Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Земля под ногами, как и все вокруг, покрыта камешками размером с атом и наростами размером с кончики ваших пальцев. Объекты выглядят как гроздья прозрачного винограда или соединенные мраморные шарики, раскрашенные разнообразными красивыми, но воображаемыми цветами. Моделирование показывает, что атомы и молекулы очень похожи на те изображения, которые использовались химиками в 1980-х годах, но с более четким трехмерным изображением, возможностью их перемещать и ощущать прикосновения к ним. На самом деле, система моделирования — это не что иное, как улучшенная версия систем, созданных в конце 1980-х годов. Компьютеры стали работать быстрее, но они рассчитывают те же самые вещи. Видеоочки стали лучше, и появление силовых костюмов — это серьезное достижение, но даже в 1980-х годах были трехмерные изображения молекул на дисплеях и грубые устройства, которые давали ощущение прикосновения к ним.

Перчатки и силовой костюм создают ощущение прикосновения к тому, что имитирует компьютер. Когда вы проводите пальцем по стенке маленького нанокомпьютера, возникает необычная реакция, ее трудно описать. Как будто его поверхность намагничена — если вы пытаетесь прикоснуться, она давит на кончик пальца. Но результат не резкий контакт, потому что поверхность не твердая, как должно быть у магнита, а странно мягкая. Ощущение от поверхности подобно прикосновению к туману, который плавно превращается в поролон, затем в твердую резину, затем в сталь, и все это в пределах толщины листа гофрированного картона. Двигаясь по стенке, кончик пальца не ощущает ни текстуры, ни трения, только гладкие выпуклости, более скользкие, чем масло, в конце концов, его затягивает в пустоту. Чтобы вытащить палец на поверхность требуется некоторое усилие. Моделирование заставляет ваши пальцы размером с атом чувствовать те же силы, что и настоящие атомы. Странно, насколько поверхность скользкая — а она не могла быть смазана, так как даже одна молекула масла была бы шишкой размером с ваш большой палец. Эта способность к скольжению подсказывает, как могут работать наноразмерные подшипники, как будут плавно скользить друг относительно друга детали молекулярных машин.

Но вдобавок, ощущается еще покалывание в пальцах, словно прикасаешься к работающему громкоговорителю. Приложив ухо к стенке нанокомпьютера, вы вздрагиваете: на мгновение вы слышите звук, похожий на шипение телевизора двадцатого века, настроенного на канал без трансляции, без снега и статики — но звук громкий, болезненно громкий. Все атомы на поверхности вибрируют на высоких частотах, слишком быстро, чтобы это увидеть. Это тепловые колебания, и понятно, почему их еще называют тепловым шумом.

Отдельные молекулы все еще колеблются слишком быстро, чтобы это можно было увидеть. Итак, пришло время сделать еще одну поправку в симуляции. Вы подаете команду «Вау» и все вокруг замедляется в десять раз.

Теперь вы можете видеть на поверхности тепловые колебания, которые до этого были слишком быстрыми. Кроме того, становятся легче наблюдать молекулы воздуха. Они шумят так же громко, как капли дождя в бурю, на этот раз они размером с мраморные шарики и разлетаются во всех направлениях. Они также способны прилипать как намагниченные, и некоторые из них скользят по стенке нанокомпьютера. Когда вы пытаетесь схватить какую-нибудь молекулу, она ускользает. Большинство из них похожи на две сросшиеся сферы, но вы замечаете одну, которая совершенно круглая — это атом аргона, они встречаются довольно редко. Крепко обхватив ее со всех сторон, чтобы она не выскользнула, как арбузное семя, вы стискиваете ее своими сильными стальными пальцами. Атом сжимается примерно на 10 процентов, после чего сопротивление становится больше, и вы не можете его преодолеть. Он возвращается в первоначальное состояние мгновенно и идеально, как только вы расслабляетесь, а затем выскальзывает из вашего захвата. Атомы, окружающие вас густыми роями, обладают непривычным совершенством, они упруги и неизменны.

У основания стены находится что-то вспенивающееся, это может быть только каплей воды. Зачерпнув пригоршню для более подробного рассмотрения, мы получаем рой молекул, их сотни, они неуклюже кувыркаются, но стремятся сцепиться в единую массу. Но вот одна из них вырывается и улетает в свободный хаос окружающего воздуха: так испаряется вода. Некоторые молекулы скользят вверх по руке и собираются подмышкой, но и они в конечном итоге уносятся прочь. Чтобы избавиться от всех молекул воды, требуется слишком много усилий, поэтому, чтобы обсохнуть, вы отдаете приказ: «очистить меня».

Рядом с вами маленький нанокомпьютер — это блок в два раза выше вашего роста, но на него легко взобраться, как это предлагает сделать гид. Гравитация менее важна в малом масштабе: даже муха может бросить вызов гравитации, чтобы ползать по потолку, и муравей может поднять то, что в нашем мире было бы сравнимо с грузовиком. При моделируемом размере в пятьдесят нанометров гравитация ничего не значит. Материалы сохраняют свою прочность, и их так же трудно согнуть или сломать, но вес объекта становится незначительным. Даже без усиления прочности, которое позволяет преодолеть молекулярную липкость, вы можете поднять объект в 40 миллионов раз больше вашей массы. Так в нашем мире человек нормального размера поднял бы коробку с полдюжиной полностью загруженных нефтяных танкеров. Чтобы имитировать столь слабую гравитацию, силовой костюм уменьшает вес вашего тела, заставляя вас чувствовать себя так, словно вы плывете. Это почти как отпуск в орбитальном тематическом парке, прогулки с липучками по стенам и потолкам. И еще много чего, но без необходимости в антирвотных препаратах.

Выше нанокомпьютера на рис. 1Е находится отдельная молекула белка. Она похожа на гроздь винограда, и примерно такого же размера. Она даже ощущается как гроздь винограда — мягкая и рыхлая. Ее части не летают свободно как газ, не падают и не растекаются как жидкости, но они дрожат как желатин, а иногда рассыпаются или скручиваются. Сама молекула белка достаточно прочна, но их структура недостаточно устойчива, чтобы выдержать ваши стальные пальцы. В 1990-х годах люди начали строить молекулярные машины из белков, копируя биологические образцы. Это сработало, но легко понять, почему они перешли к лучшим материалам.

Из имитированного кармана вы достаете имитированное увеличительное стекло и рассматриваете имитированный белок. При увеличении в 10 раз вам удается увидеть пару связанных атомов на поверхности, как изображено на рисунке 1F. Атомы почти прозрачны, но даже пристальный взгляд не позволяет разглядеть их ядро, потому что оно слишком мало. Чтобы увидеть его потребовалось бы увеличение в 1000 раз, даже если бы вы с самого начала видели атомы невооруженным глазом. Как люди могли спутать большие, пухлые атомы с крошечными пятнышками, похожими на ядра? Вспомним, что ваши сильные стальные пальцы не смогли сжать атома аргон так, чтобы приблизиться к его ядру, становится понятно, почему ядерный синтез так сложен. Гид пояснил, что для того, чтобы пробить атомное ядро и позволить двум ядрам слиться, потребуется реальный снаряд, который бы двигался в сто раз быстрее, чем мощная винтовочная пуля. Как бы вы ни старались, в молекулярном мире нет ничего, что могло бы проникнуть в середину атома и пробиться в его ядро. Вы не можете прикоснуться к нему, и вы не можете его увидеть, поэтому перестаньте вглядываться через увеличительное стекло. Ядра атомов большого интереса для нанотехнологий не представляют.