скачать книгу бесплатно
Век атома, реактивных скоростей и покорения космоса (1945–1975)
Герои моего детства были все как на подбор: Нил Армстронг, Чак Иегер[32 - Чарлз Элвуд «Чак» Йегер (англ. Charles Elwood «Chuck» Yeager, р. 1923) – прославленный американский военный летчик-испытатель, в 1947 году первым в мире преодолевший звуковой барьер в пилотируемом горизонтальном полете на экспериментальном ракетоплане Bell Х-1, – единственный из перечисленных, кто не побывал в космосе. – Примеч. пер.], Юрий Гагарин, Джеймс Ловелл[33 - Джеймс Ловелл-младший (англ. James Lovell, Jr.; р. 1928) – американский астронавт, первый человек, совершивший два полета к Луне (в составе экспедиций Apollo 8 и Apollo 13). Был командиром второй из этих миссий, едва не закончившейся катастрофой. На саму Луну так и не высадился, оставаясь в командном модуле. – Примеч. науч. ред.], Дэвид Скотт[34 - Дэвид Скотт (англ. David Scott, р. 1932) – американский астронавт, командир космического корабля Apollo 15 и первый человек, передвигавшийся по Луне на самоходном транспорте, «лунном автомобиле» LRV. – Примеч. науч. ред.], Алексей Леонов, Базз Олдрин, Гордон Купер[35 - Гордон Купер (англ. Leroy Gordon Cooper; 1927–2004) – самый молодой участник первого отряда астронавтов США. Совершил ряд космических полетов по программам Mercury и Gemini. – Примеч. науч. ред.] (не буду перечислять всех, кто к тому времени успел побывать в космосе). Их пример завораживал воображение и вдохновлял на исследование новых, пока еще неведомых горизонтов. Однако их фантастические подвиги не состоялись бы без поддержки тысяч людей, равно как и без революционных открытий в сфере науки и техники. Это была эпоха стремительного развития ядерной физики, сулившей практически неисчерпаемые запасы дешевой атомной энергии. На этой ниве удалось достичь потрясающих успехов и сделать массу полезных открытий, но одновременно было создано и самое смертоносное оружие за всю историю человечества.
В начале XX столетия один немецкий физик-теоретик и философ науки постулировал возможность поставить на службу человеку огромную энергию внутриатомных связей. В опубликованной 26 сентября 1905 года работе «К электродинамике движущихся тел» им были сформулированы основные положения теории относительности, а позднее[36 - Двадцать первого ноября того же года в заметке «Ist die Tr?gheit eines K?rpers von seinem Energieinhalt abh?ngig?» («Зависит ли масса тела от содержащейся в нем энергии?»). – Примеч. пер.] – и знаменитый принцип эквивалентности массы и энергии, описываемый простейшим соотношением Е = m
. Вы, конечно, уже догадались, что речь идет не о ком ином, как о нобелевском лауреате Альберте Эйнштейне.
Еще до научного прорыва Эйнштейна всемирный резонанс вызвало открытие в 1898 году Пьером и Марией Кюри[37 - Пьер Кюри (фр. Pierre Curie, 1859–1906) – французский ученый-физик, один из первых исследователей радиоактивности, член Французской академии наук, лауреат Нобелевской премии по физике за 1903 год. Мария Склодовская-Кюри (фр. Marie Curie, польск. Maria Sklodowska-Curie, до брака – Maria Salomea Sklodowska, 1867–1934) – польско-французский ученый-экспериментатор, лауреат Нобелевских премий по физике (1903) и химии (1911). В 1898 году исследуя свойства и состав урановой руды, супруги Кюри открыли элементы радий (от лат. radius – луч) и полоний (от лат. Polonia – Польша) и впервые описали явление радиоактивности. – Примеч. пер.] радия и его необыкновенных свойств. Начиналась эпоха безграничной веры в перспективы ядерных исследований. Однако уже в 1914 году Герберт Уэллс в романе «Освобожденный мир» описал леденящую кровь картину ядерной войны. А 1930-е годы ознаменовались громкими судебными процессами, связанными с пагубными для здоровья последствиями использования радиолюминесцентных красок в циферблатах часов. Позже стало известно о запущенном в 1942 году сверхсекретном Манхэттенском проекте по разработке атомного оружия. Все эти события продемонстрировали человечеству обратную, темную сторону ядерной физики.
Перед самым началом Второй мировой войны Эйнштейн отправил президенту США Рузвельту письмо по поводу исследований своих коллег-физиков Ферми[38 - Энрико Ферми (итал. Enrico Fermi, 1901–1954) – выдающийся итальянский физик, внесший большой вклад в развитие современной теоретической и экспериментальной физики, один из основоположников квантовой физики. Лауреат Нобелевской премии 1938 года, после ее получения эмигрировал в США. Руководитель Манхэттенского проекта. – Примеч. пер.] и Силарда[39 - Лео Силард (уст. Сцилард, венг. Leо Szilаrd, 1898–1964) – венгерский физик и изобретатель еврейского происхождения, в 1938 году эмигрировал в США. Автор концепции абсорбционного холодильника (1926, совместно с Эйнштейном), линейного резонансного ускорителя (1928), циклотрона (1929) и др. В 1939 году обосновал возможность цепной реакции деления ядер урана с высвобождением колоссальной энергии. Будучи инициатором и автором английского текста подписанного Эйнштейном письма Рузвельту и участником Манхэттенского проекта, разработал реактор для получения из урановой руды оружейного плутония-239 для первых атомных бомб, однако в 1945 году подписал обращение к властям США с просьбой воздержаться от атомных бомбардировок японских городов. После войны стал одним из лидеров мирного Пагоушского движения ученых. – Примеч. пер.], в которых развивалась его идея эквивалентности массы и энергии. Ознакомившись с их работой, а также с трудом французского физика Фредерика Жолио-Кюри[40 - Фредерик Жолио-Кюри (фр. Jean Frеdеric Joliot-Curie, до брака – Jean Frеdеric Joliot, 1900–1958) – французский физик и общественный деятель, лауреат Нобелевской премии по химии (1935, совместно с супругой Ирен Жолио-Кюри, дочерью Пьера и Марии Кюри), один из основателей и лидеров всемирного Движения сторонников мира и Пагоушского движения ученых. В 1939 году оповестил научный мир о возможности цепной реакции деления ядер и первым же обратил внимание на потенциально катастрофические последствия неуправляемого атомного взрыва. После оккупации Франции сумел нелегально переправить в Англию все имевшиеся в институте запасы дейтерия, необходимого для получения плутония. – Примеч. пер.], Эйнштейн пришел к заключению, что при ядерной реакции «может быть высвобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов». Но интереснее всего его вывод о том, что «новое явление способно привести также к созданию… исключительно мощных бомб нового типа».
В письме, отправленном на имя президента Рузвельта, Эйнштейн писал:
Сэр!
Некоторые недавние работы Ферми и Силарда, которые были представлены мне в рукописи, заставляют меня ожидать, что элемент уран может быть в ближайшем будущем превращен в новый и важный источник энергии. Некоторые аспекты возникшей ситуации, по-видимому, требуют бдительности и в случае нужды – быстрых действий со стороны правительства. Я считаю своим долгом обратить Ваше внимание на следующие факты и рекомендации.
В течение последних четырех месяцев благодаря работам Жолио во Франции, а также Ферми и Силарда в Америке стала вероятной возможность ядерной реакции в крупной массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов. Можно считать почти достоверным, что это будет достигнуто в ближайшем будущем.
Это новое явление способно привести также к созданию бомб, – возможно, хотя и менее достоверно, исключительно мощных бомб нового типа. Одна бомба этого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту, полностью разрушит весь порт с прилегающей территорией. Такие бомбы могут оказаться слишком тяжелыми для воздушной перевозки[41 - Цит. по: Йорыш А. И., Шорохов И. Д., Иванов С. К. А-бомба. – М.: Наука, 1980. Во второй части двухстраничного письма Эйнштейн предлагает ускорить разработку США собственной атомной бомбы с привлечением промышленных лабораторий и обещает всяческое содействие американских физиков. С полным текстом письма можно ознакомиться по адресу: http://www.bibliotekar.ru/albert-eynshteyn/20.htm. – Примеч. пер.].
Эти работы положили начало исследованиям в области атомной энергетики и в то же время, как и предполагал Эйнштейн, привели к запуску в 1942 году Манхэттенского проекта. Развертывание ядерного оружия шло рука об руку с разработкой ракетных технологий.
Одним из самых разрушительных видов оружия времен Второй мировой войны стала баллистическая ракета дальнего радиуса действия «Фау-2» (нем. V-2, сокращение от «Vergeltungswaffe-2» – «Оружие возмездия 2»). Гитлеровцы выпустили более 3000 таких ракет по Лондону, Антверпену и Льежу. «Фау-2» была не только самым технически сложным, но и самым эффективным видом оружия, разработанным нацистской Германией. Стоит также отметить и созданный в 1941 году первый в мире[42 - Еще раньше, в 1939 году, был испытан Heinkel Не 178, но в серийное производство самолет не пошел и участия в боевых действиях не принимал. – Примеч. авт.] реактивный истребитель-бомбардировщик Messerschmitt Me.262. Грозный Me.262 слишком поздно появился на театре военных действий[43 - Серийный выпуск Me.262 был налажен лишь к апрелю 1944 года, и за год было выпущено 1930 единиц, на вооружение Люфтваффе из них успело поступить 1433 реактивных истребителя, а совершить боевые вылеты – не больше половины из них. По окончании войны выпуск Me.262 (под новым названием Avia S-92) ненадолго был возобновлен в Чехословакии, где в 1944–1945 годах производились основные комплектующие для Me.262, но в 1951 году первенец реактивной истребительной авиации был снят с вооружения и заменен истребителями Як-23 советского производства. – Примеч. пер.], чтобы как-то повлиять на исход войны.
В конце войны СССР и США наперегонки собирали разведданные о новейших немецких разработках в области вооружений. В последние дни перед капитуляцией Германии спецслужбы союзников состязались в искусстве захвата немецких ученых и инженеров-конструкторов, работавших над «Фау-2» и другими подобными проектами. Попавшим в плен ученым не оставляли иного выбора, кроме переезда в США или СССР и работы на американские или советские программы ракетостроения. Тех, кто отказывался сотрудничать, в лучшем случае ждало пожизненное заключение. Одним из ведущих разработчиков «Фау-2» был немецкий инженер-ракетостроитель Вернер Магнус Максимилиан Фрайхерр фон Браун[44 - Барон Вернер Магнус Максимилиан Фрайхерр фон Браун (нем. Wernher Magnus Maximilian Freiherr von Braun, 1912–1977) – немецкий, а затем американский конструктор ракетно-космической техники, один из основоположников современного ракетостроения, создатель первых баллистических ракет, член НСДАП с 1937 года, штурмбанфюрер СС. Второго мая 1945 года сдался американским военным властям, а в сентябре был вывезен в США. Считается отцом-основателем американской космической программы. – Примеч. пер.]. Именно фон Браун разработал легендарную сверхмощную ракету-носитель «Сатурн-5», позволившую доставлять космические корабли серии «Аполлон» на окололунную орбиту.
В марте 1946 года, всего через полгода после завершения Второй мировой войны, премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль выступил со знаменитой речью в Вестминстерском колледже[45 - Сэр Уинстон Леонард Спенсер-Черчилль (англ. Sir Winston Leonard Spencer-Churchill, 1874–1965) – выдающийся британский государственный и политический деятель, премьер-министр Великобритании в 1940–1945 и 1951–1955 годах; лауреат Нобелевской премии по литературе (1953). Пятого марта 1946 года, находясь в оппозиции, произнес в Вестминстерском колледже в Фултоне (штат Миссури, США) знаменитую «фултонскую речь», которую принято считать началом «холодной войны». – Примеч. пер.]. Именно в ней он впервые употребил термин «железный занавес» в отношении СССР и попавших под его влияние стран Восточной Европы. Политические противоречия между двумя системами вылились в четыре с лишним десятилетия так называемой «холодной войны», но в то же время дали толчок самому динамичному технологическому соревнованию второй половины XX столетия – космической гонке.
Четвертого октября 1957 года СССР вывел на низкую эллиптическую околоземную орбиту алюминиевую сферу диаметром 58 сантиметров под официальным названием «Спутник-1». Отметим, что в русском языке слово «спутник», помимо небесного тела значительно меньшей массы, обращающегося по орбите вокруг планеты, может обозначать попутчика. В 1955 году президент США Дуайт Эйзенхауэр объявил о намерении Соединенных Штатов запустить искусственный спутник земли, однако Советский Союз опередил конкурентов, застав Запад врасплох и вызвав бурю дебатов о причинах и потенциальных последствиях отставания.
Рисунок 1.6.Запуск «Спутника-1» положил начало гонке космических технологий
Запуск «Спутника-1» положил начало гонке за первенство в достижении человеком околоземной орбиты и Луны. Первый человек в космосе – Юрий Гагарин – мог и не вернуться на Землю живым. После срабатывания тормозной двигательной установки возникли проблемы с разделением спускаемого аппарата и приборно-двигательного отсека. В течение десяти минут, ставших серьезным испытанием для организма первого космонавта, «Восток» вращался волчком, пока наконец при входе в атмосферу отсеки не разделились и ориентация аппарата не стабилизировалась.
Не прошло и пяти лет с момента запуска первого спутника, как президент США Джон Кеннеди выступил со знаменитой речью, в которой провозгласил: «Да, мы решили покорить Луну, причем именно в этом десятилетии»[46 - Из выступления Дж. Ф. Кеннеди в Университете Райса (Хьюстон, Техас) 12 сентября 1962 года (официальный русский перевод Президентской библиотеки Дж. Ф. Кеннеди: https://www.jfklibrary.org/JFK/Historic-Speeches/Multilingual-Rice-University-Speech/Multilingual-Rice-University-Speech-in-Russian.aspx). – Примеч. науч. ред.]. Так был дан старт программе «Аполлон», небезосновательно считающейся величайшим технологическим достижением человечества. Вопреки упорно циркулирующим по сей день конспирологическим теориям о сфабрикованных кадрах высадки астронавтов на Луну, с позиции сегодняшнего дня можно однозначно утверждать, что в конце 1960-х годов попросту не существовало технологий, которые позволили бы их изготовить. Кроме того, имеются многочисленные фотографии мест высадки американских астронавтов на поверхность Луны, сделанные с китайских, индийских, европейских и американских спутников, на которых отчетливо видны следы присутствия человека. Армстронг и другие астронавты там действительно были. В общей сложности на окололунной орбите побывало восемь экспедиций. Две из них – «Аполлон-10» и «Аполлон-13» – не стали отправлять на поверхность пилотируемый спускаемый аппарат[47 - Миссия «Аполлон-10» изначально планировалась только для отработки маневров на окололунной орбите и возвращения на Землю. Что касается «Аполлона-13», то по пути к Луне на борту корабля произошел взрыв кислородного бака, уничтоживший две из трех солнечных батарей и серьезно повредивший служебный отсек. Системы жизнеобеспечения командного отсека были обесточены. Астронавты перебрались в спускаемый лунный модуль, имевший автономную систему регенерации воздуха и небольшие запасы воды, которых едва хватило для облета Луны и благополучного возвращения Джеймса Ловелла, Джона Суайгерта и Фреда Хейза на Землю. – Примеч. пер.], а шесть – включали прилунения. По итогам всех миссий астронавты собрали и доставили на Землю почти 400 кг образцов лунного грунта, горных пород и керновых проб (из них 22 кг – на счету первого прилунившегося экипажа «Аполлон-11»).
Тем, кто задается вопросом, почему же мы с тех пор[48 - Последняя экспедиция «Аполлона-17» побывала на Луне в декабре 1972 года. – Примеч. пер.] так и не вернулись на Луну, отвечаю: слишком дорого. Программа «Аполлон» в свои лучшие времена съедала колоссальные 4,4 % федерального бюджета США – около 200 млрд долларов в год в ценах 2015 года. Меньше чем за десятилетие после завершения полетов к Луне бюджет Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НАСА) ужался до 1 % расходов правительства. Сегодня на все программы НАСА уходит порядка 7 млрд долларов в год. Думаете, это много? Вовсе нет, если сопоставить эту сумму с ВВП США, равным 17,3 трлн долларов в год (по состоянию на II квартал 2014-го)[49 - В 2016 году ВВП США составил 18,6 трлн долларов. – Примеч. науч. ред.].
Спрашивать, стоят ли исследования космоса затрачиваемых на них средств и сил, – это примерно то же самое, что ставить под сомнение ценность путешествий Колумба в Новый свет в 1490-х годах.
Кит Коуинг, основатель и редактор блога NASAWatch.com, бывший космобиолог НАСА
После запуска «Спутника-1» взыгравшее чувство национальной гордости дало новый мощный толчок гонке между СССР и США. Каждая из стран стремилась первой выйти в открытый космос, осуществить стыковку – и так далее, и так далее. Раньше столь колоссальные усилия в национальных масштабах предпринимались разве что во время войны. Это и была война, только «холодная». На пике гонки вооружений первенство в завоевании околоземной орбиты рассматривалось противоборствующими нациями как наиважнейшая стратегическая задача.
Атомная эпоха сопровождалась интенсивным экономическим ростом. На протяжении 1950-х и 1960-х годов ВВП США ежегодно прирастал на 6-10 %, а потребность в электроэнергии росла в среднем на 7 % в год. Несмотря на стремительные темпы строительства угольных теплоэлектростанций, прогнозы показывали, что к концу XX века они перестанут справляться с неуклонно возрастающими энергетическими потребностями. В долгосрочной перспективе оптимальной альтернативой представлялась атомная энергетика. По экспертным оценкам 1967 года, к 2000 году доля АЭС в составе генерирующих мощностей США должна была достигнуть 56 %. Однако всплеск инфляции, а затем нефтяной кризис начала 1970-х вверг американскую экономику в кризис, и потребность в бурном развитии энергосетей отпала.
Сегодня больше всего шансов добиться лидерства в энергетике у солнечных электростанций. А ведь солнечные батареи – не что иное, как побочный продукт космической эры. Лаборатории Белла[50 - Лаборатории Белла – далекий потомок конструкторского бюро, основанного в 1880 году в Вашингтоне Александром Беллом на средства последней в истории премии имени Алессандро Вольта, учрежденной Наполеоном Бонапартом и присуждавшейся Французской академией. Белл получил ее «за изобретение телефона». В период разработки солнечных батарей и изобретения транзисторов (1956) – Bell Telephone Laboratories, Inc. (в совместной собственности AT&T и Western Electric). С января 2016 года, после того как компания несколько раз сменила основных владельцев, – Nokia Bell Labs. См. также примеч. 1 на с. 116. – Примеч. пер.] представили первые работающие батареи на кремниевых фотоэлементах в 1954 году, а уже в 1958-м НАСА запустило спутник «Авангард-1»[51 - «Авангард-1» (англ. Vanguard 1) – искусственный спутник Земли, запущенный 17 марта 1958 года. До середины 1960-х годов передавал на Землю телеметрические данные (благодаря обшивке из солнечных батарей, подзаряжавших литиевые аккумуляторы), позволил уточнить форму Земли и параметры ионосферы. Остается на орбите до сих пор, став самым старым искусственным телом в космосе. – Примеч. пер.], работавший на солнечной энергии.
И хотя технология преобразования света в электроэнергию была разработана еще в доатомную эру, а солнечные батареи сконструированы в 1950-х годах[52 - Первые действующие прототипы фотоэлементов были созданы Чарлзом Фриттсом и Александром Столетовым в конце XIX века. – Примеч. науч. ред.], лишь в наши дни солнечные электростанции стали конкурентоспособны по сравнению с традиционными с точки зрения себестоимости энергии. Таким образом, последствия технологического прорыва на волне бума послевоенных десятилетий продолжают давать знать о себе и сегодня, – и это замечательно.
Социальные последствия бума ракетостроения, электроники и ядерной физики
В разгар космической гонки в НАСА официально работало 400 000 человек. Помимо этого, по слухам, НАСА щедро одаривало контрактами 20 000 университетов, научно-исследовательских институтов, промышленных предприятий и иных подрядчиков по всему миру. По некоторым данным, в середине 1960-х 4,5 % работоспособного населения США были тем или иным образом задействованы в работе над проектами освоения космоса. На фоне постоянных колебаний показателей рентабельности различных отраслей это был беспрецедентный период роста.
По сей день Хьюстон (штат Техас)[53 - В Хьюстоне находится выросший из созданной в ноябре 1958 года Рабочей космической группы НАСА Космический центр имени Линдона Джонсона (англ. The Lyndon B.Johnson Space Center, сокр. JSC). Он занимается разработкой космических кораблей и аппаратов, обучением астронавтов, подготовкой пилотируемых полетов, а также осуществляет управление и контроль над космическими полетами. В Хьюстоне расположены еще полторы сотни организаций и предприятий космической отрасли. – Примеч. пер.] и «космическое побережье» Флориды[54 - На восточном побережье Флориды, на острове Мерритт, связанном дамбами и мостами с мысом Канаверал, находится Космический центр имени Джона Кеннеди (англ. John F. Kennedy Space Center) – главный космодром и ЦУП НАСА. – Примеч. пер.] пожинают долгосрочные плоды инвестиций в космическую программу 1960-х. Вот лишь некоторые результаты инвестиций НАСА в развитие технологий за последние 50 лет:
? стеклоткань с тефлоновым покрытием (PTFE) – современный покровный материал;
? скафандры и термобелье с жидкостным охлаждением – сегодня эти технологии используются в портативных медицинских приборах для охлаждения организма при лечении ожогов конечностей, рассеянного склероза, повреждений позвоночника, спортивных травм и т. п.;
? портативные автономные дыхательные устройства для пожарных НАСА взяты на вооружение пожарными всего мира;
? роботизированные искусственные манипуляторы и мышечные приводы, сконструированные НАСА, используются в протезах конечностей нового поколения;
? конструкция топливных насосов главного двигателя космических шаттлов положена в основу искусственного сердечного насоса, созданного доктором Майклом Дебейки[55 - Майкл Эллис Дебейки (англ. Michael Ellis DeBakey, 1908–2008) – выдающийся американский кардиохирург, один из пионеров создания аппаратов «искусственное сердце». – Примеч. пер.] из Медицинского колледжа Бэйлора в Хьюстоне совместно с инженером Космического центра имени Линдона Джонсона Дэвидом Сосье.
Среди прочих изобретений и технологий, основанных на разработках НАСА, которые мы используем в повседневной жизни, – невидимые брекеты, устойчивые к царапинам линзы, пена Memory Foam[56 - Разработанный НАСА материал на основе пенополиуретана. Отличающийся низкой упругостью, он «запоминает» форму и стал популярной основой для ортопедических подушек и матрасов. – Примеч. науч. ред.], инфракрасные датчики температуры, детекторы задымления, беспроводные инструменты, фильтры для очистки воды, износостойкие радиальные шины, светодиоды (LED), химические датчики и алгоритмы для повышения качества и анализа видеоизображений.
Таким образом, атомно-космическая эпоха, при всей глобальности технологических преобразований, не вызвала социальных потрясений, а, напротив, способствовала созданию дополнительных рабочих мест и повышению благосостояния населения.
Эпоха информационных и цифровых технологий (1975–2015)
В основе современных инновационных технологий лежат три основополагающих закона, или принципа. Первый из них – рассмотренный в этой главе закон Мура, два других – сетевой закон Меткалфа Гилдера[57 - Сформулирован в 1993 году популярным американским экономистом технолого-утопической направленности Джорджем Гилдером (англ. George Gilder, p. 1939) для общего случая. Позже возведен одним из изобретателей технологии пакетной передачи данных по компьютерным сетям (Ethernet) Робертом Меткалфом (англ. Robert Metcalfe, p. 1946) в ранг закономерности, согласно которой полезность сети пропорциональна квадрату числа ее узлов (пользователей). – Примеч. пер.] и закон Крайдера[58 - Марк Крайдер (англ. Mark Kryder, p. 1943) в бытность вице-президентом по исследованиям и главным инженером одного из ведущих производителей жестких дисков Seagate сформулировал в 2005 году на страницах журнала Scientific American следующее эмпирическое наблюдение: темпы роста емкости и производительности накопителей информации опережают темпы роста производительности компьютеров и ведут к удешевлению хранения информации в пересчете на единицу данных. Плотность записи на магнитные диски удваивается примерно каждые 18 месяцев (см.: http://www.scientificamerican.com/article/kryders-law/). – Примеч. пер.], определяющий темпы роста емкости носителей данных. По сути, эти законы описывают три столпа, на которых зиждется развитие современных цифровых технологий. Речь идет о производительности компьютеров, пропускной способности сетей, а также емкости хранилищ данных и скорости обмена информацией с ними. В последнее десятилетие вычислительная техника и телекоммуникации кардинально изменили мир вокруг нас и нас самих.
Сегодня ежесекундно публикуется в 1000 раз, а ежесуточно – в 80 млн раз больше интернет-контента, чем в 130 млн печатных книг, изданных за всю историю человечества!
Статистика цифровой эры поражает воображение. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на показатели объемов хранилищ и скорости передачи данных по сетям в динамике. С 1990 по 2005 год емкость среднестатистического жесткого диска выросла в тысячи раз, и это не предел. В 2015 году оцениваемый объем трафика, передаваемого по сетям, использующим интернет-протокол (IP), в планетарном масштабе превысил 10 зеттабайт[59 - Для понимания настоящей главы следует помнить, что 1 иоттабайт (Ибайт/ИБ/YB) = 1000 (10
) зеттабайт (Збайт/ЗБ/ZB) = 10
эксабайт (Эбайт/ЭБ/ЕВ) = 10
петабайт (Пбайт, РВ) = 10
терабайт (Тбайт/ТБ/ТВ) = 10
гигабайт (Гбайт/ГБ/GB) = 10
мегабайт (Мбайт/МБ/МВ) = 10
килобайт (Кбайт/КБ/КВ) = 10
байт (В/Б). Один байт в общепринятой современной трактовке, обусловленной архитектурой компьютеров, равен восьми битам (двоичным кодам типа 0/1) и, соответственно, может принимать 256 (2
) значений. – Примеч. пер.] данных. При этом в 2008 году предполагалось, что к 2015 году он лишь приблизится к зеттабайту то есть прогноз превышен в десять с лишним раз. Исходя из существующих тенденций, к 2019 году ожидается рост трафика еще на целый порядок.
Рисунок 1.7.Снижение стоимости хранения информации (в пересчете на 1 ГБ) в период с 1980 по 2015 год
Чтобы было понятнее, о каких объемах информации идет речь, приведу пример: в оцифрованном виде все данные – «контент» – крупнейшего в мире книгохранилища, Библиотеки Конгресса США, составляют около трех петабайт (РВ) данных. А ведь там хранятся не только книги, но и 13 млн фотографий, 4 млн карт, 500 000 фильмов и 3,5 млн звукозаписей[60 - Статистика Библиотеки Конгресса США. – Примеч. авт.]. Сегодня за сутки человечество производит в 8500 раз больше контента, чем хранится в Библиотеке Конгресса. Другая, не менее впечатляющая аналогия: сегодня ежесекундно публикуется в 1000 раз, а ежесуточно – в 80 млн раз больше интернет-контента[61 - Исходя из усредненного объема памяти в 1 МБ, необходимого для сохранения одной книги, и с учетом 9 ЗБ контента, произведенного за 2014 год. – Примеч. авт.], чем в 130 млн печатных книг[62 - По оценке программиста Google Books Леонида Тэйчера – 129 864 880 изданных книг по состоянию на 2010 год. – Примеч. авт.], изданных за всю историю человечества!
Сегодня одно только Агентство национальной безопасности (АНБ) США каждые шесть часов собирает столько же информации, сколько хранится в Библиотеке Конгресса. Запаса дисковой памяти, имеющегося на сегодняшний день, с лихвой хватит на то, чтобы в текущем режиме сохранять все, что пишут, говорят, исполняют и фотографируют люди.
На заре интернета он был привязан к нескольким мощным по тем временам университетским серверам, а большинство подключенных к сети компьютеров находилось поблизости. Дата-центры существуют с 1970-х годов, но именно появление серверов в 1990-х годах обусловило создание крупными корпорациями коммерческих центров, специализирующихся прежде всего на резервном копировании данных и размещении зеркальных копий в различных точках земного шара. Сегодня такие подключенные к интернету «серверные фабрики» или дата-центры называются «облачными хранилищами». Термин был позаимствован из области сетевых диаграмм, в которых символом в виде облака принято обозначать удаленную базу данных.
Представляя новую платформу Xbox One на выставке-ярмарке электронных развлечений Electronic Entertainment Expo (ЕЗ) в 2013 году, тогдашний вице-президент Microsoft Фил Харрисон, руководивший подразделением онлайновых игр Xbox, так описал динамику экспоненциального роста:
В первый же день работы Xbox One мощность [облачного] сервера станет эквивалентна мощности всех компьютеров, существовавших на планете в 1999 году. Таковы факты…
Фил Харрисон, вице-президент Microsoft, подразделение онлайновых игр
Распространение практики совместного потребления[63 - Совместное потребление (англ. sharing economy) – экономическая модель, основанная на коллективном использовании товаров и услуг, бартере и аренде вместо владения. – Примеч. пер.] и социальных сетей произвело информационный бум (выраженный в количестве байтов/битов данных, создаваемых за секунду), который невозможно было предвидеть еще десятилетие назад. Прогнозировался линейный рост спроса на данные и объемы их носителей. С появлением мобильного интернета мы справедливо предположили, что потоки данных будут увеличиваться и дальше, но взрывного характера их роста, обусловленного созданием социальных медиа и неудержимым желанием потребителей «делиться» всевозможным контентом, предугадать не смогли.
Пример видеоблогера Феликса Арвида Ульфа Чельберга, буквально взорвавшего сеть под псевдонимом PewDiePie, наглядно иллюстрирует изменение структуры спроса на контент. В 2014 году среднее число просмотров роликов, размещенных PewDiePie на YouTube, практически не уступало телеаудитории проходившего в то время финала чемпионата мира по футболу. За финальной игрой Германия – Аргентина наблюдали 26,5 миллиона американцев, но и канал PewDiePie в тот день собрал «урожай» в двадцать с лишним миллионов просмотров[64 - На момент перевода этого абзаца (28.06.2016, 12:00 по московскому времени) у канала PewDiePie (https://www.youtube.com/user/PewDiePie) было 45 564 027 подписчиков. – Примеч. пер.].
По данным веб-сайта TheRichest.com (https://www.therichest.com/), самым просматриваемым сетевым телеканалом мира является спортивный ESPN, самый популярный из новостных – Fox News – занимает третье место, а замыкает ведущую десятку CNN. Острее всего проблема борьбы за зрителя стоит перед вечерними новостными кабельными каналами и теми, которые освещают спортивные события всемирного значения, такие как чемпионаты мира по футболу. Если проанализировать статистику аудитории телеканалов в период с 2004 по 2014 год, то пик приходится на 2009-й. Причина последующего сокращения телеаудитории кроется в сочетании двух новых тенденций в IP-технологиях. Во-первых, речь идет об онлайновом видео, которое началось с YouTube и получило развитие на таких сервисах, как NetFlix, Hulu и Amazon Prime. Во-вторых, в мобильных и планшетных приложениях спрос смещается от традиционных новостных телевизионных сетей в сторону фрагментарного контента.
Рисунок 1.8.Аудитория основных кабельных телевизионных каналов США (источник: Nielsen, данные кабельных сетей)
Расстановка сил становится очевидной, если проанализировать статистику просмотров резонансных каналов YouTube. Вышеприведенный график наглядно демонстрирует необыкновенную популярность PewDiePie: по числу зрителей и объемам трафика его канал перевешивает все новостные сети вместе взятые.
Естественно, я отдаю себе отчет в том, что аудитория канала PewDiePie принципиально отличается от аудитории Fox News, ESPN и CNN, однако факт остается фактом: по общему охвату аудитории Феликс Чельберг вне конкуренции – у него в десять раз больше зрителей, чем у всего праймтаймового кабельного телевидения США. И если вы мне возразите, что по влиятельности и авторитетности PewDiePie никогда не сравнится с Fox News, – значит, мы с вами говорим на разных языках. У поколений Y и Z сферы влияния совершенно не такие, как у поколения их родителей. Интенсивность взаимодействий внутри цифровых сообществ растет невиданными в истории темпами – и огромную роль в этом процессе играет обмен видео, фото и иным контентом. Именно поэтому кабельное телевидение никогда не станет адекватной альтернативой для цифрового поколения.
Рисунок 1.9.Аудитория основных кабельных телевизионных каналов в сравнении с количеством просмотров канала видеоблогера PewDiePie (источник: YouTube)
С точки зрения статистики блогер PewDiePie – определенно более влиятельный информационный ресурс, чем новостной канал Fox News. Весь вопрос в том, на кого он «влияет» – на поколение потребителей теленовостей или на поколение тех, кто в недалеком будущем займет доминирующие позиции в торговле, промышленности и обществе?
Еще одна сенсация YouTube – Мишель Фан. Фан начала вести блог об искусстве макияжа в 2005 году, а в мае 2007-го перешла в формат YouTube. В 2009–2010 годах онлайн-уроки Фан привлекли внимание журналистов BuzzFeed, после чего повальное увлечение видеоканалом американки вьетнамского происхождения приняло характер вирусной эпидемии. На сегодняшний день у канала Мишель Фан на YouTube 7 млн подписчиков[65 - На момент подготовки книги у канала https://www.youtube.com/user/MichellePhan было 8 613 476 подписчиков. – Примеч. пер.], каждый ее новый видеоролик за первую неделю показа набирает более миллиона просмотров. Мишель не упустила шанс заработать на собственной популярности и в 2011 году открыла платный сервис новостей из мира косметики Ipsy.com, работающий по принципу ежемесячной подписки. В 2013 году она продала свое имя косметическому гиганту L’Orеal, который теперь выпускает линейку продукции ЕМ «Michelle Phan.
Сегодня 27-летняя звезда YouTube, которую в свое время, как говорят, не взяли на работу продавцом косметики в сеть магазинов Sears, имеет собственную косметическую империю с годовым оборотом в 84 млн долларов. На конференции Code/Mobile, состоявшейся в 2014 году в калифорнийском городе Халф-Мун-Бей, Фан рассказала о том, как, по ее наблюдениям, изменился рынок дистанционной торговли за 12 месяцев:
Год назад 60 % трафика поступало [к нам] с компьютеров. Сегодня 70 % идет с мобильных устройств[66 - «Michelle Phan: From YouTube Star to $84 Million Startup Founder», Re/code, 27 October 2014. – Примеч. авт.].
Мишель Фан
Большинство инновационных моделей ведения бизнеса, возникших в последние десятилетия, обязаны своим появлением интернету. А ведь, казалось бы, первый в истории веб-сайт был создан Тимом Бернерсом-Ли относительно недавно, 6 августа 1991 года[67 - Шестого августа 1991 года Бернерс-Ли представил открытую концепцию WWW. Официально годом запуска первого веб-сайта считается 1990-й, когда первая публичная страница была открыта учеными в ЦЕРН. – Примеч. пер.]. На страничке объяснялся принцип проекта всемирной глобальной сети (WWW), приводились инструкции по настройке веб-серверов и созданию собственных веб-страниц[68 - http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html. – Примеч. авт.].
Коммерческий интернет возник тремя годами позже, в 1994-м, с появлением Yahoo, Lycos, сайта журнала The Economist, первого интернет-банка First Virtual, Law Info, Pizza Hut, The Simpsons Archive (первого развлекательного веб-сайта), Whitehouse.gov, Web Crawler, сайта журнала Wired и других. Сеть Pizza Hut первой предложила жителям калифорнийского города Санта-Крус возможность заказывать пиццу через интернет. До 1994 года никто не слышал о таком явлении, как электронная коммерция, а сегодня мировой оборот интернет-торговли составляет колоссальные 2,6 трлн долларов США и продолжает уверенно расти на 20–30 % в год[69 - По данным экспертов Statista, глобальные объемы розничной интернет-торговли в 2016 году составили 1,9 трлн долларов США и к 2020 году достигнут 4,06 трлн (https://www.statista.com/topics/871/online-shopping/). – Примеч. науч. ред.]. Но прогресс не стоит на месте, и появление смартфонов открыло новую страницу в истории интернета.
Смартфон, несомненно, стал самым значимым изобретением в области персональных средств связи за последние полвека. Если в 2007 году казалось, что смартфон – это модный аксессуар для состоятельной публики и представителей среднего класса высокоразвитых стран, таких как США, то сегодня мы наблюдаем настоящий бум смартфонов в развивающихся странах. За один только 2013 год Китай произвел и продал больше мобильных устройств, чем в США – жителей, и большую часть составили именно смартфоны. Такие модели, как Xiaomi Redmi, Meizu M2, Yu Yunique, Obi Worldphone и Google Android One, уже начали кардинально менять возможности доступа в интернет с устройств ценовой категории до 100 долларов. К январю 2014 года по количеству часов, проведенных онлайн, мобильные устройства во всем мире опередили персональные компьютеры[70 - Kate Dreyer, «Mobile Internet Usage Skyrockets in Past 4 Years to Overtake Desktop as Most Used Digital Platform», comScore, 13 April 2015. – Примеч. науч. ред.].
В Индии имеется в продаже более 40 различных моделей смартфонов не дороже 5000 рупий (около 100 долларов США). Согласно данным Priceonomics, за 18 месяцев с момента покупки смартфоны теряют около 60 % стоимости, – и, следовательно, к 2020 году минимальная сумма, за которую можно будет купить смартфон с доступом в интернет, будет начинаться с 20–25 долларов США[71 - «Your Phone Loses Value Pretty Fast», Priceonomics, February 2012. – Примеч. науч. ред.]. А это означает, что всего через пять лет мобильные устройства с доступом к интернету будут иметься по меньшей мере у 85 % жителей Земли. Только подумайте: в период с 2015 по 2020 год в онлайн-режим перейдет больше пользователей, чем за всю предыдущую историю интернета с момента его создания в 1994 году. С этой точки зрения интернет-торговля и мобильная коммерция сегодня делают лишь первые робкие шаги.
Через 50 лет, когда настанет время подводить итоги нынешней эпохи, интернет несомненно будет признан величайшим катализатором технологического прогресса. Однако в том, что касается межличностного общения и взаимодействия, самым значимым изобретением, изменившим мир, будет определенно назван смартфон.
Самые прибыльные в истории проекты
Информационно-технологические компании успешно конкурируют с крупнейшими в новейшей мировой истории брендами. Самый феноменальный пример – это, конечно, Apple, но нельзя сбрасывать со счетов и Microsoft, IBM и Oracle, которые продолжают удерживать ведущие позиции на глобальных рынках.
Отметим также, что ведущие технологические компании, зарегистрированные на NASDAQ, обеспечивают работой 1,3 млн человек, а их совокупная рыночная капитализация составляет около 3 трлн долларов США[72 - По состоянию на май 2017 года первые пять строчек рейтинга NASDAQ занимали компании Apple, Google (реорганизованная в занявшие 2-е и 3-е места холдинги Alphabet А и Alphabet С), Amazon и Facebook. Их суммарная капитализация оценивалась в 168,7 трлн долларов. – Примеч. науч. ред.]. И это без учета вклада игроков следующего уровня – таких как HP, Baidu, NTT Communications, EMC, Texas Instruments, Yahoo, Salesforce.com, Cognizant, eBay и т. д.
Таблица 1.1.Рыночная капитализация и число штатных сотрудников ведущих технологических компаний мира
Источник: биржевые котировки NASDAQ
По сравнению с другими крупными компаниями, чьи акции торгуются на мировых биржах, технологические – настоящие чемпионы по генерации прибыли. Так, например, торговая сеть Walmart имеет капитализацию ниже, чем у крупнейшего интернет-магазина Alibaba, а ведь только в США в системе Walmart занято 1,4 млн человек.
Совокупный акционерный капитал FANG (аббревиатура, составленная из первых букв названий Facebook, Amazon, Netflix и Google) за один только 2015 год вырос в цене на американских фондовых рынках на 440 млрд долларов[73 - Jeff Desjardins, «The Market has no bite without FANG stocks», Visual Capitalist, 20 November 2015, https://www.visualcapitalist.com/the-market-has-no-bite-without-the-fang-stocks-chart/. – Примеч. авт.]. При этом удельный вес акций FANG, согласно индексу топ-500 компаний по версии рейтингового агентства S&P[74 - Standard & Poor’s Financial Services LLC (сокр. S&P) – дочерняя компания американской корпорации McGraw-Hill, занимающаяся аналитическими исследованиями финансовых рынков. Компания принадлежит к тройке самых влиятельных международных рейтинговых агентств, известна главным образом как создатель и редактор американского фондового индекса S&P 500. – Примеч. пер.], всего за год вырос с 3,5 до 5,1 %. Для сравнения: 440 млрд долларов, на которые суммарно подорожали перечисленные четыре компании согласно S&P, – это две трети рыночной капитализации Apple.
В 2013 году четыре крупнейших банка США получили прибыль, в среднем составившую 61 500 долларов в пересчете на одного сотрудника в год. За этот же период четыре крупнейших технологических компании заработали в среднем 450 000 долларов на каждого сотрудника, то есть в семь с лишним раз больше, чем ведущие банки, и в десять с лишним раз больше, чем гиганты сетевой розничной торговли продуктами питания. Вывод очевиден: чем выше уровень технологичности отрасли – тем она прибыльнее. Именно поэтому в эру дополненной реальности каждой отрасли рано или поздно придется встать на высокотехнологичные рельсы.
Высокая рентабельность, безусловно, на руку акционерам, однако с точки зрения создания рабочих мест ситуация не столь радужная. Так, компания Kodak в период наивысшего расцвета нанимала 140 000 сотрудников, тогда как Instagram, своего рода Kodak версии 2000-х, в 2012 году (на момент приобретения компанией Facebook за сумму порядка 715 млн долларов США) имел в штате всего 13 сотрудников. Напрашивается вывод, что технологии отрицательно сказываются на занятости и провоцируют безработицу.
Таблица 1.2.Сравнение финансовых показателей крупнейших секторов экономики США (2013)
Источник: официальные годовые финансовые отчеты компаний
Apple создает достаточно много рабочих мест в своих магазинах, а на заводах Foxconn, где, по последним данным, трудятся 1,23 млн человек, большинство работников заняты производством комплектующих для продукции Apple и сборкой устройств с логотипом этой же компании. Однако, учитывая колоссальный оборот Apple Inc., компания обеспечивает работой не так уж много людей. Значит ли это, что, вытесняя традиционный бизнес, технологии неизбежно ведут к сокращению числа рабочих мест? На самом деле результаты исследований свидетельствуют об обратном.
Влияние интернета на темпы роста мировой экономики неуклонно растет. За последние пять лет вклад Всемирной сети в рост ВВП развитых стран, охваченных исследованием MGI, составил 21 %, что свидетельствует о резком ускорении темпов развития отрасли. Для сравнения: в предшествующие 15 лет этот показатель не превышал 10 %. Большая часть добавленной стоимости, создаваемой интернетом, приходится на отрасли за пределами технологического сектора; при этом около 75 % достается компаниям в традиционных сегментах экономики. Интернет также способствует созданию рабочих мест. Исследование 4800 малых и средних предприятий показало, что на каждое сокращенное в результате технологических преобразований рабочее место приходится 2,6 новых.
«Интернет имеет значение: всеобъемлющее влияние глобальной сети на рост экономики, занятости и благосостояния». Доклад Глобального института McKisney (MGI), май 2011 года[75 - «Internet matters: The Net’s sweeping impact on growth, jobs, and prosperity», McKinsey Global Institute, May 2011. – Примеч. авт.]
Хорошие новости, не так ли? Интернет генерирует в 2,6 раза больше рабочих мест, чем сокращает. И это еще не учитывая рабочие места, создаваемые на волне IPO, что в недавнем прошлом имело место в компаниях Facebook, Google и Apple.
Неоднократно предпринимались попытки количественно оценить вклад интернет-индустрии в мировую экономику. Если ограничиться оценкой оборота электронной торговли, то вклад онлайн-магазинов в годовой ВВП развитых стран составляет 4–9 %[76 - По состоянию на 2014 год доля интернет-торговли в национальном ВВП варьировалась от 4,7 % в США до 8,6 % в Великобритании. – Примеч. пер.]. Однако этот подход не учитывает такие аспекты, как использование социальных сетей, мобильных приложений, просмотр видеороликов на YouTube и другие виды активности, которые хотя формально не являются показателями экономической деятельности, тем не менее оказывают колоссальное влияние на современную коммерцию и занятость.
Одна из проблем занятости в цифровую эпоху – неизбежная концентрация рабочих мест вокруг головного офиса технологической компании. К примеру, из 128 000 сотрудников Microsoft более 40 000 работают в Сиэтле, где находится штаб-квартира корпорации. По данным исследования, проведенного профессиональной сетью LinkedIn, более 90 % сотрудников Amazon проживают в шести странах – США, Великобритании, Индии, Ирландии, Китае и Канаде, при том что компания осуществляет деятельность в 66 странах[77 - По результатам проведенного автором анализа данных Business Insider и Linkedln. – Примеч. авт.].
Цифровая эпоха стала катализатором беспрецедентного информационно-технологического бума, сопровождающегося массовым созданием рабочих мест и повышением благосостояния населения. Однако, как подчеркивалось выше, распределение рабочих мест и доходов в цифровую эпоху крайне неравномерно и с географической точки зрения, и с демографической (что зачастую также обусловлено местом жительства). И этим цифровой бум разительно отличается от всех предыдущих, в частности от промышленного бума начала XX века в США, благодаря которому в стране сформировался средний класс.
Интернет и широкая автоматизация технологических процессов усугубили проблемы в сфере занятости. Еще пять лет назад Эрик Бриньольфссон[78 - Эрик Бриньольфссон (англ. Erik Brynjolfsson, р. 1962) – видный американский ученый, профессор кафедры управления школы менеджмента MIT Sloan, директор Инициативной группы MIT по исследованию цифровой экономики, директор Центра развития цифрового бизнеса при MIT, старший научный сотрудник Национального бюро экономических исследований. Внес весомый вклад в научные исследования по проблемам производительности информационных технологий и теории экономической информации в целом. – Примеч. пер.], профессор школы менеджмента MIT Sloan, и его соратник Эндрю Макафи[79 - Эндрю Пол Макафи (англ. Andrew Paul McAfee, р. 1967) – содиректор Инициативной группы MIT по исследованию цифровой экономики, замдиректора Центра развития цифрового бизнеса школы менеджмента MIT Sloan, специализирующийся на исследованиях взаимодействия информационных технологий и бизнеса в целом. – Примеч. пер.] пришли к выводу о том, что именно развитие компьютерных технологий – начиная с усовершенствованных средств роботизации производства и заканчивая сервисами автоматизированного перевода – является главной причиной замедленных темпов роста занятости в последние 10–15 лет[80 - Erik Brynjolfsson and Andrew McAfee. Race Against the Machine: How the Digital Revolution Is Accelerating Innovation, Driving Productivity, and Irreversibly Transforming Employment and the Economy (Richmond, VA Digital Frontier Press, 2011). См. также: Erik Brynjolfsson and Andrew McAfee. The Second Machine Age: Work, Progress, and Prosperity in a Time of Brilliant Technologies (London: W. W. Norton, 2014). – Примеч. авт.].
Рисунок 1.10.Динамика роста производительности труда в сопоставлении с показателями занятости и средних семейных доходов (источник: HBR)
Проанализировав данные о рынках труда за последние 70 лет, Бриньольфссон и Макафи установили, что стабильный рост производительности в последние годы перестал сопровождаться увеличением количества рабочих мест. Начиная с 1940-х годов рост занятости точно повторял динамику производительности труда, и так продолжалось вплоть до 2000-х годов. С наступлением эры интернета производительность и ВВП продолжают расти, тогда как доходы среднего класса и показатели занятости заметно отстают по темпам роста. Особенно четко этот дисбаланс прослеживается в последние годы, ознаменовавшиеся бурным развитием вычислительных технологий и интернета.
В то время как число рабочих мест в сельском хозяйстве и промышленности сократилось, в лидеры вышла сфера услуг, на долю которой в данный момент приходится 80 % ВВП США. Проблема заключается в том, что впервые за 200 лет сфере услуг угрожает серьезная опасность, и опасность эта исходит от информационных технологий. Если в обозримом будущем не будут созданы принципиально новые отрасли, предназначенные для удовлетворения спроса на пока что несуществующие услуги, нас ждут большие проблемы с обеспечением населения новыми рабочими местами.
Какие же изменения в структуре занятости и распределения доходов могут произойти в ближайшие 20–30 лет, когда человечество вступит в новую эру своего развития?
Глава 2
Эпоха дополненной реальности
Любая достаточно развитая технология неотличима от магии.
Третий закон Артура Кларка из книги «Черты будущего» (переработанное издание, 1973 год)
