Сергей Тараненко - Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии

Но это не все. То, что мы заглянули внутрь материи и увидели там квантовые эффекты, предъявили их, воспользовались ими, не исчерпывает всех ожиданий, которые связывают с нанотехнологиями. Есть ожидание, что в силу корреляционных эффектов мы получим пусть микро, но с точки зрения атомарных размеров большие объекты, которые будут (нет, не подчиняться квантовым законам, они и так подчиняются, просто для больших объектов само требование следовать квантовым законам делает их «классическими») подобны атомарным квантовым объектам. Другими словами, мы надеемся иметь, например, нанокластер, который будет вести себя подобно электрону или фотону.

Возможно ли такое? Авторы сомневаются — и сомневаются обоснованно. Но если это так, если сомнения оправданны, то такие активно декларируемые сегодня квантовые технологии, как квантовая криптография или квантовый компьютер, невозможны. Идея квантовых технологий — построить устройство, машину, подчиняющуюся квантовым законам. А такая машина — уж точно не отдельный электрон.

Но предположим, что в силу каких-либо корреляционных механизмов квантовой физики (например, спин-спинового взаимодействия) такую квантовую машину сделать удалось. К чему это приведет? Последствия нетривиальны. Некоторые из них описаны в следующих разделах данной главы.

Но, прежде чем вы о них узнаете, авторы хотели бы еще раз настойчиво подчеркнуть, что все написанное далее справедливо лишь при перенесении квантовых законов на объекты (в целом, а не на их части!), для которых такие законы, как показывает наш сегодняшний опыт, неприменимы. Иными словами, скорее всего, мир нас защищает от подобного — его законы таковы, чтобы сделать невозможным то, что мы сконструировали мысленно на базе наших неполных знаний о мире.

Но риск есть риск. Сказать «это невозможно» можно только при полной уверенности.

Риск завышенных квантово-механических ожиданий.

Риск перенесения квантово-механических законов на объекты и механизмы нашего мира.

Норильск — город за полярным кругом. Существующая в Норильском промышленном районе специальная контора, называемая «Штаб Шторм», приступает к активной фазе работы. Необходимо обеспечить срочную эвакуацию людей. Автомобильному транспорту, кроме специальных автобусов, обеспечивающих достаточную герметичность, — красный свет. Автобусы движутся колоннами — две, две с половиной дюжины за раз.

А еще всех надо оповестить, дать последние команды садам и школам, подразделениям комбината [46] Градообразующее предприятие — Заполярный филиал горно-металлургической компании «Норильский никель» (в прошлом — Норильский горно-металлургический комбинат). «Норильский никель» — крупнейший в мире производитель никеля и палладия, один из крупнейших производителей платины и меди. Помимо этого, «Норильский никель» производит побочные металлы — кобальт, хром, родий, серебро, золото, иридий, рутений, а также селен, теллур и серу. . Многое сделано, приготовлено заранее, ведь надо выжить. Очередной раз выжить. Всем. Старикам и детям, работникам комбината, просто жителям.

Надо спешить. Надвигается пурга. Черная пурга. Мелкие кристаллики снега пролезают в любую щель: закрытый автомобиль не спасет — снег набьется в салон, и вы задохнетесь (рис. 3.1).

Видимость — какая там видимость, ее в принципе нет! Не видно собственной вытянутой руки. Если полярная ночь — не видно фонарей. Если полярный день — солнца. Так и так — ночь. Черная пурга.

Пурга разошлась. Снег — мельчайшие частички снега — поднялся на высоту до трех километров. Мир разбился на отдельные помещения. Дети — в садиках, рабочие — на комбинате. Никто не выходит. Спят между сменами на производстве. Двое суток, трое, четверо — как повезет.

Эта картина привычна для жителей Норильска, города с иной социальной организацией. Если ты один, если ты не член единого сообщества, управляемого комбинатом, — смерть! Даже если ты приехал (нет, конечно же, прилетел, дорог, кроме авиасообщения, с «материка» нет) торговать зеленью из солнечного Азербайджана — ты член этого сообщества и никак иначе. Средневековый город, фашио, — и все это из-за снега, из-за пурги, черной, как чума, несущей как чума смерть, если ты отбился от…

…Многочисленные мелкие частицы — наночастицы — поднимаются в небо на высоту трех километров. Солнца не видно. Черная нановьюга…

Черная? Может быть и иначе! Намного страшнее.

Квантовые объекты, как хорошо знают физики, подчиняются двум статистикам: статистике Бозе — Эйнштейна — бозоны (например, частицы света фотоны) и статистике Ферми — Дирака — фермионы (например, электроны). Эти частицы сильно различаются. Если бозоны любят собираться в кучу (там, где один, непременно окажется и другой, ровно в том же месте!), то фермионы не такие. Они индивидуалисты. Они не могут быть в одном месте. Вспомните химию про электронные оболочки различных элементов. Именно поэтому дополнительный электрон следующего по номеру элемента занимает следующую орбиту, а не ту, которая занята. Точнее, на каждой орбите два электрона «валетиком» — спины (квантовые числа) смотрят в разные стороны.

Что касается фермионов, то это не снег, не вьюга. Они занимают разные места, как мы занимаем места в зрительном зале. Вместо вьюги — огромный «кристалл» таких частиц, занимающий полнеба. А кристалл — совсем другое дело. Свет, прошедший через него, им переизлученный, — когерентный. Этот свет не отбрасывает теней. Картина как на Луне — освещенные участки чередуются с зияющей чернотой неосвещенных. Нет рассеянного света, падающего со всех сторон, как мы привыкли.