Три фактора, которые изменят будущее
Вспомним «ревущие 1920-е»: невероятный технический взлет, автомобили, радио и кино становятся массовыми, развивается авиация, горожан в Америке впервые становится больше, чем сельских жителей… А следующие 80 лет стали временем беспрецедентного роста благосостояния. К концу XX века, по сравнению с 1920 годом, средняя продолжительность жизни американца увеличилась на 30 лет, а средний доход на душу населения вырос на 700 %.
Это стало возможным благодаря слиянию достижений в трех сферах:
▶ новые средства сбора и распространения информации;
▶ новые машины;
▶ новые материалы.
2020-е станут еще одним периодом, когда три этих фактора вновь сойдутся, породив не менее радикальные изменения в повседневной жизни, работе, бизнесе.
Принципиально новые инфраструктуры возникают редко и сразу меняют мир. Взрывное развитие автомобильных дорог в 1920-е изменило все сферы жизни. В 2020-е дороги стали виртуальными: по ним движется информация.
Стала расхожей фраза «Данные – это новая нефть». Нефть питала двигатели внутреннего сгорания, данные – «топливо» для кремниевых процессоров. Данные – уникальный ресурс: он неограничен и создается простой силой нашего коллективного воображения. Все больше предметов и явлений становятся цифровыми, но потенциал оцифровки мира все еще огромен. Сегодня интернет вещей насчитывает около 20 млрд подключенных устройств – капля в океане информации, которая потенциально может быть описана (местоположение, скорость, температура, химический состав веществ – количество показателей огромно).
Привыкая расплачиваться электронными деньгами, торгуя биткоинами, мы все больше убеждаемся, что экономика становится виртуальной. Но это не так. Большая часть экономики – более 80 % ВВП – приходится на фермы, фабрики, жилые дома, офисы, больницы, электростанции, транспорт, то есть вполне конкретные физические объекты. Их цифровизация находится на очень ранней стадии.
Растет число транслирующих сигналы объектов – расширяются сети связи, которые в будущем должны включать множество крошечных радиоузлов для соединения. Со времен создателей радио Маркони и Попова инженеры добились сокращения энергии, затрачиваемой на беспроводную передачу одного байта, в 10 млрд раз. И все же создание надежных коммуникаций для интернета вещей остается нетривиальной инженерной задачей. Вот почему так актуален переход на короткие длины волн 5G: это даст стократное увеличение пропускной способности, каждая ячейка сети будет обрабатывать в сто раз больше подключенных устройств и в 1000 раз больше трафика данных на квадратную милю.
Обработка данных стремительно дешевеет. В 1960-е годы каждый доллар, потраченный на аппаратное обеспечение, давал возможность выполнять примерно одно вычисление в секунду. К 2000 году на один доллар приходилось 10 000 вычислений в секунду. Сегодня за доллар можно произвести 10 млрд вычислений в секунду, и это превратилось в услугу, на которой разбогатели Amazon и Alibaba, продающие бизнесу облачный сервис. Всего в 10 квадратных футах одного центра обработки данных вычислительная мощность больше, чем у всех компьютеров в мире в 1980 году. При этом в центре информационной вселенной не отдельный прибор типа телефона или радио, а микропроцессор – инструмент общего назначения, мощность которого растет благодаря закону Мура[1]. Микропроцессоры – «кирпичики» облаков.
Возникает естественный вопрос: насколько хватит их мощности? Мы в 1000 раз снизили энергозатраты на одну логическую операцию с использованием известных нам технологий. А ведь есть еще микроуровень вещества (поэтому столь многообещающими выглядят квантовые вычисления).
Скорость и удобство обработки данных породили совершенно новый, абсолютно доступный инструмент – приложения в смартфонах. С их помощью мы заказываем такси, покупаем еду, играем, общаемся и делаем еще миллион разных вещей. Сегодня в мире загружается 100 млрд приложений в год, и эта цифра продолжает расти. 40 % приложений составляют игры, но в ближайшие пару лет эта доля сократится в пользу прочих полезных функций. Этот бизнес только начинает развиваться.
Технический директор Alibaba Ван Цзянь сравнивает облачные услуги с электричеством[2]. Аналогия привлекательна. В самом деле, электричество было революционной технологией не только потому, что усовершенствовало работу уже существовавших механизмов, но и потому, что позволило создать новые. Электрические лампы были дешевле и безопаснее газовых, но функция их была та же, а вот кондиционеры и пылесосы без электричества непредставимы. Так и облачные вычисления позволяют развиваться роботам нового поколения.
В то же время облачные услуги сами требуют электричества для своей работы. Мы слишком быстро привыкли к доступности интернета, не задумываясь о том, что эта доступность обеспечивается сотнями невидимых обывателю, но вполне реальных центров обработки данных. Каждый час видео с использованием облачной инфраструктуры потребляет больше энергии, чем автобус за 10 км пути в расчете на одного пассажира. Еще одно подтверждение того, что экономика далека от дематериализации. Ее корни – в реальном мире.
Между тем перспективы перехода на альтернативные виды энергии туманны. Чтобы заменить все мировое потребление углеводородов в течение следующих 20 лет, глобальное производство возобновляемой энергии (энергия солнца, ветра, приливов и отливов) надо увеличить в 90 раз. Статус-кво мировой энергетики вряд ли существенно изменится в течение этого десятилетия (и даже следующего). Даже если все страны выполнят свои обещания по использованию большего количества возобновляемых источников энергии (пока ни одна страна этим похвастать не может), через 20 лет не более одной пятой мировой энергии будет поступать из возобновляемых источников. К тому же создание ветряных и солнечных установок приведет к беспрецедентному спросу на кобальт, литий, никель, необходимые для их создания.
В XX веке человечество освоило синтетические, искусственные материалы (пластмасса) и стало в разы лучше управляться с материалами, известными с древности (бетон, нефть). Традиционные камень, дерево и металлы не сдают позиций и сегодня. Мировая лесопромышленная отрасль составляет более $250 млрд. Но современный мир также синтезирует химические материалы на $6 трлн в год: без этого непредставима фармацевтика и прочие отрасли промышленности. А еще мы мечтаем о биосовместимой электронике, об искусственной коже для органов, о создании человеческих органов на 3D-принте-рах – во всех этих направлениях идут активные исследования.
Ежегодно мировой экономике требуется около 100 млрд тонн строительных, продовольственных, топливных материалов. В ближайшие два десятилетия спрос на них вырастет на 300 %. Даже спрос на бумагу не упал: просто теперь она идет не только на книги, но и на упаковку для товаров. Со временем материалы превращаются в мусор, переработка которого – отдельная огромная проблема. Доказана принципиальная невозможность «экономики замкнутого цикла», в которой почти все материалы перерабатываются. Сегодня менее 10 % материалов в мире используются повторно или перерабатываются.
Самая большая разница между сегодняшним миром и миром столетней давности не столько в количестве используемых материалов, сколько в использовании ранее неиспользуемых. Кремний, краеугольный камень нашей информационной вселенной, сегодня ценится в сотни раз больше, чем 100 лет назад. Неодим был открыт еще в конце XIX века, но только в 1980-х обнаружилось, что его можно использовать для создания самых мощных в мире магнитов.
Кроме того, мы сами создаем материалы с поистине чудесными свойствами. Аэрогель легче пера, но его тонкий слой способен защитить от пламени паяльной лампы. Графен – материал толщиной в 1 атом, в 60 раз тоньше мельчайшего из вирусов. За описание его свойств русские физики Гейм и Новоселов в 2010 году получили Нобелевскую премию по физике, практическое же применение графена еще впереди.
Вооруженные искусственным интеллектом, помогающим рассчитывать свойства и возможности новых материалов, химики вернулись к первооснове своей науки – алхимии с ее идеей преобразования элементов. Оказалось, элементы в самом деле поддаются множеству чудесных преобразований. Просто у наших предков не было нужных инструментов. Философским камнем нынешних химиков стал искусственный интеллект.