Мур счел, что это изумительно. Он спрогнозировал, что такая тенденция продержится еще несколько лет, может, пять, а то и все десять. А продержалась она и 20 лет, и 40, а собирается и все 60. Именно Закон Мура объясняет, почему смартфон в вашем кармане в тысячу раз меньше, в тысячу раз дешевле и в тысячу раз мощнее суперкомпьютера родом из 1970-х.
Причем тренд не замедляется.
Несмотря на все сообщения о близкой «тепловой смерти» Закона Мура о чем мы подробнее поговорим в следующей главе, в 2023 г. средненький тысячедолларовый ноутбук приобретет такую же вычислительную мощность, как у человеческого мозга[20] (около 1016 операций в секунду). А еще через 25 лет, если закон продолжит работать, тот же средней руки аппарат сравняется по вычислительной мощности с совокупной мыслительной мощью мозгов всего живущего человечества.
Но что еще важнее, не одни только интегральные схемы прогрессируют такими темпами. В 1990-х гг. технический директор Google и партнер Питера, сооснователь Университета сингулярности Рэй Курцвейл заметил, что стоит технологии стать цифровой в смысле возможности программировать ее при помощи единиц и нулей компьютерного кода, как она вспрыгивает на закон Мура и начинает экспоненциально ускоряться.
Проще говоря, мы используем наши новые компьютеры, чтобы проектировать новые еще более быстродействующие компьютеры, и это создает петлю положительной обратной связи, которая еще больше ускоряет наше ускорение. Курцвейл называет это «Законом ускоряющейся отдачи»[21]. К технологиям, которые сейчас развиваются такими ускоряющимися темпами, относится ряд самых могущественных новшеств, о которых мы до сих пор могли только мечтать: квантовые компьютеры, искусственный интеллект, роботизация, нанотехнологии, биотехнологии, материаловедение, сети, сенсоры, 3D-печать, дополненная реальность, виртуальная реальность, блокчейн и многое другое.
И все же при всей своей радикальности этот прогресс на самом деле не более чем новости вчерашнего дня. А свежие состоят в том, что одни ранее независимо нараставшие волны экспоненциально развивающихся технологий начинают сходиться (конвергировать) с другими. Например, скорость разработки лекарств нарастает не только в силу экспоненциального прогресса биотехнологий, но еще и благодаря искусственному интеллекту, квантовым вычислениям и парочке других экспоненциально развивающихся технологий, которые все вместе сходятся в данной области. Иными словами, эти волны начали перекрываться, громоздиться одна на другую и образовывать волны-гиганты цунамического размаха, угрожающие смести все, что попадется им на пути.
Если недавнее новшество создает новый рынок и уничтожает существующий, мы характеризуем его как подрывное[22]. Когда в начале цифровой эпохи кремниевые микросхемы пришли на смену электронным лампам, это была именно подрывная инновация. Но когда сходятся технологии экспоненциальные, их потенциал приобретает больший масштаб. Одиночные экспоненциальные технологии подрывают продукты, услуги и рынки подобно тому, как компания Netflix, не поперхнувшись, проглотила сеть видеопроката Blockbuster, а конвергентные экспоненциальные технологии сметают продукты, услуги и рынки, а заодно с ними и поддерживающие их структуры.
Однако мы забежали вперед. Все, что вам предстоит прочесть в этой книге, как раз и посвящено этим могущественным силам и их быстрому революционному воздействию на устоявшийся порядок вещей. Но прежде чем углубиться в эту захватывающую тему, изучим конвергенцию под более удобной и простой лупой и вернемся к нашему вопросу о летающих автомобилях: почему они «выстрелили» именно сейчас?
В поисках ответа вникнем в три базовых требования, которым должны удовлетворять eVTOL, чтобы попасть в парк компании Uber: безопасность, шум и цена. Ближе всего к концепции аэромобиля подошли вертолеты, существующие уже 80 лет с тех пор, как Игорь Сикорский в 1939 г. построил первую в миру подобную машину. И все же вертолеты и рядом не лежали с требованиями Uber. Помимо дороговизны и производимого ими адского шума, они имеют дурную привычку падать на землю. Тогда почему и Bell, и Uber, и Airbus, и Embraer на этом список далеко не исчерпывается вздумали сегодня выводить на рынок летающие авто?
И снова ответим одним словом: конвергенция.
Вертолеты так шумны и опасны, потому что оснащены одним-единственным гигантским несущим винтом, за счет которого и осуществляется подъем. Окружная скорость несущего винта производит ту правильную частоту вращения, которая порождает настырный «дыр-дыр-дыр», сводящий с ума всякого, у кого есть слух. А опасны вертолеты, потому что если несущий винт забарахлит, гравитация, сами понимаете, тут же сделает свое черное дело.
И снова ответим одним словом: конвергенция.
Вертолеты так шумны и опасны, потому что оснащены одним-единственным гигантским несущим винтом, за счет которого и осуществляется подъем. Окружная скорость несущего винта производит ту правильную частоту вращения, которая порождает настырный «дыр-дыр-дыр», сводящий с ума всякого, у кого есть слух. А опасны вертолеты, потому что если несущий винт забарахлит, гравитация, сами понимаете, тут же сделает свое черное дело.
А теперь представьте, что вместо одного главного несущего винта поверх корпуса летательный аппарат оснащен некоторым количеством винтов поменьше как если вдоль нижней плоскости крыла разместить ряд маленьких вентиляторов, и все вместе они создают достаточную подъемную силу, но при этом куда меньше шума. А теперь представьте, что эта мультироторная конструкция вдруг выйдет из строя. И ничего она мягко приземлится, даже если у нее разом откажет пара роторов. Добавьте к этой конструкции крыло, позволяющее развивать скорость 240 км в час и больше. Все это, конечно, замечательные идеи. Жаль только, что бензиновые двигатели из-за колоссального показателя их весовой удельной мощности ничего подобного добиться не позволяют.
Представляем вам понятие распределенной электрической тяги (distributed electric propulsion, DEP[23]).
Вспыхнувший в последнее десятилетие спрос на коммерческие и военные дроны побудил робототехников (а дроны те же роботы, только летающие) придумать электромагнитный двигатель нового типа: предельно легкий, практически бесшумный и способный перемещать тяжелые грузы. При его проектировании конструкторы опирались на триаду конвергентных технологий: во-первых, прогресс в машинном обучении позволил им проводить сложнейшее имитационное моделирование полетов[24]; во-вторых, прорывные достижения в материаловедении позволили создать компоненты достаточно легкие, но при этом достаточно долговечные, что придает им как применимость в конструировании летательных аппаратов, так и надежность; и, наконец, в-третьих, новые производственные технологии а именно 3D-печать позволили производить как двигатели, так и несущие винты любого размера. И, кстати, о производительности: КПД этих электродвигателей 95 %[25] по сравнению с 28 % у бензинового двигателя. Каково?
Но полеты на DEP, распределенной электрической тяге, совсем другой коленкор. Регулировать действие дюжины двигателей каждые несколько микросекунд выше человеческих возможностей. DEP-системы снабжены электродистанционным управлением; проще говоря, ими управляет компьютер. А что обеспечивает подобный уровень контроля? Правильно, еще один рой слетевшихся в одну точку конвергентных технологий.
Во-первых, благодаря революции в области искусственного интеллекта мы получили огромные возможности, способные анализировать колоссальные массивы данных, за какие-то микросекунды понимать их смысл и в реальном времени управлять множеством электродвигателей летательного аппарата и, соответственно, устройствами и механизмами самолета. Во-вторых, для усвоения огромного массива данных глаза и уши пилота следует заменить сенсорами, которые способны одновременно и мгновенно обрабатывать гигабайты информации. А для этого необходимы GPS (глобальная система навигации), лидар[26], радар, продвинутые видеокамеры и великое множество акселерометров (датчиков ускорения). Многое из перечисленного плоды десятилетия смартфонных войн.
Наконец, нужны аккумуляторы. Они должны быть достаточно емкими, чтобы пересилить у людей боязнь дальних поездок или страх, что во время перелета аппарат разрядится, и с достаточной мощью, или «плотностью мощности», как говорят инженеры, чтобы оторвать от земли аппарат вместе с пилотом и четырьмя пассажирами. Для такого взлета[27] на каждый килограмм веса требуется как минимум 350 кВтч электроэнергии. Это до недавних пор было недостижимо. Но тут очень вовремя подоспел взрывной прогресс в таких сферах, как солнечная энергия и электромобили, обостривший потребность в усовершенствованных системах аккумулирования энергии. И родилось следующее поколение литий-ионных аккумуляторов, увеличивающих радиус передвижения электромобилей, а в качестве приятного бонуса достаточная мощность, чтобы поднять в воздух аэромобиль.
Итак, с двумя переменными в уравнении воздушного райдшеринга надежностью и шумом мы разобрались; остается третья цена, и тут нужны еще несколько инноваций. Плюс еще вопрос упирается в производство достаточного для программы Uber числа eVTOL. Производителю, чтобы удовлетворить ненасытный спрос Uber, да еще и по приемлемой цене, придется выпускать летательные аппараты опережающими по сравнению со временами Второй мировой войны темпами, а тогда за два года удалось произвести рекордное число тяжелых бомбардировщиков B-24 Liberator 18 тыс. единиц; на самом пике темп производства составлял один самолет за 63 минуты. Пока этот рекорд никем не побит[28].