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

l:href="#n_49" type="note">[49]. За этим стояла американская компания Illumina: благодаря ее платформе для секвенирования ДНК HiSeq X стоимость этой процедуры в 2014 году упала ниже психологически важной отметки в тысячу долларов.

Затем, после нескольких лет доминирования Illumina, в марте 2020 года компания BGI из китайского Шэньчжэня объявила о том, что стоимость секвенирования полного генома составляет всего 100 долларов: менее чем за двадцать лет произошло удешевление, то есть усовершенствование процесса в миллион раз[50]. Это означает снижение цены вдвое каждый год в течение двух десятилетий — закону Мура впору сгореть со стыда. Если бы падение цены секвенирования генома следовало той же кривой, что предложил Мур для микрочипов, то на момент написания этой книги мы могли бы рассчитывать на цену более 100 тысяч долларов за последовательность. На самом деле стоимость секвенирования генома снизилась в тысячу раз сильнее, чем предсказывал закон Мура.

И как обычно, понижение цены означает более широкое применение. В 1998 году мы невероятными усилиями секвенировали один геном. К 2015 году человечество обрабатывало уже более двухсот тысяч геномов в год[51]. По оценкам одной исследовательской группы, к 2025 году эта величина достигнет двух миллиардов[52].

Существует ряд факторов, влияющих на снижение стоимости кодирования генома, к ним относится и рост вычислительных мощностей. Геномные последовательности представляют собой огромные цепочки букв. Кодирование одного человеческого генома требует около 100 гигабайт памяти (этого достаточно для хранения примерно двадцати пяти фильмов в высоком разрешении) — такой уровень сейчас гораздо доступнее, чем два десятилетия назад. Но закон Мура — это далеко не единственная причина снижения цен. Произошли изменения в способах производства реагентов и «усилителей», необходимых для превращения образца ДНК в нечто читаемое. С годами эти химические вещества также становились все дешевле и дешевле. Между тем достижения в области электроники позволили ученым создавать более дешевые датчики, а разработки в области робототехники — еще больше автоматизировать ручные части этого сложного процесса[53].

Генетическое кодирование — лишь один из аспектов революции в биотехнологиях. Еще одна область — синтетическая биология, объединяющая несколько дисциплин, включая информатику, биологию, электротехнику и биофизику; ее цель — создавать новые биологические компоненты и системы. Она также находится на экспоненциальном марше; благодаря ей мы наблюдаем прорывы в сельском хозяйстве, фармацевтике, производстве материалов и здравоохранении. Сегодня мы можем составлять последовательности и манипулировать микроорганизмами. Мы можем превратить их в маленькие природные фабрики по производству необходимых нам химических веществ и материалов, что было немыслимо еще десять лет назад. Последствия этого повлияют на все. По некоторым оценкам, к 2040 году 60% физических «производственных факторов» в мировой экономике можно будет производить биологически[54]. Подобное покорение природы позволит нам создавать совершенно новые материалы — биополимеры, которые не станут вредить океанам, и электронные компоненты, которые будут потреблять меньше энергии.

И наконец, последняя область, которую экспоненциальное развитие технологий переосмысливает заново, — производство. Возможно, впервые за миллионы лет фундаментальным образом меняется то, как мы делаем вещи.

Современный человек взаимодействует с объектами физического мира — материей — примерно так же, как во времена появления Homo sapiens. Самые древние из известных каменных орудий были созданы в Олдувайском ущелье на территории современной Танзании около 1,7 миллиона лет назад. Производственные процессы индустриальной эпохи имеют много общего с процессами наших далеких предков. Мы тоже в основном пользуемся субтрактивным методом — отсекаем от куска материала все ненужное. Именно так гоминиды поступали с кремнем. Так каменщики фараонов работали с блоками пирамид. И так же творил Микеланджело, когда с помощью зубила высекал из глыбы мрамора своего Давида.

Сегодня мы можем делать все это в больших масштабах и с большей точностью, но процесс, по сути, тот же. Даже когда компьютерная эра возвестила о появлении точной компьютеризированной обработки, это все равно был субтрактивный процесс: на смену ударам кремня по камню пришел управляемый компьютером алмазный резец. Конечно, существуют и другие методы изготовления вещей, например использование форм для литья металлов или пластика. Их преимущество перед долблением/вырубанием в том, что они не предусматривают отходов. Но есть и большой недостаток: с помощью отливок и форм создаются только копии. Хотите новый продукт — нужна новая форма.

Аддитивное производство, или 3D-печать (я буду использовать эти термины как синонимы), — это экспоненциальная технология, которая обеспечивает индивидуальную детализацию субтрактивного производства, но без отходов. Предметы в этом случае создаются с помощью компьютеризированного проектирования. Это процесс создания нового объекта с нуля путем соединения слоев расплавленного материала посредством лазера или устройства, немного похожего на струйный принтер. Материал может быть самым разным — от стекла до пластика или шоколада. Это знаменует кардинально новый подход по сравнению с тысячелетиями субтрактивного производства и тысячелетиями литья и формовки.

С тех пор как в середине 1980-х годов Чарльз Халл[55] разработал первые 3D-принтеры, аддитивное производство значительно улучшилось. Процесс стал быстрее, точнее и универсальнее: сегодня 3D-принтеры могут работать с такими материалами, как сталь, керамика и даже человеческие белки. В 1999 году Институт регенеративной медицины Уэйк Форест вырастил первый 3D-печатный орган для трансплантации. А в 2019 году в Дубае мой друг Ной Рафорд[56] создал самый большой на тот момент 3D-печатный объект — одноэтажное здание площадью 230 квадратных метров[57]. Оно было напечатано из бетона за 17 дней, и Ной несколько месяцев использовал его как офис. В здании, построенном с невиданной точностью, было использовано на 75% меньше бетона, чем при обычном строительстве.

Аддитивное производство — это все еще бизнес малых форм. Его можно встретить при изготовлении престижных изделий и в узкоспециализированных секторах экономики — это легкие детали для истребителей или медицинские имплантаты. Но технологии, лежащие в его основе, развиваются по экспоненте. По оценкам исследователей, темпы развития большинства методов аддитивного производства составляют от 16,7 до 37,6% в год, при этом средний показатель оказался свыше 30%[58]. В последующие десять лет мы увидим рост производительности в 14 раз. И конечно, соответственно снизится стоимость. Аналитик сектора аддитивного производства Терри Уолерс сказал мне, что за десять лет до 2019 года рынок 3D-печати вырос в 11 раз, то есть он рос на 27% в год[59].

Почему перемены в этих четырех областях имеют такое значение? В конце концов, новые технологии появляются постоянно. Исследователи разрабатывают новые способы решения проблем, инженеры совершенствуют уже имеющиеся методы, время от времени случаются настоящие прорывы. Вы можете полагать, что, даже если темпы изменений растут, в самом фундаментальном процессе нет ничего нового.

Но технологии в этих четырех областях — вычислительной технике, биологии,