Материал: Нанотехнологии для всех (Рыбалкина), 2005, c.444

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВСЕХ

Пока он рассчитывался за первую половину доски, ничего особенного не происходило. Изобретателю выдавали рис сна чала по зернышку, потом по два, затем ложками, чашками и бочками. К концу же первой половины шахматной доски изоб ретателю полагалось 4.294.967.296 зернышек, то есть примерно урожай большого рисового поля. Император насторожился.

Когда же принялись за вторую половину, стало очевидно, что награды ученому не видать. Полный подсчет показал, что после 63 удвоений ему надо было выдать 18.446.744.073.709.551.615 зе рен риса. Математики подсчитали, что все это зерно весило бы около 700 миллиардов тонн. Такого урожая не собрать, даже если засеять рисом весь земной шар, включая океаны, а также Луну и Марс. Как видим, император при всем желании не мог выдать та кую награду изобретателю шахмат.

Итак, сначала число зерен “рас тет” очень медленно и почти неза метно, но в какой то момент резко становится невообразимо огромным. Удивительно, но такова суть экспо ненциального роста.

Эффективность технологичес ких инноваций, как то: быстродей ствие компьютеров, разрешение микроскопов, скорость транспорти ровки грузов и т.п. – растет экспо ненциально. А размеры, энергоем кость, и, самое главное, стоимость

устройств, соответственно, экспоненциально уменьшаются. Экспоненциальный рост присущ любому эволюционному

процессу развития. Наши предки не замечали этого, так как жили на столь “пологом участке” экспо ненты, что им каза лось, что никакой тенденции не существует. Однако и по сей день большинство соста вителей прогнозов (в том числе эконо мических) значительно недо оценивают темпы развития техно логий, поскольку опираются на интуитивный линейный под ход. Когда люди думают о будущем, обезотчетно подразумева ют, что текущие темпы прогресса сохранятся и далее.

Сегодня, когда в промышленности царит закон Мура, здра вый смысл подсказывает, что следует ожидать экспоненциаль

378

ГЛАВА 7. Нанобизнес

ного технологического прогресса и экономических изменений, которые он вызовет. Но будущее намного более неожиданно, и лишь очень немногие осознают, что и темп ускорения прогрес са в свою очередь также ускоряется.

При более внимательном рассмотрении закон Мура оказы вается частным случаем более общего эволюционного закона. Эволюция форм жизни потребовала миллиарды лет для созда ния примитивных клеток, после чего прогресс ускорился и по явление принципиально новых форм жизни занимало лишь де сятки миллионов лет. Человекоподобные обезьяны развились за миллионы лет, а человек – всего за сотни тысяч лет. Однако до сих пор эволюция шла медленным путем синтеза белков по информации, записанной в ДНК. С появлением человека, соз дающего технологии, темп развития ускорился и породил иску сственные носители информации – книги, компьютеры, Ин тернет. Технология – это не просто создание инструментов, а процесс создания более мощных инструментов с использова нием уже имеющихся. Этим человек отличается от других изго тавливающих орудия существ.

Первые технологические шаги – топор, огонь, колесо – за няли десятки тысяч лет. Для людей, живших в ту эпоху, техно логия мало менялась даже за тысячелетия. В ХIX веке мы видим больше технологических перемен, чем в девяти веках, ему пред шествовавших. А за первые 20 лет ХХ века произошло больше перемен, чем за весь ХIX век. Сегодня прогресс еще более уско ряется. Еще совсем недавно Интернет находился в зачаточном состоянии, мобильные устройства казались диковинкой, а про нанотехнологии и вовсе знал один Дрекслер.

Как видно, экспоненциальный рост не просто имеет место, но и ускоряется за счет того, что все более мощные и быстро действующие достижения каждого этапа эволюции использу ются для создания следующего, более совершенного этапа. Так, например, вычислительная мощность компьютеров (на едини цу стоимости) в 1920 х удваивалась каждые три года, полвека назад – каждые два, а сегодня – каждый год. На этом основа нии Дрекслер предположил, что 100 лет прогресса в ХХI веке будут эквивалентны 20.000 лет прогресса века ХХ.

Кстати, что касается, удвоения скорости компьютерных вычислений, мы сейчас находимся как раз примерно “посреди

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВСЕХ

шахматной доски”: со времен второй мировой войны быстро действие компьютеров удвоилось 32 раза. Размеры логических схем сравнялись с размерами нейронов, информация записы вается чуть ли не отдельными атомами, ДНК служит инстру ментом биоинженеров… Ведущие эксперты уже предсказывают грядущую конвергенцию (слияние) технологий, в которой нано технологии, биотехнологии, нейроэлектроника и искусствен ный интеллект создадут эволюционирующую промышленность будущего – полностью автоматическую и развивающуюся по своим законам.

Рис 217. ХХI век – век конвергентных технологий

Принципы наноэкономики

Принимая во внимание все вышесказанное, сформулируем основные принципы будущей наноэкономики:

Большой объем знаний позволяет создавать более эффек* тивные машины. Чем больше вы знаете, тем лучшие продукты вы можете создать. До изобретения двигателя внутреннего сго рания не было самолетов, а до открытия туннельного эффекта не могло быть СТМ.

Создание более эффективных инструментов открывает возможность создания еще более эффективных инструментов в большем количестве. В биологической эволюции появление ДНК позволило “экспериментировать” с белковыми структу рами гораздо быстрее и эффективнее. Также как изобретение компьютеров и CAD позволило многократно ускорить и упрос тить разработку новых машин.

380

ГЛАВА 7. Нанобизнес

Чем быстрее компьютеры и чем их больше, тем быстрее делаются открытия и разрабатываются более эффективные ма* шины. Вспомните историю с расшифровкой генома человека или программы наномоделирования, возможности которых прямо зависят от производительности компьютеров.

Автоматизация и роботизация позволяет производить бо* лее эффективные продукты быстрее, дешевле и в большем количе* стве. Представьте себе ручное производство сотен миллионов компакт дисков или хотя бы одной нанотрубки.

Таким образом, каждое конкурентное преимущество по могает в развитии всех остальных конкурентныхпреимуществ

и наоборот, каждая слабость отражается на остальных сторо нах бизнеса. В результате разрыв между государствами, ком паниями и людьми, развивающимися с разной скоростью, увеличится чуть ли не больше, чем сегодня разрыв между людьми и животными.

Короче, вы уже поняли – эра нанотехнологий покажет, кто на что способен. Действуя быстро и с умом, в ней можно заработать миллиарды, а ленясь и беспечно попивая пиво в одночасье стать неандертальцем.

Те, кто станут лидерами в применении нанотехнологии, станут лидерами в экономике и политике. Конкуренция в каче стве, скорости и цене между заводами, использующими и игно рирующими нанотехнологии, будет подобна состязанию между гидравлическим прессом и средневековым кузнецом.

Эксперты оценивают мировой рынок нанотехнологичес кой продукции в 1.000.000.000.000 (триллион!) долларов лишь к 2015 году. В мире существует более трех тысяч потребительских и огромное число промышленных продуктов, произведенных с помощью нанотехнологий и пользующихся спросом на миро вом рынке. Функционирует свыше 16.000 нанотехнологических компаний, число которых удваивается каждые полтора года.

В России нанотехнология тоже начинает приносить свои первые плоды – в декабре 2004 года в г. Фрязино прошла первая конференция, посвященная промышленному использованию нанотехнологий, где ученые представили десятки мощных тех нологий, готовых к внедрению на производстве. Среди них но вые материалы на основе нанотрубок, сверхпрочные покрытия,

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВСЕХ

антифрикционные составы, проводящие полимеры для гибкой электроники и т.д.

В конце XX века было модно инвестировать в “доткомы” (интернет сайты .com) и многие на этом разорились. Некото рые опасаются, что инвестиции в нанотехнологии могут ока заться таким же “мыльным пузырем”. Но между этими отрас лями есть фундаментальное различие. Вы не сможете развить нанокомпанию, которая базируется на одной идее. Вам нужны еще и реальные технологические достижения. Инвесторы, по верхностно интересующиеся развитием нанотехнологий, быст ро утрачивают к ним интерес, так как это междисциплинарная область, и порой трудно понять, какие выгоды даст тот или иной нанопродукт. Однако нанотехнология позволяет созда вать продукты, которые невозможно произвести никакими другими средствами.

Отрасли нанобизнеса

Нанотехнология – это технология общего назначения, то есть применимая во всех сферах производства, как когда то же лезо, паровая машина или электричество. Поэтому то она и обещает радикальное преобразование промышленности и всей человеческой жизни в целом.

Один и тот же продукт нанотехнологий, например, нанот рубки или МЭМС датчики, может найти применение во мно жестве отраслей. А какие вообще есть отрасли в промышлен ности, и что требуется им?

Авиация и космонавтика

Когда надо переместить что то по воздуху или поднять на орбиту, каждый грамм требует дополнительного расхода топли ва. Нанотехнология облегчит все детали аппаратов – от корпу сов до батареек. Кроме того, наноэлектроника и МЭМС датчи ки превратят самолеты в беспилотных роботов. Сверхпрочные и жаростойкие наноматериалы позволят им летать на огромных скоростях с нечеловеческими перегрузками, а наночастицы обеспечат экономию и повышение качества топлива. Скафанд ры космонавтов станут более удобными, солнечные батареи – эффективными, а ракеты – надежными.

382