Тренды и тенденции технологической революции
Дата: 28/03/2016
Тема: Альтернативные источники энергии


Александр Просвирнов

Как-то незаметно технический прогресс подошел к точке возможного исчезновения человечества, как биологического вида. Пройдет несколько десятков лет и человечек уже не сможет определить по тесту  Тьюринга «человек перед вами или биоробот». Известный футуролог, технический директор Google Рэй Курцвел прогнозирует по годам следующие события:


2019 г. – провода из любой сферы уйдут (имеется ввиду, наверно, все-таки, управляющие системы, а не силовые);
2020 г. – искусственный интеллект сравняется по мощности с людьми;
2025 г. – повсеместное использование гаджетов-имплантов;
2030 г. – за счет нано технологий удешевление производства всех продуктов;
2031 г. – печать человеческих органов на 3D принтерах во всех больницах;
2042 г. – бессмертие (первая реализация);
2044 г. - искусственный интеллект станет в 1 млрд. раз более разумным;
2045 г. – планета Земля – один гигантский компьютер – технологическая сингулярность Земли;
2099 г. – технологическая сингулярность вселенной.
 
В эссе 2001 года «Закон ускоряющейся отдачи» Рэй Курцвел предположил, что Закон Мура (Гордон Мур – один из основателей Intel) удвоения количества транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, каждые 24 месяца  можно расширить на многие другие технологии. На основании своей гипотезы он предположил, что к 2045 году наступит технологическая сингулярность Винджа[1]. Сам Вернор Виндж считает, что технологическая сингулярность может наступить уже около 2030 года.

Тем, что без гаджета уже и жизнь не «красна», никого не удивишь, кажется эта «зараза» уже вошла во все ниши нашей жизни. Однако в других сферах нашего бытия не все так гладко. Легко рассуждать о технологической сингулярности Винджа, находясь в Силиконовой долине. Но как донести эти рассуждения до человека, пашущего деревянной сохой где-нибудь в Африке?

Интересно проследить, как мы «докатились до такой жизни» в развитии промышленности на базе теории технологических укладов, описанных в работе  [1] под редакцией Сергея Глазьева. Всего их шесть, и каждый уклад характеризуется ключевыми технологиями.

Первый технологический уклад (1770-1830гг) характеризуется применением прядильных машин в текстильной промышленности, механизацией труда, созданием поточного производства. Страны-лидеры: Великобритания, Франция, Бельгия [1].

Второй технологический уклад (1830-1880гг): паровая машина, паровое судоходствоугледобычажелезные дороги. Страны-лидеры: Великобритания, Франция, Бельгия, Германия, США[1].

Третий технологический уклад (1880-1930гг): неорганическая химия (конвертердинамит), чёрная металлургияжелезные дорогикораблестроение, производство взрывчатых веществ. Страны-лидеры: Германия, США, Великобритания, Франция, Бельгия, Швейцария, Нидерланды[1].

Четвёртый технологический уклад (1930-1970гг): двигатель внутреннего сгоранияконвейерное производствопроводная телефонная связь, автомобилестроение,  самолётостроениенефтехимия. Страны-лидеры: США, Западная Европа, СССР[1].

Пятый технологический уклад (1970-2010гг): микроэлектроника, информатика, биотехнологии, генная инженерия, новые виды энергии и материалы, освоение космического пространства, спутниковая связь, робототехника и т.д.

Шестой технологический уклад (2010г-н.в.): наноэлектроника, молекулярная и нанофотоника, наноматериалы и наноструктурированные покрытия, наносистемная техника, биотехнологии, нанобиотехнологии, информационные технологии, когнитивные науки, социогуманитарные технологии, конвергенция нано, био, инфо и когнитивных технологий (так называемая НБИКС-конвергенция (NBIC))[1]

Ключевой фактор (прогноз Глазьева): нанотехнологии, клеточные технологии. Преимущество технологического уклада, по сравнению с предыдущим, по прогнозу будет состоять в резком снижении энергоёмкости и материалоёмкости производства, в конструировании материалов и организмов с заранее заданными свойствами.[1]

Ожидается, что нанотехнологии произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую произвели компьютеры в манипулировании информацией. [1]

Популярность  нанотехнологиям  придал  американский  ученый Эрик Дрекслер, работавший в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетсского технологического института и написавший в 1986 г. книгу «Машины созидания» («Engines of Creation»), в которой  выдвинул  концепцию  универсальных  молекулярных  роботов, работающих по заданной программе и собирающих что угодно (в том числе и себе подобных) из подручных молекул. Он довольно точно предсказал немало последовавших достижений нанотехнологий, и, начиная с 1989 г., его прогнозы сбываются. В 1997 г. Эрик Дрекслер объявил, что к 2020 г. станет возможной промышленная сборка наноустройств из отдельных атомов [1]

И что же нам принесет шестой технологический уклад?

Механический перенос закона Мура в вычислительной технике на другие отрасли промышленности вряд ли конструктивен. Отрасль энергетики, например,  гораздо консервативнее и здесь нужен качественный переход на новые источники энергии (аналог перехода на интегральные микросхемы, после которого и начался бум цифровой техники). Однако именно бум цифровой техники и сыграет роль трамплина, с которого и произойдет качественный скачок в промышленности  и энергетике.

Основной базой современной технологической революции будет переход на роботизированное производство с элементами искусственного интеллекта, когда роль человека, как единицы физической силы будет сведена к минимуму со значением около 0. Современные человекоподобные роботы, например, робот Atlas фирмы Boston Dynamics (см. рис. 1) уже в состоянии самостоятельно передвигаться по пересеченной местности и делать еще массу полезных вещей. Еще в 2013 году его интеллект оценивался на уровне годовалого ребенка, а спустя 3 года можно видеть явный прогресс.  На ролике компании видно, как он самостоятельно покидает штаб-квартиру Boston Dynamics, пройдя по коридору здания и открыв дверь для выхода из него, а затем Atlas странствует уже по реальному бездорожью.  При внешнем воздействии робот падает, но самостоятельно поднимается и продолжает задание по подъему коробок.  (http://iit.csu.ru/news/it/google_s_newest_atlas_robot_2016/)



Рис. 1 Человеко-подобный робот Atlas  фирмы Boston Dynamics (http://iit.csu.ru/news/it/google_s_newest_atlas_robot_2016/)

«В середине августа 2010 ученые из университета Ридинга сообщили о создании робота, управляемого биологическим мозгом. Его мозг сформирован из искусственно выращенных нейронов, которые размещаются на мультиэлектродном массиве. Этот массив представляет собой лабораторную кювету приблизительно с 60 электродами, которые получают электрические сигналы, генерируемые клетками. Затем они используются для инициации движения робота.  Подобные опыты прошли и в Аризонском университете. Там Чарльз Хиггинс сообщил о создании робота, управляемого мозгом и глазами бабочки. Ему удалось подсоединить электроды к зрительным нейронам мозга бабочки-бражника, подключить их к роботу, и он реагировал на то, что видела бабочка. Когда к ней что-то приближалось, робот уходил в сторону. На основании достигнутых успехов Хиггинс предположил, что через 10-15 лет реальностью станут "гибридные" компьютеры, использующие сочетание технологии и живой органической материи.  И конечно это один из возможных путей к интеллектуальному бессмертию.»  (http://tanuna.at.ua/blog/top_10_otkrytij_pervogo_desjatiletija_xxi_veka/2012-09-26-161)

На рынке появились компьютеры, которые умеют творить. Они обладают искусственными сервисами и нейронными сетями. Ярким примером могут служить сервисы Project Oxford. (https://habrahabr.ru/company/microsoft/blog/263635/)

До недавнего времени только чемпион мира по игре Го не проигрывал программе, однако пришло сообщение, что компьютер на нейронных сетях все-таки выиграл у человека. Искусственный интеллект уже не такое далекое будущее, как казалось недавно.

Не будем останавливаться на социальных проблемах роботизации, которые скажутся в колоссальной безработице, социальных взрывах, движении «неолудитов» и т.д. Ни одна система образования не будет в силах переучить то количество рабочих масс, выброшенных этой революцией за ворота предприятий. Образование ведет себя гораздо консервативнее, чем технологический прогресс.  Да и не понадобится такое количество людей для новых профессий. Так что эпоха социальных взрывов еще впереди.

Существующая энергетика выглядит более архаично, чем промышленность, например, автомобильная, которая сейчас наиболее роботизирована. Производство энергии и ее распределение до потребителя до сих пор требуют привлечения значительных человеческих ресурсов, но здесь есть существенные запасы по уменьшению численности занятых за счет смены самой парадигмы производства энергии и ее потребления. [2]

Изменится технология производства энергии, которая позволит на два порядка уменьшить количество обслуживающего персонала, более того, основными источниками энергии будут необслуживаемые установки, заменяемые при отказе на новые или отремонтированные. [8] Источник энергии будет приближен к потребителю, что уменьшит систему распределения энергии и издержки на ее эксплуатацию. В употребление войдут индивидуальные (на одно домовладение, здание) системы аккумуляции электроэнергии, объединенные в SMART сети.

Половина всех введенных мощностей в мире в 2015 году пришлась на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Когда многие эксперты кричали, что ВИЭ не может конкурировать с другими видами энергии, мировой рынок почему-то проголосовал за ВИЭ. Посмотрим, что покажет 2016 год. Может быть, доля ВИЭ еще более возрастет?

Что касается ядерного ренессанса, то он возможен только при качественном скачке, смене научно-технического принципа, при прорыве в способах и источниках генерации энергии.

По данным аналитика Криса Недлера[2], «среднее время строительства 34 реакторов в мире от 2003 года к настоящему моменту составляет 9,4 года. Система издержек производства за последнее десятилетие выросла с $1 тыс. до $7 тыс. за проектный кВт». Это находится в соответствии с «законом Гроша», согласно которому, «если техническая система  совершенствуется  на  базе  неизменного  научно-технического принципа,  то  с  достижением  некоторого  уровня  ее развития стоимость новых ее моделей растет как квадрат ее эффективности.»[1] Это мы видим как раз на примере новых проектов АЭС, издержки капвложений которых растут нелинейно.  К этому надо прибавить издержки на вывод из эксплуатации, примерно равные  капвложениям, а также расходы на хранение и утилизацию отработанного ядерного топлива и радиоактивных отходов. Существующие АЭС становятся неконкурентоспособными и из-за критически низких цен на газ и нефть.

Иными словами, нельзя без смены научно-технического принципа «примочками» и «нашлепками» на старый проект создать конкурентно способные новые энергоблоки АЭС. 
Совокупность выше указанных факторов толкают на поиск новых источников и генераторов энергии. Возможно, таким источником в шестом технологическом укладе и станут установки на базе низко- энергетических ядерных реакций (НЭЯР), однако не стоит их ожидать завтра. С момента открытия реакции деления ядра Урана в 1939 году прошло 15 лет до пуска демонстрационной АЭС в г. Обнинск, а реально АЭС в энергетику пришли гораздо позже. Вопрос только в приоритете. Кто первый вложится, тот и получит конкурентные преимущества на глобальном рынке. Глобализация ускоряет все процессы,  и возможно, нам придется ждать не 15 лет, а гораздо меньше.  «В течение следующих 15 лет, и особенно, если молодежь будет вовлечена, я ожидаю, что в мире будет обнаружен прорыв экологически чистой энергии, который спасет нашу планету и управление нашим миром», - это уже пророчество Била Гейтса.

В своем стремлении всунуть термин «нано» во все технологии шестого уклада С. Глазьев не упомянул аддитивные технологии [6],[7], которые также основаны на технологиях использования нанопорошка, как источника всех материалов производимой продукции.

Здесь прямая зависимость от революции в цифровых технологиях, поэтому вполне возможно, что закон Мура применим, и мы видим стремительное расширение зон применения 3-D принтеров, от области строительства до промышленности и медицины (трансплантации напечатанных органов). Эта технология наилучшим образом отвечает требованиям роботизированного производства. С ее помощью можно будет приблизиться к совершенному природному процессу зарождения и роста живого существа. Не нужны будут токари, слесари, металлурги и т.д. Роль человека будет в создании проекта детали, устройства, готового изделия, а уж создание изделия из порошков возьмет на себя 3-D принтер. Наверно, уже нельзя найти те отрасли, где 3-D принтер неприменим. Можно предположить, что наибольшую угрозу в будущей безработице сыграют именно 3-D принтеры, так как переучить рабочих на программистов быстро не получится.[6],[7]

Уже сейчас проглядываются контуры использования 3D принтеров в медицине. Военные хотели бы испытывать свои «штучки» не на живых людях, а на отдельных органах. Кроме этого они очень заинтересованы и в лечебных целях. «Например, бойцу демократии отрывает руку, а до госпиталя ползти сутки. Хорошо бы закрыть дыру, снять боль, дать ему возможность стрелять ещё 5 часов, а затем на своих двоих прийти к медсестре. В теории возможны либо роботы, которые соберут всё это по месту, либо заплатки из человеческих тканей, которые уже сейчас всерьёз думают ставить на ожоги. 

Второй клиент – фармацевтика. Там лекарства испытываются по 15 лет до выхода на рынок. Как шутят американцы, проще убить коллегу, чем мышку. На мышку надо собрать кучу документов в руку толщиной. Сертифицированные мышки получаются в результате очень дорогие. Да и результаты по зверьку отличаются от человеческих. Существующие модели испытаний на плоских клеточных моделях и на животных не достаточно релевантны. Примерно 7% новых лекарственных формул в мире не доходят до клинических испытаний из-за нефротоксичности, выявленной на стадии преклинических испытаний. Из тех, что дошли, около трети имеют проблемы с токсичностью. Именно поэтому, кстати, одна из первых задач - проверка функциональности нефронов, сделанных в лаборатории. Ткани и органы с принтера будут существенно ускорять разработку лекарств, а это огромные деньги. 

Третий клиент - госпитали. Рынок трансплантации почек в США, например - 25 миллиардов долларов. Сначала предполагается просто продавать 3D-принтеры в больницы, чтобы пациент мог получить что нужно. Следующий (теоретический) шаг - создание комплексов для печати органов прямо внутри пациента. Дело в том, что миниатюрную печатающую головку внутрь больного доставить часто намного проще, чем крупный орган. Но это ещё пока мечты, хотя нужные роботы существуют.»  (https://habrahabr.ru/company/invitro/blog/194064/)

Транспорт

Коллапс автомобильного транспорта в городах приведет к созданию новых видов транспорта и переходу в третье измерение (воздушный бассейн). Экспоненциальное развитие квадрокоптеров  (см. рис. 2) приведет рано или поздно к созданию подобных или на другом принципе устройств для передвижения людей и грузов по воздуху.



Рис. 2 Прототип пилотируемого человеком квадрокоптера  китайской фирмы Ehang (http://www.motonews.ru/2016/01/07/Ehang_pervyy_kvadrokopter_dlya_poletov_cheloveka)

Фирма "Террафугиа", например, объявила, что уже в 2018 году создаст летающий автомобиль.  Единственное, что должен сделать водитель, запустить свой компьютер управления и указать адрес перед взлетом. Цель проекта заключается в создании автомобиля, доставляющего по воздуху от двери к двери, и чтобы транспортное средство могло быть припарковано в гараже, как обычная машина.

Основную роль здесь сыграют дешевые источники энергии на базе LENR технологий. Доступность подобных источников преобразуют и воздухоплавательный парк. Снова будут в почете безопасные гибридные дирижабли.

Проект Илона Маска «Гиперпетля» по перевозке на сверхзвуковых скоростях (см. Рис. 3) может в корне изменить отрасль перевозок, как грузовых, так и пассажирских [5].



Рис. 3 Трубный транспорт Илона Маска «проект Гиперпетля» [5]

Проблемы научного познания

В ближайшее время произойдет переоценка знаний о Земле. Скорее всего главенствующие концепции железного ядра Земли, органической природы зарождения нефти и газа, постоянства размеров Земли уступят место новым концепциям, основанным на парадигме постепенного роста материального состава Земли за счет низко- энергетических ядерных реакций. Количество специалистов, которые приветствуют концепцию постоянно расширяющейся Земли постоянно растет. Главным препятствием для понимания этого явления было отсутствие материального источника для роста Земли в диаметре. Концепция ядра Земли из протоматерии [9] (по сути нейтронного ядра) и постоянного производства элементов от низших до высших на периферии ядра позволяет определить этот источник материи для постоянного расширения Земли. Есть два фактора, подтверждающих эту гипотезу: постоянная дегазация водорода и выделяемое в недрах Земли тепло, которое нельзя объяснить существующей на сегодня концепцией естественного распада радиоактивных элементов.

В Российской академии наук прошло заседание научного совета [3]. С докладом выступил д.г-м.н. Владимир Полеванов. Основной посыл доклада – из Земли происходит постоянная дегазация водорода, который является источником для образования месторождений газа и нефти. Выступивший в прениях директор Института ядерных исследований  Безруков Леонид Борисович рассказал об исследованиях нейтрино Земли, которые подтверждают теорию постоянной дегазации  водорода из Земли. Самое интересное, что работа была инициирована с целью опровергнуть факт водородной дегазации, однако получилось наоборот.



Рис. 4 Наглядная демонстрация концепции расширяющейся во времени Земли


Данные проекта ARGO (многолетние замеры температурных полей океанов) показывают, что вода океанов нагревается всей массой от Земли мощностью примерно 400 ТВт. Объяснить это естественным распадом радиоактивных элементов не представляется возможным.

Оценка гигантских запасов аравийской нефти дает только 7%  на концепцию органического происхождения этой нефти. 93% этих запасов объяснить органическим происхождением невозможно. Число специалистов, склоняющихся к концепции неорганического происхождения газа и нефти, все время растет.

Многие существующие физические теории, скорее всего, тихо умрут, уступив место теориям, основанным на «эфире». Забытый «эфир», в который верили авторы используемых сейчас теорий (Максвелл, Менделеев, да и сам Эйнштейн) снова завоюет умы исследователей.  Сейчас, конечно, в этом вопросе полный разброд и шатания. Каждый автор считает свой подход единственно правильным и отвергает разработки других. Но рано или поздно выкристаллизуется единая теория.

Какие страны ближе к шестому технологическому укладу? Скорее всего, это страны с низким ресурсным потенциалом и при этом с высоким валовым внутренним продуктом (ВВП) на душу населения. Именно наивысшую производительность труда позволяют достичь  факторы шестого технологического уклада. Пока мы на тринадцатом месте по этому показателю в двадцатке крупнейших экономик мира.

Список из двадцати крупнейших экономик мира по версии ЦРУ выглядит следующим образом (см. таблицу 1) (http://aftershock.news/?q=node/376563). Чтобы не выпасть из двадцатки необходимо переводить промышленность страны на рельсы шестого технологического уклада. Другого не дано.

Таблица 1 Двадцатка стран с наибольшим ВВП (http://aftershock.news/?q=node/376563)



Кто же воспользуется плодами шестого технологического уклада? Отнюдь не европейцы. «В 1960 году люди европейского происхождения составляли четверть мирового населения; в 2000 году – уже одну шестую; в 2010 - одну восьмую; к 2050 году они будут составлять всего лишь одну двадцатую! Такова печальная статистика исчезающей расы. И распространение этой статистики среди широкой публики ведет к паническим настроениям в Европе. В 2000 году население Европы, от Исландии до России, составляло 728 миллионов человек. При сохранении текущего уровня рождаемости, без учета иммиграции, количество населения к 2050 году сократится до 600 миллионов человек. Таков прогноз Демографического отдела ООН, изложенный в докладе «Перспективы мирового населения: ситуация 2000 года» от 28 февраля 2001 г. Согласно другому исследованию, население Европы за тот же период времени сократится до 556 миллионов человек. В последний раз столь значительное сокращение европейского населения наблюдалось во время Черной Смерти – эпидемии чумы в 1347-1352 гг.» [4] 

Современные европейские руководители видят решение этой проблемы в иммиграции, однако опыт Франции показывает, что ассимиляции практически не происходит, а иммигранты живут своими анклавами и пытаются навязать свой образ жизни, отличный от европейского.

Заключение

Нефть и газ никогда не закончатся, если потреблять не больше, чем постоянно продуцирует Земля. Но век энергетики, основанной на органическом топливе, заканчивается. На смену придут ВИЭ, где, возможно, определяющую роль сыграют установки НЭЯР, которые будут ключевым элементом шестого технологического уклада.

Ближайшее будущее покажет, можно ли применять Закон Мура в промышленности? Будем ли мы удваивать технологические новинки в промышленности каждые 24 месяца?

Основой шестого технологического уклада является образование, основанное на научных школах, выпестованных десятилетиями. Создать подобные научные школы на пустом месте заново не получится, значит уже сейчас необходимо организовать преемственность знаний от стареющего поколения молодым.

Любые прогнозы описывают только возможности технологии и не гарантируют повсеместного использования достижений техники на благо всех. Расслоение общества будет происходить до фантастических уровней. Рядом с дворцом, управляемым искусственным интеллектом, могут находиться обыкновенные бараки, обитатели которых в один день вдруг захотят поднять владельца дворца «на вилы» или угостить «коктейлем Молотова». Вся история человечества показывает, что любая цивилизация начинает деградировать численно (рождаемость обратно пропорциональна уровню образования) и рано или поздно, гибнет под натиском «варваров», превосходящих ее численно. Если наша цивилизация захочет компенсировать это численное неравенство за счет биороботов, то будет еще хуже.

Главная опасность состоит в создании на биологической основе искусственного интеллекта, сравнимого с человеческим. Рано или поздно, технологическая революция приведет к созданию неотличимых от людей биороботов. Состязаться с ними у человека не будет возможности, стало быть, его закат неизбежен. Слава богу, нам не придется уже жить в эту «пору прекрасную», но обидно за внуков и правнуков. Вся надежда только на дух «варварства» человечества, и может быть, в будущем возникнет движение за жизнь в гармонии с природой без засилья машин. Может быть, у человечества хватит разума остановить технологическую революцию в разумных пределах без угрозы исчезновения человека, как вида.


Литература
1.      «Нанотехнологии как ключевой фактор нового технологического уклада в экономике»,  Под редакцией академика РАН С.Ю. Глазьева и профессора В.В. Харитонова, МОНОГРАФИЯ, Москва, 2009, http://www.glazev.ru/upload/iblock/b12/b12e5e876427fd9cbcac3aace1e53079.pdf
2.      Александр Просвирнов, «Гигантомании – нет, нет, нет! Распределенной энергетике – да, да, да!», 12/2015,   «Атомная стратегия», http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=6461
3.      «Водородная "бомба" под ногами и под нефтяной экономикой», заседание Научного Совета Российской Академии Наук, https://www.youtube.com/watch?v=Rw3HmV4zO6E
4.      Патрик Бьюкенен, «Смерть Запада», http://modernlib.ru/books/byukenen_patrik/smert_zapada/read
5.      Александр Просвирнов, «Железный человек» Элон Маск – Генри Форд 21 века», 10/07/2015,   «Атомная стратегия», http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=6117
6.      А. А. Просвирнов, «Наступление 3D принтеров неотвратимо», «Атомная стратегия», 09/2014, стр. 18-19, http://www.proatom.ru/files/as94.pdf
7.      А. А. Просвирнов, «Новая технологическая революция проносится мимо нас», «Атомная стратегия», 11/12/2012, http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=4189
8.      Александр Просвирнов, "Как мы прожигаем наше «национальное достояние» 11/03/2014, «Атомная стратегия», http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=5136
9.      Белозеров И.М. "Природа  глазами физика", монография,  Томск, 2008г., http://lenr.seplm.ru/articles/belozerov-im-zemlya-glazami-fizika


[1] гипотетический момент, по прошествии которого, технический прогресс станет настолько быстрым и сложным, что окажется недоступным пониманию, предположительно следующий после создания искусственного интеллекта и  самовоспроизводящихся машин, интеграции человека с вычислительными машинами, либо значительного скачкообразного увеличения возможностей человеческого мозга за счёт биотехнологий

[2] Крис Недлер – калифорнийский аналитик в области энергетики, корреспондент CBS News, футурист в области энергетики, появлялся в таких СМИ, как BBC TV, Fox Business, CNN national radio, Australian Broadcasting Corp., CBS radio and France,  автор книг -  "Инвестиции в возобновляемую энергию"(Investing in renewable energy) и "Извлечение выгоды из пика экономики"(Profit from the Peak).







Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=6645