Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №724

В общем случае для возникновения "режима с обострением" необходима положительная обратная связь (в приведенном примере это аррениусовская зависимость скорости химической реакции от температуры) и особый (не слишком сильный) режим рассеивания энергии (в приведенном примере это свободно.конвективный теплообмен). Продолжая параллель с развитием нанотехнологий, это можно выразить так: при некотором "критическом объеме" финансирования, правильно организованных положительных обратных связях и низкой диссипации средств нанотех перейдет в режим обострения, а вспыхнувший факел знаний осветит всю нашу экономику. Россия поднимется с колен, преодолеет вековую отсталость, задышит полной грудью… [А может, и в таком порядке: "преодолеет", "задышит" и "поднимется"]

В области построения полуизолированных и изолированных систем опыт у нашей страны огромный: можем шарашку организовать, а можем по примеру закрытых атомоградов "нано.десятку" отстроить. Нам только дай! Поэтому процессы диссипации рассматривать не будем, а обратимся сразу к положительным обратным связям. Тем более что такой опыт у нас тоже есть, но в основном отрицательный. Например, футболистам у нас платят хорошо, а играют они все равно плохо.

В последней нанотехнологической волне один из режимов обострения был ясно виден с самого начала.

Эрик Дрекслер скрестил идею Фейнмана о манипулировании материей на уровне атомов с идей фон Неймана о саморазмножающихся автоматах. Наноустройство-репликатор, захватывая атомы и энергию из окружающей среды, создает другие наноустройства - манипуляторы.

Они, в свою очередь, соединяясь друг с другом и тоже захватывая атомы и энергию из окружающей среды, создают нано., микро. и макрообъекты, в том числе и новые репликаторы.

Замечательная, красивая идея. Если манипуляторы на начальном этапе расходуются только на построение репликаторов, то количество последних растет в геометрической прогрессии. Цена их, разумеется, падает, а обратная величина соответственно растет. Так образуется положительная обратная связь (между количеством репликаторов и обратной ценой) и возникает режим с обострением.

Сегодня главным недостатком такого подхода является полное непонимание того, как создать хоть один действующий репликатор. Очевидно, что в первый образец можно вложить любые деньги, ибо через несколько шагов воспроизводства цена упадет очень сильно. Но как эти любые деньги вложить? Вот в чем вопрос. Подходы есть, начиная от изготовления на атомном силовом микроскопе и кончая использова.

нием в качестве репликатора модифицированных рибосом или целых бактерий. Пока же репликатор "страшно далек от народа". Большинство ученых, занятых в области нанотехнологий, рассматривает идеи Дрекслера как чистую фантастику, но не будем забывать, что сейчас время малых грантов. Как показывает практика, изменение масштаба финансирования может менять устоявшиеся взгляды достаточно радикально.

Еще один режим обострения роста нанотехнологий связан с замыканием положительной обратной связи по "финансовому контуру". В теории это выглядит так: первоначальные вложения в инфраструктуру (оборудование и организации), образование и фундаментальные исследования приводят к росту числа квалифицированных нанотехнологов, снижают риски НИР и повышают их коммерческую привлекательность. Это вызывает приток в отрасль сторонних инвестиций, что еще больше развивает инфраструктуру, образование и фундаментальные исследования. Соответственно, еще больше снижаются стоимость и риски НИР и т. д.

Разбирая "режим с обострением", следует отметить, что вопреки устоявшемуся мнению вложения собственно в науку не такие уж и рискованные. ВМС США заявляют об успешности 75% всех проводимых ими НИР [Г. Я. Гольдштейн, "Стратегический инновационный ме. неджмент: тенденции, технологии, практика". Таганрог, изд. ТРТУ, 2002 (www.aup.ru/books/m78)]. Это те исследования, которые были доведены до получения результата. Статистика же венчурного инвестирования куда менее оптимистична - до коммерческой реализации удается довести не более одного.двух проектов из десяти. Таким образом, узким местом этого режима является стадия внедрения и возврата средств. Именно на ней происходят наибольшие потери. Для наших условий это означает, что основные средства надо вкладывать в работу с конструкторами.

Сами по себе нанотрубки, нанотранзисторы, наночастицы никому не нужны. Они обретают ценность только в составе конечных устройств [Исключая разве что нанолекарства]. Устройства же надо сконструировать, чем и занимаются инженеры-конструкторы. Так вот, на мой взгляд, умение работать с нестандартными материалами, использовать их свойства в конструировании развито в отечественной конструкторской школе неудовлетворительно. Сегодня мы не используем даже те наработки, что принесла материаловедческая революция 50–60.х годов прошлого века. Где массовое использование предметов из углепластика, порошковая металлургия, самораспространяющийся высокотемпературный синтез? Где армирование бездефектными кристаллами, анизотропная теплопроводность, материалы с памятью формы? Конечно, "новые"[Которым, впрочем, уже за пятьдесят лет] технологии дороги, и конструкторы ширпотреба стараются их избегать. Вследствие чего мы попадаем в замкнутый круг.

Нет спроса - нет предложения. Мелкосерийное производство - высокая цена. Есть надежда, что в ВПК, где на цену никогда не смотрели, конструкторская мысль освоила нестандартные материалы более полно, но боюсь, мы будем разочарованы.

Если мы не создадим новую конструкторскую школу, активно работающую с наноматериалами, то весь успешный НИР в этой области будет внедряться тем, кто такую школу создаст. Соответственно, и львиная доля денег достанется ему. Ибо "думающий всегда получает меньше делающего, который, в свою очередь, получает меньше пользующегося" [Народная научная мудрость].

Отдельно хотелось бы сказать несколько слов о наноэлектронике. Поддержание закона Мура требует разработки все новых и новых технологий. После исчерпания возможностей фотолитографии нано-технологии являются кандидатами на основное направление в отрасли - в которой, кстати, крутятся немалые деньги.

Таким образом, наличествует огромный платежеспособный спрос, конструкторская школа, и есть механизм возврата средств в короткой перспективе. Однако риски вложений в наноэлектронику сейчас очень велики. Ибо "останется только один". Одна технология получит все сливки, а остальные будут забыты. И пока не понятно, какая получит, а какие будут забыты. Желающие могут прочитать "Сумму технологии" Лема, чтобы почувствовать, что представляла собой кибернетика на этапе становления, и сравнить с тем, что мы имеем сейчас. Увидеть, так сказать, масштаб "кладбища возможностей". Возможно, это сохранит ваши деньги.

ЛАВИНА ЗНАНИЙ

Еще один "режим с обострением" ставит во главу угла рост числа научных публикаций, или, что то же самое, рост числа выполненных НИР. Предполагается, что статьи обладают автокаталитическим эффектом. То есть каждая статья облегчает написание следующей. Чем больше работ выполнено в той или иной области, тем легче в ней же провести будущие исследования. В пределе НИР должен стать свободным как дыхание, но на практике такого никогда не случалось.

Нанотехнологическая область знаний находится на этапе становления. Терминология не устоялась, первичной структуризации еще не произошло, а вал публикаций огромен. В такой ситуации, чтобы добиться автокаталитического эффекта, ученый должен читать все. И довольно скоро перед ним встает нелегкий выбор - читать или работать. Исследования, проведенные в семидесятых годах прошлого века, показали, что зачастую проще провести работу зановочем найти в периодике уже полученные результаты. Тогда, конечно, не было персональных ЭВМ, баз данных, Интернета. Теперь все это есть, а оптимизма нет.

Я уже писал в "Компьютерре" [offline.computerra.ru/2007/689/321870], что нынешний механизм трансляции данных (особенно экспериментальных) в научной среде имеет ряд существенных недостатков. Главный из них - есть слишком много важной информации (в первую очередь об особенностях используемой аппаратуры), которую невозможно передать обычными методами (в виде научной статьи, протокола и т. п.). Для случая нанотехнологий это особенно заметно. Оборудование и материалы в основном созданы "на коленке", алгоритм построения наноструктур трудно формализуем, а технология часто невоспроизводима. Да и задача добиться воспроизводимости пока не стоит. В итоге плотность полезной информации в статьях по нанотехнологиям фатально низка. Оказалось, что мы имеем дело с каналом, в котором происходит очень быстрое насыщение. На мой взгляд, в своем нынешнем виде он не может поддерживать "режим с обострением".