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

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.