Большие данные знаменуют начало глубоких изменений. Подобно тому как телескоп дал нам возможность постичь Вселенную, а микроскоп — получить представление о микробах, новые методы сбора и анализа огромного массива данных помогут разобраться в окружающем мире с использованием способов, ценность которых мы только начинаем осознавать. Но настоящая революция заключается не в компьютерах, которые вычисляют данные, а в самих данных и в том, как мы их используем.
Чтобы понять, на каком этапе находится информационная революция, рассмотрим существующие тенденции. Наша цифровая Вселенная постоянно расширяется. Возьмем астрономию.
Когда в 2000 году стартовал проект «Слоуновский цифровой обзор неба», его телескоп в Нью-Мексико за первые несколько недель собрал больше данных, чем накопилось за всю историю астрономии. К 2010 году его архив был забит грандиозным количеством информации: 140 терабайт. А его преемник, телескоп Large Synoptic Survey Telescope, который введут в эксплуатацию в Чили в 2016 году, будет получать такое количество данных каждые пять дней.[7]
За подобными астрономическими цифрами не обязательно далеко ходить. В 2003 году впервые в мире расшифровали геном человека, после чего еще десять лет интенсивной работы ушло на построение последовательности из трех миллиардов основных пар. Прошел почти десяток лет — и то же количество ДНК анализируется каждые 15 минут с помощью геномных машин по всему миру.[8] В 2012 году стоимость определения последовательности генома человека упала ниже одной тысячи долларов. Эта процедура стала доступной широким массам. Что касается области финансов, через фондовые рынки США каждый день проходит около семи миллиардов обменных операций, из них около двух третей торгов решаются с помощью компьютерных алгоритмов на основе математических моделей, которые обрабатывают горы данных, чтобы спрогнозировать прибыль, снижая при этом по возможности риски.
Перегруженность в особенности коснулась интернет-компаний. Google обрабатывает более петабайта данных в день — это примерно в 100 раз больше всех печатных материалов Библиотеки Конгресса США. Facebook — компания, которой не было в помине десятилетие назад, — может похвастать более чем 10 миллионами загрузок новых фотографий ежечасно. Люди нажимают кнопку «Нравится» или пишут комментарии почти три миллиарда раз в день, оставляя за собой цифровой след, с помощью которого компания изучает предпочтения пользователей.[9] А 800 миллионов ежемесячных пользователей службы YouTube компании Google каждую секунду загружают видео длительностью более часа.[10] Количество сообщений в Twitter увеличивается приблизительно на 200% в год и к 2012 году превысило 400 миллионов твитов в день.[11]
От науки до здравоохранения, от банковского дела до интернета… Сферы могут быть разными, но итог один: объем данных в мире быстро растет, опережая не только наши вычислительные машины, но и воображение.
Немало людей пыталось оценить реальный объем окружающей нас информации и рассчитать темп ее роста. Они достигли разного успеха, поскольку измеряли разные вещи. Одно из наиболее полных исследований провел Мартин Гилберт из школы коммуникаций им. Анненберга при Университете Южной Калифорнии.[12] Он стремился сосчитать все, что производилось, хранилось и передавалось. Это не только книги, картины, электронные письма, фотографии, музыка и видео (аналоговые и цифровые), но и видеоигры, телефонные звонки и даже автомобильные навигационные системы, а также письма, отправленные по почте. Он также брал в расчет вещательные СМИ, телевидение и радио, учитывая охват аудитории.
По его расчетам, в 2007 году хранилось или отправлялось примерно 2,25 зеттабайта данных. Это примерно в пять раз больше, чем 20 лет назад (около 435 экзабайт). Чтобы представить это наглядно, возьмем полнометражный художественный фильм. В цифровом виде его можно сжать до файла размером в один гигабайт. Экзабайт состоит из миллиарда гигабайт. Зеттабайт — примерно в тысячу раз больше. Проще говоря, немыслимо много.
Если рассматривать только хранящуюся информацию, не включая вещательные СМИ, проявляются интересные тенденции. В 2007 году насчитывалось примерно 300 экзабайт сохраненных данных, из которых около 7% были представлены в аналоговом формате (бумажные документы, книги, фотоснимки и т. д.), а остальные — в цифровом. Однако совсем недавно наблюдалась иная картина. Хотя идея «информационного века» и «цифровой деревни» родилась еще в 1960-х годах, это действительно довольно новое явление, учитывая некоторые показатели. Еще в 2000 году количество информации, хранящейся в цифровом формате, составляло всего одну четверть общего количества информации в мире. А остальные три четверти содержались в бумажных документах, на пленке, виниловых грампластинках, магнитных кассетах и подобных носителях.
В то время цифровой информации насчитывалось не так много — шокирующий факт для тех, кто уже продолжительное время пользуется интернетом и покупает книги онлайн. (В 1986 году около 40% вычислительной мощности общего назначения в мире приходилось на карманные калькуляторы, вычислительная мощность которых была больше, чем у всех персональных компьютеров того времени.) Из-за быстрого роста цифровых данных (которые, согласно Гилберту, удваивались каждые три с лишним года) ситуация стремительно менялась. Количество аналоговой информации, напротив, практически не увеличивалось.
Таким образом, к 2013 году количество хранящейся информации в мире составило 1,2 зеттабайта, из которых на нецифровую информацию приходится менее 2%.[13]
Трудно представить себе такой объем данных. Если записать данные в книгах, ими можно было бы покрыть всю поверхность Соединенных Штатов в 52 слоя. Если записать данные на компакт-диски и сложить их в пять стопок, то каждая из них будет высотой до Луны. В III веке до н. э. считалось, что весь интеллектуальный багаж человечества хранится в великой Александрийской библиотеке, поскольку египетский царь Птолемей II стремился сохранить копии всех письменных трудов. Сейчас же в мире накопилось столько цифровой информации, что на каждого живущего ее приходится в 320 раз больше, чем хранилось в Александрийской библиотеке.
Процессы действительно ускоряются. Объем хранящейся информации растет в четыре раза быстрее, чем мировая экономика, в то время как вычислительная мощность компьютеров увеличивается в девять раз быстрее. Неудивительно, что люди жалуются на информационную перегрузку. Всех буквально захлестнула волна изменений.
Рассмотрим перспективы, сравнив текущий поток данных с более ранней информационной революцией. Она была связана с изобретением ручного типографского станка Гутенберга около 1450 года. По данным историка Элизабет Эйзенштейн, за 50 лет — с 1453 по 1503 год — напечатано около восьми миллионов книг. Это больше, чем все книжники Европы произвели с момента основания Константинополя примерно 1650 годами ранее.[14] Другими словами, потребовалось 50 лет, чтобы приблизительно вдвое увеличить информационный фонд всей Европы (в то время, вероятно, она представляла львиную долю всего мирового запаса слов). Для сравнения: сегодня это происходит каждые три дня.
Что означает это увеличение? Питер Норвиг, эксперт по искусственному интеллекту в компании Google, прежде работавший в Лаборатории реактивного движения НАСА, любит в этом случае проводить аналогию с изображениями.[15] Для начала он предлагает взглянуть на наскальные изображения лошади в пещере Ласко во Франции, которые относятся к эпохе палеолита (17 тысяч лет назад). Затем — на фотографию лошади или, еще лучше, работы кисти Пабло Пикассо, которые по виду не слишком отличаются от наскальных рисунков. Между прочим, когда Пикассо показали изображения Ласко, он саркастически заметил: «[С тех пор] мы ничего не изобрели».[16]
Он был прав, но лишь отчасти. Вернемся к фотографии лошади. Если раньше, чтобы нарисовать лошадь, приходилось потратить много времени, теперь ее можно запечатлеть гораздо быстрее. В этом и состоит изменение. Хотя оно может показаться не столь важным, поскольку результат по большому счету одинаков: изображение лошади. А теперь представьте, как делается снимок лошади, и ускорьте его до 24 кадров в секунду. Теперь количественное изменение переросло в качественное. Фильм коренным образом отличается от стоп-кадра. То же самое и с большими данными: изменяя количество, мы меняем суть.
Из курса физики и биологии нам известно, что изменение масштаба иногда приводит к изменению состояния. Обратимся к другой аналогии, на сей раз из области нанотехнологий, где речь идет об уменьшении объектов, а не их увеличении. Принцип, лежащий в основе нанотехнологий, заключается в том, что на молекулярном уровне физические свойства меняются. Появляется возможность придать материалам характеристики, недоступные ранее. Например, медь, которая в обычном состоянии проводит электричество, на наноуровне обнаруживает сопротивление в присутствии магнитного поля, а серебро имеет более выраженные антибактериальные свойства. Гибкие металлы и эластичная керамика тоже возможны на наноуровне. Подобным образом при увеличении масштаба обрабатываемых данных появляются новые возможности, недоступные при обработке меньших объемов.
