любом или сразу нескольких уровнях – а в переносных, носимых и даже молекулярных устройствах сосредотачивается все больше функциональных возможностей, когда-то присущих крупногабаритным неподвижным структурам и машинам.

Проведение четкой границы между живыми и неживыми системами представляется еще менее осмысленным. Поскольку биология, материаловедение, машиностроение и электроника вместе вышли на молекулярный уровень, сегодня они работают со структурами одних типов и размеров, а общих интересов и целей у этих дисциплин становится все больше. Биологи, оперирующие понятиями модульной рекомбинации, сплайсинга и клонирования, начинают размышлять как проектировщики. В свою очередь, проектировщики, понемногу осваивающие концепции прорастания, самоорганизации, самосборки и самовоспроизведения, начинают выражаться как биологи. Система автоматизированного проектирования все чаще встречается с биологической лабораторией, а электромеханическая мастерская – с кабинетом химика.

 

Многофункциональность

Дальнейшее распространение систем небольшого размера – в особенности миниатюрной, переносной электроники – привело к необузданной гибридизации устройств. Еще не так давно телефоны, к примеру, были настольными или карманными устройствами для звуковой связи, фотоаппараты были оптико-механо-химическими приборами для запечатления изображений, а GPS-навигаторы были громоздким оборудованием для морских и воздушных судов. Однако к 2002 году все эти устройства помещаются в один переносной электронный агрегат – и комбинация эта открывает перед нами новые и на удивление полезные возможности: сняв фотографию, можно мгновенно передать ее вместе с картой местности, где она была сделана20. На серверах начинают собираться целые базы цифровых изображений – с автоматической индексацией по дате, времени, месту и автору, – сделанных с применением множества мобильных устройств.

Похожим образом мобильные телефоны и карманные компьютеры, появившиеся на рынке как два разных вида оборудования, стали постепенно объединяться в единое целое21. Подобная конвергенция была, в частности, обусловлена конкуренцией за пространство в карманах и сумочках; зачем носить с собой два предмета, если все необходимое можно делать с помощью одного? С другой стороны, это мотивировалось экономией: зачем удваивать количество аккумуляторов, процессоров, дисплеев и клавиш? Однако наиболее важным последствием стало удачное совмещение функций, которые до этого были разделены; какой смысл держать записную книжку и устройство набора телефонного номера в разных, не связанных между собой коробочках?

Здесь, однако, обозначилась необходимость найти оптимальный баланс между расходуемым временем и занимаемым пространством. Швейцарский армейский нож или карманный компьютер имеют множество различных функций, однако единовременно вы можете использовать только одну из них, а чтобы воспользоваться другой, надо переключить режим – с лезвия на штопор, к примеру, или с записной книжки на календарь. И наоборот, подарочный набор всевозможных ножей и открывашек занимает больше места, но зато вы не тратите время и, возможно, нервы при переключении режимов, а каждый из предметов можно хранить там, где он нужен, – штопор на полке с вином и т. д. Когда пространство крайне ограниченно, а стационарная инфраструктура слаба или отсутствует, как в случае с рюкзаком путешественника, многофункциональность и минимизация, как правило, выигрывают. В сравнительно тесных пространствах вроде крошечной городской квартирки использование многофункциональных устройств – например раскладного дивана – вполне оправданно. Однако там, где места предостаточно, а стационарная инфраструктура богата, как в большом загородном доме, куда удобнее держать устройства узкого назначения в соответствующем им контексте – кровати в спальнях, диван в гостиной, штопор в баре, ножи на кухне.

Значение имеет и легкость переключения режимов. Раскладывать диван довольно долго и хлопотно; выбрать функцию в меню карманного компьютера, конечно, проще. Еще лучше, когда хорошо отлажено автоматическое переключение функций; умное портативное устройство понимает, где вы находитесь и что вам там может понадобиться, и само переключается в соответствующий режим.

Миниатюрные мобильные устройства экономят наше время, позволяя выполнять некоторые задачи во время движения. Большинство из нас могут спокойно слушать радио во время пробежки или за рулем. Но поскольку возможности нашего внимания ограниченны, говорить по телефону во время вождения рискованно. А если вам надо смотреть на экран и пользоваться клавиатурой, разумно будет остановиться и уделить им полное внимание. По мере того как потоки данных, направляемых к нашему мобильному телу через широкополосные беспроводные связи, становятся все насыщеннее, управление вниманием оказывается все более важным аспектом проектирования. Механизмы тут могут быть очень простыми, вроде автоответчика или системы записи телепрограмм, которые позволят вам уделять внимание информационным потокам тогда, когда вам это удобно. А могут зависеть от тонко отлаженной чувствительности к контексту, позволяющей сотовому телефону или навигационной системе прерывать вас, только когда это безопасно, но быть решительнее, если сообщение действительно срочное.

По мере того как устройства становятся все компактнее, программное обеспечение забирает все больше функций у аппаратной части, а баланс пространственных и временных затрат переоценивается все более коренным образом, сложившиеся функциональные категории перестают соответствовать действительности. Электронные устройства могут теперь собираться в беспрецедентные комбинации, обеспечивающие ранее недоступные сочетания всевозможных функций. Такие комбинации могут быть плотно упакованы в общие корпуса, а могут работать через разветвленные сетевые соединения. С помощью беспроводных соединений функции могут быть перераспределены любым наиболее удобным на данный момент образом между носимыми устройствами и более крупными элементами стационарной инфраструктуры. А предметы, давно выполняющие свои традиционные функции, – от одежды до обоев – благодаря встроенной электронике станут приобретать все более важные дополнительные возможности.

Там, где, как в электронной микросхеме, эффективность важнее всего, форма строго определяется функциональностью; для минимизации пути электрического сигнала по поверхности, наилучшего использования полезной площади кристалла и обеспечения эффективного теплообмена применяются сложные оптимизационные методы. И наоборот, в тех масштабах и на тех скоростях, где длина проводных или беспроводных соединений между стандартными электронными компонентами не имеет заметного влияния на производительность, проектировщики пользуются значительной свободой: они придают электронным ансамблям любые скульптурные формы, гнут их под контуры человеческого тела, запрятывают внутрь других предметов и т. п. В 1980-х больше других этой свободой пользовались на отделении промышленного дизайна лондонского Королевского колледжа искусств, где возникло много инновационных проектов электронных устройств, самыми заметными из которых были, наверное, транзисторные приемники Дэниела Уэйла. Позднее все более неожиданные и яркие решения стали находить дизайнеры электронных игрушек – куклы теперь общаются электронным способом, машинки приобретают сложные электронные функции, плюшевые собаки и другие домашние животные учатся распознавать окружающую обстановку и отвечать на ласку; Lego снабжает электроникой блоки своего конструктора, а «Игрушечная симфония» Тода Маховера размывает границы между электронной игрой и музыкальным представлением.

 

Ближе к телу

Все это повысило спрос на дефицитные площади кожного покрова и его ближайших окрестностей. Когда устройства отсчета времени располагались на башнях, они конкурировали за места в центре города, когда же они уменьшились до наручных часов, они стали конкурировать за место на запястье, которое (как правило) у женщин меньше, чем у мужчин. Когда Маркони решил построить свою трансатлантическую радиотелеграфную станцию, первым делом ему пришлось найти достаточно большой участок земли на Кейп-Коде; когда же мы решаем взять с собой телефон, нам нужно найти место в ограниченном пространстве карманов, поясов или сумочек. Башни Маркони проектировались в контексте топографии; дизайн сотовых телефонов обуславливается анатомией.

Если традиционные архитекторы, отвечая на нужды людей, выделяли квадратные метры под механические и электрические системы, мебель и прочее оборудование в рамках жесткой, но обширной структуры зданий, модельеры эпохи киборгов делают то же самое, размещая миниатюрные устройства в менее просторных, но более гибких структурах нашей одежды22. Непосредственно окружающий наши тела микроландшафт становится местом обитания (чаще всего способным приютить лишь считаные особи) новых электронных видов, которые можно классифицировать по размерам и формам (в профессиональной среде именуемым конструктивными параметрами), способам крепления к телу, уровню комфортности и степени заметности. Эти виды можно назвать электронными паразитами, которые зависят от хозяина, но и приносят ему пользу. И они быстро эволюционируют в борьбе за свободные экологические ниши в нашем сугубо личном ландшафте.

Самыми дотошными исследователями этих ниш и видов традиционно были разработчики снаряжения для солдат-пехотинцев, которым требуется максимально эффективная оснастка при минимально возможном весе. Снаряжение римского центуриона весило порядка двадцати килограмм, на современного солдата иногда навешивают в три раза больше. Неудивительно, что армия США поспешила открыть Институт военных нанотехнологий, главными задачами которого стали: «определение угрозы, нейтрализация угрозы (например пуленепробиваемая одежда), маскировка, повышение возможностей человека, автоматизированная медицинская помощь в реальном времени и снижение логистической нагрузки»23. По словам директора института, «цели эти будут достигнуты разработкой, а затем и внедрением в производство революционных материалов и устройств, состоящих из настолько крошечных частиц или компонентов, что в точку после этого предложения их поместятся сотни». Изменив своей обычной гигантомании, проектировщики систем вооружения начинают оперировать малыми масштабами.

 

Ниши для электронных паразитов

Некоторые из зарождающихся электронных видов находят свои ниши – по крайней мере на первое время – в лямочных и рюкзачных системах вроде тех, что используют туристы, пехотинцы и аквалангисты. Такие системы, как правило, состоят из сравнительно крупных жестких элементов, соединенных гибкой тканью, кожей или шарнирами так, чтобы конструкция в целом сравнительно точно повторяла контуры спины. Менее плотно прилегающие варианты могут накидываться на плечо, и в них могут храниться небольшие объекты, например фотоаппарат. Эта часть микроландшафта вместительнее всего, но она часто неловко выпирает и создает препятствия для свободного движения (особенно в помещении или другом тесном пространстве), поэтому ее лучше избегать везде, где это позволяет миниатюризация.

Наша способность держать рукой крупные предметы произвольной формы породила еще одну привлекательную нишу для паразитов. Исторически ее занимал багаж путешественников, крупное оружие – от копий до дробовиков – или специализированные переносные устройства, как, например, печатная машинка. Нести таким способом можно, как правило, не более двух вещей, поэтому конкуренция тут острая. Во второй половине XIX века победительницей часто выходила трость джентльмена, получившая по этой причине потрясающий ассортимент второстепенных функций: трость-ружье, трость-фляжка, трость – лопатка для сбора собачьих экскрементов, раздвоенная трость для ловли змей, трость – велосипедный насос, трость-сиденье, трость – опора для ружья, трость-портсигар, трость-зажигалка, трость-часы, трость – подзорная труба, трость-цитра, трость-фонарь, трость с отделением для одеколона и так далее24. Сегодня эту нишу чаще всего занимает ноутбук с ручкой или в чехле для переноски – многофункциональное устройство, переместить которое в более тесные места обитания непросто из-за преимуществ большого экрана и удобной клавиатуры. Как и трость, ноутбук принимает на себя бесчисленные дополнительные функции, обеспечиваемые подключаемыми периферийными устройствами вроде DVD-привода для просмотра фильмов. Принцип тот же, а вот конструктивные характеристики (определяемые основной функцией) другие. Однако победа ноутбука шаткая: предмет в руке постоянно рискует быть отложенным в сторону ради чего-то другого.

Традиционный покрой одежды обеспечивает важную нишу для электронных паразитов, легко умещающихся в карманах, поясных сумках и футлярах. Поскольку оттопыренные карманы – это неудобно и, как правило, не модно, эта ниша накладывает суровые ограничения на длину, ширину и толщину предмета. А поскольку карманы эластичны и во время движения подвержены деформации, преимуществами для конкурирующих за них предметов являются гибкость, удобная форма и удароустойчивость. До сих пор наиболее успешными завоевателями этой территории были сотовые телефоны, карманные компьютеры и разного рода электронные карты. Устройства, которые смогут втиснуться в эту нишу, имеют шанс стать настолько же неотделимой частью нашей повседневности, как, скажем, нижнее белье. По мере миниатюризации различных электронных устройств до карманных размеров и с внедрением полимерных технологий производства гибких батарей и микросхем конкуренция за пространство в этой нише, скорее всего, усилится.

Электронные паразиты еще меньшего размера пришиваются к одежде, как пуговицы, прикалываются, как значки, навешиваются, как часы, или крепятся непосредственно к телу (с прокалыванием или без), как кольца, пупочные украшения или серьги. Камеи и медальоны вместо статических изображений могут показывать видеоролики, а искру может пускать не только грань драгоценного камня, но и электронное устройство. На этом уровне удобство формы и гибкость не так важны; устройства типа бижутерии могут, не доставляя неудобств, быть и твердыми, и произвольной формы. Более того, системы из твердых элементов могут при помощи гибкого соединения составлять более крупные и удобные конструкции типа бус.

И не будем забывать про зубы. Если вы решили вставить золотую или керамическую коронку – почему бы не начинить ее электроникой? С помощью помещенного там элемента радиочастотной идентификации можно было бы одной широкой улыбкой делать покупки или открывать двери гостиничных номеров. Там же можно хранить наиболее важные медицинские сведения. А если втиснуть беспроводной динамик в один из коренных зубов, можно воспользоваться отличной звукопроводностью челюстной кости и избавиться от телефонной гарнитуры. Несложно придумать что-то подобное и для ногтей и ресниц.

Наконец, электронные паразиты все настойчивее пытаются пробраться к нам под кожу. Несмотря на совсем разные культурные коннотации, практики пирсинга и подкожной имплантации технологически очень близки. К примеру, введенный под кожу чип радиочастотной идентификации размером с зерно может позволить вам совершать мгновенные покупки и даст возможность следить за вашим местоположением25. Еще глубже в теле будут устанавливаться слуховые имплантаты, внутренние дефибрилляторы и беспроводные датчики артериального давления и прочих показателей. Такие устройства устанавливаются на более длительный срок, нежели внешние, носимые аппараты, и их не нужно снимать, отправляясь в душ.

Некоторые из этих множащихся паразитов пристраиваются везде, где есть место, другим требуются конкретные анатомические условия. В связи с этим растет число специализированных миниатюрных устройств для глаз, ушей, рта и даже носа – которые могут при необходимости объединяться в специальные маски или шлемы. Запястье подойдет не только для учета времени, но и для любой другой информации, умещающейся на небольшом экране. Обувь может стать удобным и надежным вместилищем не только для аккумуляторов, но и для генератора, заряжающего их за счет энергии наших шагов, а может – и для двигателей, позволяющих нам одним суперменским прыжком перемахивать через высокие здания. Целые экзоскелеты, состоящие из наночастиц и электрореологических жидкостей, сулят нам защиту и супергеройскую оснастку вроде плотно облегающей руку могучей «карате-перчатки»26. Конечно, не нужно быть Стэном Ли, чтобы сочинить несколько сценариев в духе компании Marvel помимо уже предложенных теми, кто гонится за деньгами из оборонного бюджета. Представьте себе участников уличных протестов, которые способны без труда перепрыгивать полицейские кордоны, экипировку наездников и мотоциклистов, которая при падении затвердевает в защитный панцирь, или экстремальные виды спорта с применением экзоскелетов.

 

Умная одежда

Поскольку подкожная и накожная территории для расположения устройств весьма ограниченны, а централизованное выполнение некой функции гораздо эффективнее, чем ее дублирование в разных устройствах, растет необходимость в сетевых соединениях между электронными компонентами, расположенными на поверхности тела и внутри него. Например, вместо того чтобы оборудовать каждое устройство своим аккумулятором или генератором, логично было бы использовать один центральный источник электроэнергии. Или из множества паразитирующих генераторов, впитывающих кинетическую, тепловую, световую и радиочастотную энергию, создать миниатюрную систему электроснабжения. Но подобные решения подразумевают необходимость опутать тело проводами или, что смотрелось бы более элегантно, вплести схему разводки питания (возможно, состоящую из проводящих полимеров) прямо в одежду.

Для организации информационной сети существует больше возможностей. Такие соединения могут быть проводными, как от телефона или плеера к наушникам, причем провода могут либо свободно свисать, либо аккуратно пролегать по швам или застежкам-молниям. А могут быть беспроводными, и тогда расположение функциональных элементов будет диктоваться не длиной и удобством проводки, а логикой анатомии человека: сравнительно громоздкие элементы питания и процессоры в карманах, аудиовыход в ушах, видеодисплей в руках, на запястье или встроен в очки, датчики там, где они нужны, и так далее; беспроводные связи без вреда для здоровья могут осуществляться даже через само тело.

Словосочетание «одет с умом» приобретет совершенно новое значение, когда используемые в производстве одежды ткани и волокна обретут новые функции и станут программируемыми27. Такие ткани смогут, к примеру, становиться толще, если похолодало и вам нужно согреться, делаться продуваемыми в жаркую погоду, закрывать поры во время дождя и затвердевать, обеспечивая защиту в случае аварии или нападения. Микрокапсулы материала с меняющимся фазовым состоянием позволят тканям поглощать энергию, когда вы взмокли, и испускать тепло, когда вам прохладно. Перчатки, носки и колготы можно будет запрограммировать на обучение спортсменов и танцоров с помощью тактильных подсказок или на диагностику травм через отслеживание изменений в походке. Тогда «новый аксессуар» будет означать очередное устройство в вашей персональной сети.

Волокна с расширенными функциональными возможностями откроют новые горизонты для древних ремесел ткачества и вышивки. Электропроводящей нитью можно будет вышивать целые схемы. Ткани из активной нити позволят подгонять одежду по фигуре в режиме реального времени. Из волокон, способных менять цвет, можно будет создавать твид и шотландку с анимированными рисунками.

Программируемый галстук из умных волокон сможет завязываться автоматически и будет подгружать новые узоры из интернета.

Как переносные беспроводные устройства подсоединяются к ближайшим точкам доступа, так и мобильные тела могут стать передвижными подсетями в более обширных структурах – возможно, подключаясь к ним с использованием телефона, карманного компьютера или специальных приемников и передатчиков размером с пуговицу. Они могут оснащаться ярлыками радиочастотной идентификации для передачи информации о себе. А поскольку само тело испускает электромагнитные волны малой интенсивности, оно тоже может стать узлом беспроводной сети – делая возможным, к примеру, дистанционное наблюдение за сердцебиением28. Древнее мистическое представление об ауре тела в данном контексте приобретает конкретное техническое значение.

Что-то из этого, скорее всего, окажется ошибочным фантазерством, а что-то вскоре станет обыденным; но важно тут прежде всего повторение общей темы. До индустриальной революции здания были большими тупыми коробками, затем они стали обзаводиться все более изощренными механическими, электрическими, телекоммуникационными и управляющими системами. Теперь, пользуясь достижениями электроники и нанотехнологий, легкая промышленность пустилась нагонять строительство.

 

Ходячая архитектура

С повышением функциональности всех этих электронных штучек они, подобно изворотливым клещам и блохам, начинают осваивать все более укромные территории. Традиционные функции одежды – теплоизоляция, защита от дождя и ударов, подача социальных и индивидуальных сигналов и т. п. – сегодня подвергаются переосмыслению с принципиально новых позиций29. Репертуар новых функций одежды неуклонно ширится.

И вот уже модельеры задают себе новые вопросы. Что теперь кладут в карман, что вешают на пояс, что носят в рюкзаках? Какими функциями можно наделить бижутерию и как эти функции отразятся на ней самой? Каковы перспективы взаимодействия нижнего белья и имплантатов? Что нужно подогнать под размер, а что может свисать? Сколько полезной электроники можно поместить в туфли или шапку? Что следует имплантировать на длительный срок, что пойдет в нательное белье, а что лучше будет поместить во внешние, легко снимаемые слои одежды? Как вписать электронные устройства для ушей, глаз и рта в традицию украшения лица? Можно ли использовать кольца или перчатки в качестве датчиков движения пальцев, заменяющих клавиатуру? Как носимые устройства должны реагировать на движения тела, изменения окружающей обстановки и чрезвычайные ситуации?

Станут ли программируемые анимационные татуировки и макияж новым средством самовыражения? Что должно быть водонепроницаемым? Как нам прокладывать транстелесные сети и что по ним будет передаваться?

Происходящий на наших глазах сдвиг функций от городской среды и архитектуры к полезной площади наших тел меняет сложившиеся обычаи и ритуалы. Когда-то, чтобы позвонить, нужно было зайти в телефонную будку (а Кларк Кент там еще и переодевался), теперь вы вынимаете телефон из кармана. Музыка, несущаяся из стереосистемы, – это социальный жест, прослушивание той же музыки в плеере – способ отгородиться от социума. В кинозале вы ищете место поближе к середине и направляете взгляд на экран; с переносным дисплеем вы садитесь где угодно и поворачиваете экран так, как вам удобно. Нормы поведения и правила приличия эволюционируют соответствующим образом: мы учимся отводить глаза от ноутбука соседа и соблюдать запреты типа «отключите мобильные телефоны», как наши предки учились «не курить» и «не плевать».

Там, где стены когда-то устанавливали четкие и стабильные границы между различными социальными средами, мобильные устройства создают неожиданные и трудноустранимые наложения. Звонок сотового телефона может вызвать потенциальный конфликт между правилами поведения в среде вашего текущего физического пребывания и в вашей электронной среде. Вы можете предпочесть одни правила другим, таким образом отчуждаясь либо от собеседника, либо от звонящего, а можете пустить телефон вокруг стола, с помощью этого несложного ритуала устанавливая временную связь между отдаленными социальными средами. Нередко смешение социальных сред приводит к неудовольствию окружающих – скажем, когда вы принимаете рабочие звонки дома или звоните домашним с работы. Кроме того, требования одной среды можно бессознательно ставить выше правил другой, и тогда попутчики взмолятся, чтоб вы заткнулись и вели машину, лектор попросит вас оторваться от своего экрана и послушать наконец его, а человек на другом конце провода будет сетовать, что, говоря с ним, вы одновременно пишете кому-то имейл.

Кроме прочего, все это, конечно, преобразует древнюю логику угрозы и защиты; террорист-смертник с небольшим, но мощным взрывным устройством, неприметно закрепленным под рубашкой, – яркое тому подтверждение. Сотрудники службы безопасности аэропортов стали чрезвычайно внимательны к обуви. Миниатюрные самосрабатывающие средства поражения – от мощных бомб до спор сибирской язвы – можно посылать по почте и крепить на насекомых и нанороботов. Простого обыска в поисках ножа или револьвера уже недостаточно; охранники вынуждены все больше полагаться на сложную электронику, распознающую скрытые устройства и следы химических или биологических веществ. Стирается грань между аппаратами, просвечивающими тело для медицинских нужд и в целях безопасности.

С продолжением миниатюризации и миграцией все большего количества функций в зону человеческого тела взятые в буквальном смысле с потолка (и приложенные к телу) дизайнерские находки перестанут казаться такими уж странными. Мы и в самом деле приблизимся к состоянию «ходячей архитектуры». Нам придется забыть предрассудок, что мягкая «мода» – это легкомысленно, а твердое «строительство» – это серьезно. Функции гибкой, мобильной одежды будут глубоко интегрированы с работой негнущейся, стационарной инфраструктуры. И тогда IEEE (Институт инженеров электротехники и электроники) встретится с Vogue, а MIT (Массачусетский технологический институт) найдет общие интересы с FIT (Институтом технологии моды). Утонченное мастерство модельера соединится с профессиями инженера-электронщика и нанотехнолога, чтобы принципиально изменить роль первых нескольких миллиметров, окружающих наши потные биологические тела.