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政府和公司都看到了这个机会，提供资金来支持相关的基础研究，如提高DNA合成与测序的速度。为了与传统的磁带驱动器竞争，单个“DNA驱动器”必须每分钟能读写大约相当于10个人类基因组的信息，这是目前全球每年DNA合成需求的10倍以上。鉴于人类对于DNA存储的需求如此之大，如果其价格合适，那么将彻底改变读写基因信息的市场格局。目前，该市场的规模只有数十亿美元，处于生物技术市场的边缘，同时，其带来的巨大应用潜力也将改变我们的生活。生物技术的这种非传统应用的影响将随着时间的推移越发显现。
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牛奶工厂和生物经济
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来看看发酵业的生产潜力，这是生物学与过程工程（process engineering）相结合的行业。啤酒酿造无论是在技术上，还是在经济规模上，都分为不同的等级，例如，从跨国巨头每年生产数百万升到街角小作坊的几千升精酿。这种产业结构表明分布式的生物制造业可以与集中的生产互相竞争，这与经济规模会越来越大的观念相悖。此外，综合性的石油公司需要数百亿美元才能运转，发酵行业的公司可能只需要几千美元的基础设施投入，就可以正常运转。
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通过调整这个生产平台中的生物部分，我们可以瞄准有利可图的市场。啤酒的主要成分是水，每升最多值几美元，而微生物可以产生每升价值数万美元的分子。2012年，生物技术行业为美国经济贡献了1050亿美元，其中至少有660亿美元来源于已经在全球市场取代石油化工产品的发酵生物化学产品（这里面不包括2012年为美国GDP贡献了100亿美元的生物乙醇）。另外一个需求是，制药行业正在从类似抗生素这样的超小分子化学合成药物，转向生物合成。这样可以节省资金，减少废水和碳的排放。越来越多的包含生物和非生物的生产系统将满足人类飞速增长的针对可再生化学品的需求。
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农民已经在乳业日常运作中尝到了挤奶机器人的甜头。奶牛和机器人组成了一个极具生产效率和赢利能力的综合系统。全球有超过25000个这样的系统正在运转。奶牛能够很快学会在固定的时间去挤奶牛舍，在这里它们的身体状况以及产奶量能够被脖子上的电子标签跟踪，形成了“奶牛的互联网”。重要的是，奶牛也能从这种系统中受益，可以减少兽医的检查次数并生产更多的牛奶。联网的奶牛把吃下的食物加工成有价值的物质，然后自动地运往一个集中的地方让人们进行收集。
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这里的关键点是，就像酿造啤酒一样，自动化的奶牛场是一个非常高效、灵活且分散的制造系统。这种整合已经持续了几十年，牛奶的总产量几乎翻了一番，而“奶牛队”的规模却减少了一半。
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现在假设这些“过剩”的奶牛不是被用来产奶，而是用来生产燃料或者化工品，那么这个生产量将相当于美国2017年可再生能源的使用量，或者美国汽油总需求量的17%左右。
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根据目前的计划，完成这项任务需要投入大概1700亿美元，用来建造数百个假设中的“综合生物精炼厂”（integrated biorefinery）。相比之下，目前美国的全部奶牛价值大概为200亿美元，在这个数字上我们再加100亿美元用来研究如何利用奶牛生产燃料和化工品，我们还需要超过1000亿美元的资金。
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其实，开发成本可能会更低，因为我们不需要像对奶牛进行生物工程那样把产品送到机器人挤奶仓。我们可以建立包含工程化微生物的发酵系统，微生物消耗复杂的有机原料并生产有价值的化学物质，这些生物化工产品一直都比石化产品更具竞争力。同时，我们即将拥有使用轮子或者腿来行动的自动机器人。把这些技术结合在一起，将彻底改变我们管理资源和组织生产的方式。
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你好！机器牛
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想象一下，装有生物处理模块的机器人在牧场（甚至在高原地区的恢复草地）上行走，把吃进去的各种原料加工成燃料、化学制品以及药品等产品，然后再把产品运至采集设备。这些机器人看起来像牛，或者只是类似于现在的卫星导航的自动化收割机外加了一个发酵罐。这些混合的“机器牛”，实际上就是移动微型啤酒作坊，将是自主的分布式生物制造平台。
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不管这种混合体的最终形式是什么，我们将使用最合适的生物组件、机器人或者数字计算机。其中的重点不在于计算机技术将扩展生物学的极限，而是由于两种技术的相互影响，将在一些新的方向上取得进步。
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这听起来有点天方夜谭，但本书涵盖的是未来30多年的发展。生物技术的优势已经创造了巨大的需求，进入壁垒已经急剧降低，30年后我们的经济将极其依赖于整合了工程化生物和非生物的混合设备。
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很难预测在将来制造的人工产品具体会是什么样子，但展望未来，关键的一点是过去和现在的种种限制将不复存在。未来并不是由我们今天已知的生物学来定义的，而是由我们明天将创造的生物学来决定的。
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[1]本章作者罗伯特·卡尔森是一位科学家、企业家，著有《生物技术：生命工程的任务、危机和新方向》一书，是生物经济资本公司（Bioeconomy Capital）的总经理，并担任战略和工程咨询公司——生物干燥（Biodesic）的首席顾问。
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[2]“湿件”一词的起源尚需考证，20世纪50年代被用于指代人类的脑力，与硬件、软件对应。1988年因鲁迪·卢克的著作《湿件》而广泛传播。——译者注
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超级技术：改变未来社会和商业的技术趋势 第4章 超越摩尔定律[1]
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微处理器性能的巨大进步使得计算革命成为可能。未来，革命还将以其他方式继续下去。
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1971年，当时还默默无闻，后来才名震硅谷的英特尔，发布了一款名为4004的芯片，这是世界上第一款可商用的微处理器，这意味着数字运算的所有电子电路都包装在一个微小的芯片里面。当时，这是一个奇迹，包含了2300个微型晶体管，每个大约10000纳米（十亿分之一米），与血液中的红细胞差不多大小。晶体管是一个在“开”和“关”之间转换的电子开关，在物理层面表示信息的基本组成元素——0和1。
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2015年，英特尔——现在世界上领先的芯片制造商，收入超过550亿美元，发布了Skylake芯片。虽然公司没有公布具体的数字，但估计该芯片有大约15亿—20亿个晶体管。每个晶体管只有14纳米，如此之小，以至于用肉眼都看不见，因为它们比人类可见光的波长还小一个数量级。
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大家都知道现在的计算机比以前的要好，但是很难说清楚好多少，因为没有其他的消费技术有如此快的提升速度。以汽车来类比：如果1971年的汽车与电脑芯片以相同的速度提升，那么到2015年，最新汽车的速度最高将达到每小时约4.2亿英里。这大概是光速的2/3，或者可以在12秒内绕地球一圈。如果这个还太慢，那么在2017年年底之前将出现速度再提升一倍、比光速更快的模型。
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这个令人振奋的观察结果是英特尔创始人戈登·摩尔于1965年首次发现的。摩尔指出，集成电路里面元件数量每年翻一番，后来改为每两年翻一番。摩尔定律已经是一个被验证了的预言，为整个计算机行业奠定了基础。每年英特尔和台积电等公司花费数十亿美元研究如何不断地缩小计算机芯片里面的元件。同时，摩尔定律已经帮助我们创造了一个新世界：芯片已经嵌入从水壶到汽车（越来越具有自动驾驶功能）的一切事物，数百万人在虚拟世界里休闲娱乐，金融市场被计算机算法操纵，很多专家担心人工智能将很快接管所有工作。
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摩尔定律的强弩之末
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