Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Мы не будем пытаться играть в эту игру. Нанотехнология (как и современная промышленность) состоит из множества различных технологий. Однако, нанотехнология в той или иной форме является совершенно очевидной идеей: она станет кульминацией векового стремления к более тщательному контролю над структурами вещества. Предсказать, что какая-то форма нанотехнологии выиграет большинство технологических гонок, это все равно, что утверждать, будто какая-то лошадь выиграет все скачки (в отличие, скажем, от таксы). Технология, основанная на тщательном контроле над структурой вещества, почти всегда будет превосходить технологию, основанную на грубом контроле. Некоторые технологии уже выиграли гонки, в буквальном смысле стали первыми. Однако мало кто побеждает только потому, что он лучший.

Исследования в области нанотехнологий сегодня находятся в стадии проектирования и только начинают переходить к инженерным решениям. Основная идея исследовательской инженерии проста: объединить инженерные принципы с известными научными фактами, чтобы сформировать картину будущих технологических решений. Исследовательская инженерия рассматривает будущие возможности, чтобы определиться с тем, что делать сейчас. Наука — особенно молекулярная — быстро развивалась в последние десятилетия. Нет необходимости ждать новых научных прорывов для того, чтобы осуществить инженерные прорывы в нанотехнологиях.

Исследовательская инженерная диаграмма венна

Внешний помеченный прямоугольник представляет собой набор всех технологий, разрешенных законами природы, независимо от того, существуют ли они уже или пока это еще только проекты. То есть современные технологии и те, работа которых может быть объяснена с позиций сегодняшней науки. Учебники учат тому, что понятно (следовательно, чему можно обучить) и технологично (что может быть использовано). Инженеры-практики достигают успехов, тестируя методы и используя их в производстве. Инженеры-исследователи изучают то, что можно будет использовать в будущем, поскольку производственные возможности расширяются.

На приведенной выше иллюстрации показано, как исследовательская инженерия соотносится с более привычными видами техники. Обе работают в пределах своих возможностей, заданных известными и пока неизвестными законами природы. Наиболее понятной является инженерия, преподаваемая в школах: «учебник инженерии» включает технологии, которые могут быть, как поняты (их можно изучать), так и изготовлены (их можно использовать). Мостостроение и конструкция редуктора относятся к этой категории. Существуют технологии, которые могут быть изготовлены, но пока не поняты — любой инженер может привести примеры технологий, которые работают и перестают работать без очевидной причины. Но пока они исполняют свою функцию без сбоев, их можно спокойно использовать. Это мир инженерии проб и ошибок, столь важный для современной промышленности. Смазка подшипника, клеи, и многие другие производственные технологии есть примеры такого подхода.

Исследовательская инженерия занимается технологиями, которые могут быть поняты, но еще не изготовлены. Технологии из этой категории знакомы инженерам, хотя обычно они проектируют такие вещи только для удовольствия. О механике, термодинамике, электронике известно так много, что инженеры часто могут рассчитать любой процесс просто из описания. Тем не менее, нет никаких причин утверждать, будто все, что может быть правильно описано, должно стать технологией — есть ограничения. Исследовательская инженерия так же проста, как написание учебников, но ни военные стратеги, ни руководители корпораций не видят в ней источник большой прибыли, поэтому она не получила еще заслуженного признания.

Концепции молекулярного производства и молекулярной нанотехнологии являются прямыми результатами поисково-технических исследований. Как мы уже отмечали выше, ее основные идеи могли быть разработаны еще сорок лет назад, если бы кто-нибудь этим занялся. Однако, и ученых, и инженеров интересовали более насущные проблемы. Но теперь, с появлением нанотехнологий, внимание начинает фокусироваться на перспективах их использования.

Нанотехнологии, похоже, определяют направление развития нашей цивилизации, если эти технологии продолжат развиваться, возникшая конкуренция практически гарантирует, что прогресс не остановится. Это приведет к появлению множества возможностей не только для получения выгоды, но и для злоупотреблений. Далее мы будем рассматривать различные сценарии, чтобы составить представление о перспективах и возможностях нашего развития, но мы не делаем прогнозов того, что произойдет на самом деле. Реальные человеческие выборы и ошибки будут зависеть от целого ряда факторов и альтернатив, выходящих за рамки того, что мы способны предвидеть.

Нанотехнология позволит создавать разнообразные предметы различного размера, начиная от молекулярного масштаба, постепенно переходя к крупным изделиям. Новые технологии приведут к революционному изменению человеческих возможностей, как это ранее сделало развитие сельского хозяйства или появление техники. Нанотехнологии можно будет использовать даже для того, чтобы отменить многие из преобразований, привнесенных земледелием или использованием техники. Но мы, люди, существа большого размера, мы не обладаем способностью наблюдать молекулярный мир непосредственно, и это может сделать нанотехнологию трудной для визуального представления и, следовательно, трудной для понимания. Ученые, работающие с молекулами, сталкиваются с этой проблемой уже сегодня. Часто они могут вычислить, как поведут себя молекулы, но чтобы понять, почему так происходит, им необходимо что-то большее, чем простой набор цифр: им нужны фотографии, фильмы и интерактивные симуляции, и поэтому они все чаще занимаются ими. Национальный научный фонд США запустил программу «научная визуализация», в частности для того, чтобы использовать суперкомпьютеры для решения проблемы наглядного изображения молекулярного мира.

Молекулы — это объекты, которые оказывают воздействие друг на друга. Если бы ваши руки были достаточно малы, вы могли бы схватить их, сжать и ударить друг о друга. Попытка понять молекулярный мир очень похожа на изучение любого другого физического мира: это вопрос выяснения размера, формы, энергии, направления движения и тому подобного, помогающего ответить на вопрос, чем отличаются песок, вода, камни, сталь и мыльные пузыри. Современные инструменты визуализации уже сейчас дают представление о том, что станет возможным при использовании завтрашних более быстрых компьютеров и совершенных «виртуальных реальностей». Они смогут моделировать миры, которые позволят вам путешествовать там, несмотря на то, что они «существуют» только как компьютерная модель. Прежде чем обсуждать нанотехнологии и то, как они соотносятся с современными технологиями, давайте попробуем получить более конкретное представление о молекулярном мире, использовав симуляцию одного сценария. Надо отметить, что события и технологии, датируемые 1990 годом или более ранним, являются исторически точными; более поздние даты — это либо прогнозы, либо просто элементы сценария. В модели добавлены только те художественные описания, которые полностью соответствуют проектам и расчетам, основанным на стандартных научных данных, так что научные идеи в ней не являются вымыслом.