Teknologisk udvikling – det kan man regne sig frem til
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Teknologisk udvikling – det kan man regne sig frem til

At det er svært at spå, især om fremtiden, hører fortiden til. Det mener fire fysikere fra Santa Fe Instituttet i New Mexico. De har kigget på de historiske data for prisen på og produktionen af 62 teknologier siden Anden Verdenskrig og prøvet at finde regelmæssigheder i udviklingen.

Deres analyse, som er blevet publiceret i fagbladet PloS One, viser, at der især er to lovmæssigheder, som holder stik: Den ene er den velkendte Moores lov, opkaldt efter medstifteren af Intel, Gordon Moore, der i 1965 sagde, at prisen på en transistor ville falde eksponentielt med tiden. Det har vist sig at passe nogenlunde, med det resultat, at antallet af transistorer på en computerchip til en given pris har kunnet fordobles cirka hvert andet år.

Men der findes faktisk en lovmæssighed, der er endnu bedre end Moores lov: Wrights lov, opkaldt efter flyingeniøren Theodore Wright, der i 1936 sagde, at prisen på flyvemaskiner ville falde, jo flere der blev produceret.

Sociologisk formuleret sagde Wright sådan set bare, at vi lærer gennem erfaring. Til at starte med bærer vi os måske klodset ad og tager unødvendige omveje i produktionen, men efterhånden som vi gentager arbejdet, vil vi optimere processen og lære at økonomisere med ressourcerne og vores arbejdsindsats. Wrights lov kunne man derfor også kalde loven om den fortsatte automatisering.

Umiddelbart kan det lyde, som om Moores og Wrights love er ens: Moores lov taler om en eksponentielt faldende transistorpris og Wrights lov om en faldende (men produktions afhængig) pris på flyvemaskiner. Oversat til matematiske formler betyder det, at de to love kun er ens, hvis man forudsætter, at produktionen af en teknologi vokser eksponentielt. Og det er slet ikke givet. Hvorfor skulle produktionen af en teknologi vokse eksponentielt i betragtning af alle mulige kapacitets- og råstofbegrænsninger og af det faktum, at der ikke findes et uendeligt antal af købere?

Hvis man begrænser sig til opstartsfasen for en ny teknologi eller til udvalgte tidsrum – i dette tilfælde til perioder på mellem 10 og 39 år – er dette, hvad fysikerne fra Santa Fe har fundet: Alle de teknologier, som de har kunnet finde tilpas ordentlige produktionsdata på, lige fra flyvemaskiner over laserdioder til akrylfibre, følger en eksponentiel produktionskurve – en kurve, som man før har troet kun gjaldt for computeren.

Bill Gates sagde engang: ‘Eksponentiel forbedring er sjældent – vi er alle blevet forkælede og dybt forvirrede af it-modellen.’ Men analysen viser altså, at informationsteknologi ikke er undtagelsen. Den er reglen. Om det er gasledninger, geotermisk energi, solceller, magnesium, polyester, gummi, tv-apparater, vindenergi eller ølproduktion: Alle områder følger Moores og Wrights love, dog som regel med en lidt langsommere fordoblingstid end for computeren.

Transistoren passer dårligst

Det var ikke kun Moores og Wrights love, der blev evalueret. Også tre andre modeller blev undersøgt: den såkaldte Goddards lov, der fortæller, hvor meget produktionen ændrer sig ved en proportional ændring i produktionsfaktorerne (også kaldet skalaafkastet), Sinclair-Klepper-Cohen modellen, der er en kombination af Wrights og Goddards lov, samt Nordhaus-modellen, der er en kombination af Moores og Wrights lov.

Alle klarer sig godt, men bedst er Wrights og Moores lov, og bruger man målfoto, tyder det på, at Moores lov er en smule dårligere end Wrights, især for længere tidsperioder. Ironisk nok viser det sig, at transistoren – blandt alle 62 undersøgte teknologier – passer dårligst til Moores lov. Havde Moores lov passet perfekt, ville prisen på en transistor i dag være mindre end en hundrededel af, hvad den er.

På trods af de overaskende lovmæssigheder i teknologiudviklingen er det dog uklart, om Moores og Wrights love kan bruges til at forudsige skæbnen for de unge og fremadstormende teknologier, som først nu er ved at blive udviklet.

‘Historien bliver altid skrevet af sejrherrerne’, siger økonomen William Nordhaus fra Yale University i en kommentar i fagbladet Nature – databaserne har således ingen brugbare oplysninger om pris og produktionstal for glemte eller mislykkede teknologier.

‘De teknologier, som ikke kom på markedet, har vi ingen data på. Det er en af grundene til, at det er så svært at forudsige, hvilken af de mange opstartsteknologier i energisektoren, der vil overleve,’ siger Nordhaus.

Forfatterne indrømmer, at det er problematisk kun at kigge på den inflationskorrigerede pris for en teknologisk ’enhed’. Enheder som f.eks. computere eller vindmøller har det med at bruge helt andre elementer i dag end for bare ti år siden. Undersøgelsen kan derfor ikke sige så meget om de specifikke varianter af et vindende teknologisk design, som den kan sige noget om, hvilke teknologiske områder og nicher mennesker vil gøre til genstand for deres kreativitet og fortsætte med at udbygge.

Når man taler om ’eksponentiel vækst’, er det også vigtigt at holde sig for øje, at den slags ikke kan blive ved i det uendelige. Alle eksponentialkurver er i virkelighedens verden ’S-kurver’, det, man kalder logistisk vækst. Det er kun starten af S-kurven, der ser ud som en eksponentialkurve. På et tidspunkt vil væksten falde, og kurven vil flade ud igen.

Hvis man ser på de tidsintervaller, der er blevet analyseret for de 62 teknologier, så er det også relativt korte tidsserier, mellem 10 og 39 år, og det er klart, at enhver teknologi på et tidspunkt vil være så modnet eller allestedsnærværende, at den eksponentielle vækst vil afmattes. Desuden vil Moores lov for computernes regnekraft alene af teoretiske grunde ramme sin grænse om senest 61 år (se ing.dk/103867).

Pointer for politikere

På trods af disse forbehold indeholder analysen vigtige pointer for politiske beslutningstagere. For det første vil prisen på en ny teknologi, når den først har fået godt fat, falde eksponentielt svarende til Wrights og/eller Moores lov. For det andet betyder det, at det faktisk er muligt at lave relativt pålidelige beregninger af den fejlmargin, der ligger i forudsigelserne. Dette er væsentligt. Den gennemsnitlige fejlmargen for Wrights lov for de 62 undersøgte teknologier er 2,5 pct. om året. Hvis man for en given teknologi derfor kender til de teknologispecifikke produktionsdata, vil man kunne lave et ganske pålideligt estimat af den fremtidige pris og justere estimaterne løbende.

For det tredje vil den nye viden kunne bakke op om en mere informeret subventionspolitik. Gang på gang har det vist sig, at teknologiers fremtid i høj grad afhænger af en målrettet statsstøtte, fordi markedskræfterne ofte viser sig ikke at være tilstrækkelige. Udviklingen af klimavenlige teknologier vil for eksempel være meget afhængig af prisen på emission af carbon, siger Nordhaus.

Subventionspolitik til fordel for mere bæredygtig teknologi er således konkurrenceforvridende på en god måde: Statsstøtte til solceller kan resultere i en stigning i produktionen, hvilket vil betyde, at den nuværende produktionsfordoblingstid på tre år vil mindskes. I det tilfælde forudsiger Wrights lov, at omkostningerne vil falde hurtigere, end hvad Moores lov forudsiger, idet Moores lov er ligeglad med produktionstal.

For at illustrere de praktiske implikationer har forfatterne forsøgt at beregne den fremtidige pris på solenergi. I dag koster en kilowatttime fra solceller i USA (den slags er meget geografiafhængigt) lidt over to kroner. I 2020 vil prisen være nede på cirka 35 øre og i hvert fald ligge mellem 17 og 70 øre. I 2030 vil prisen sandsynligvis være 12 øre pr. kWh med et fejlestimat, der får prisen til at ligge mellem 2 og 60 øre.

Da energiprisen på kul er cirka 30 øre i dag, kan forudsigelserne bruges til at beregne, hvornår energiomstillingen burde være afsluttet – alene af økonomiske grunde.I det hele taget ser forfatterne valget mellem de mange nye miljøvenlige teknologier som det primære anvendelsesområde for deres metode. Med en politisk valgt pris på en eksternalitet såsom CO2, fossile brændstoffer eller andre råstoffer vil man måske irritere fortalerne for, at det kun burde være de frie markedskræfter, der bestemmer den slags.

Men på den anden side er og bliver det en politisk beslutning, hvordan vi ønsker at indrette vores fremtidige samfund. Hvis man begynder at bruge den slags pragmatiske dataanalyser af prisudviklingen for nye teknologier, og laver velvalgte incitamenter, kan det ligefrem hjælpe markedskræfterne på vej og sænke priserne på de teknologier, vi ønsker at omgive os med i fremtiden.

Referencer:
‘Statistical basis for predicting technological progress’, B. Nagy, J.D. Farmer, Q.M. Bui, J.E. Trancik, PLoS One. 2013;8(2):e52669. doi: 10.1371/journal.pone.0052669. Epub 2013 Feb. 28.
‘Moore’s law is not just for computers’, nature.com.

Spændene gennemgang af forskningsprojekt. Theodore Paul Wright havde den iagtagelse af indlæringskurven med en hvis tilpasning kunne bruges når der kigges på kollektive processer som i større industriproduktion i serieproduktion. Her handler det blot om at der er en tendens til at man skal bygge de første f.eks. flyvemaskine (men det kunne også være toge…) uden at alle arbejderne og ingeniørerne har et overblik over hvordan det kan gøres mest smart. Samme indlæringskurve har det med at gentage sig for hver ny serie. Læringskurven er gerne forsøgt inkorporeret i hele seriens pris, det første fly koster bare meget mere at producere end det sidste, men de sælges for det samme, og derved går det lige op.
Kun ganske langsomt forbedres de enkelte landes performans sig på denne generelle læringskurve, altså hvor hurtigt kommer man op i gear, selvom man logisk kunne forvente at nye teknologier ville gøre planlægningen nemmere. Hertil er at sige at der er modsat rettede tendens der handler om at medarbejdere kan blive fyret og arbejdet lagt til Indien, fabrikker gå konkurs og det almindelige konkurrence hensyn der fordre at virksomheder hellere vil destruere viden end sælge den for billigt osv..
Med hensyn til moores lov stiller sagen sig på den måde at den kigger på en type af teknologi der i princippet kan fortsætte sin udvikling eksponentielt frem til det tidspunkt hvor fysikken sætter en grænse. Og denne grænse har det med at flytte sig fordi samme teknologi er med til at udvikle nye videnskabelige metoder. Her er også kræfter der trækker den modsatte vej, nemlig monopoler der har kontrol over dele af udviklingen. Det er kun en håndfuld virksomheder der producere computer chips, og de har en tendens til at stagnere fordi ejerne forsøge at tjene så mange penge som muligt på allerede eksisterende teknologi uden at udvikle nyt. Der er altså tale om to forskellige dele af samme kompleks.
Det der bestemmer prisen på den endelige vare er så noget helt andet, nemlig varens sammensætning. Og der fortæller Marx at det er afgørende at forstå at der er en tendens til at prisen på varen vil falde som følge af udviklingen af industrien, det samme vil profitraten. Det anbefales at man ved lejlighed læser det selv i Kapitalen.

  • 1
  • 0

..."I dag koster en kilowatttime fra solceller i USA (den slags er meget geografiafhængigt) lidt over to kroner. I 2020 vil prisen være nede på cirka 35 øre og i hvert fald ligge mellem 17 og 70 øre. I 2030 vil prisen sandsynligvis være 12 øre pr. kWh med et fejlestimat, der får prisen til at ligge mellem 2 og 60 øre.

Da energiprisen på kul er cirka 30 øre i dag"...

Det vil vel også sige at bygger man et nyt kulkraftværk i dag, så vil man ikke kunne nå at tjene investeringen hjem før det bliver udkonkurreret af solceller?

  • 0
  • 0