Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

В центре большого квадратного стола стоят полдюжины стальных резервуаров, размером и формой напоминающих старомодные молочные бидоны. Каждый бидон помечен, чтобы различать их содержимое: блоки памяти, блоки передачи данных, интерфейсные блоки. Это составные части, необходимые для создания чипа. Из бидонов выведены прозрачные пластиковые трубки, по которым текут бесцветные или чайного цвета жидкости. Трубки подсоединены к коробкам размером с кулак, установленным над мелкими тарелками, окружающими бидоны. По мере того, как различные жидкости капают в каждую тарелку, венчик, похожий на кухонный смеситель, взбивает жидкость. В каждой тарелке наномашины строят суперчипы.

Работник «Нанофаба», одетый в спецодежду со своим именем на бейдже, подбирает компоненты, чтобы начать строительство нового чипа.

— Это, — говорит он, держа заготовку пинцетом, — кремниевый чип, похожий на те, что были сделаны по технологии, предшествовавшей прорыву. Здесь, в долине, компании изготавливали такие чипы, сначала выплавляя кремний, потом охлаждали его, распиливали на кусочки, полировали их, а затем пропускали через длинную серию химических и фотографических шагов. В результате всех этих операций на поверхности получали узор линий и капель различных материалов. Даже самые маленькие из этих капель содержали миллиарды атомов. Требовалось несколько капель, работающих вместе, чтобы сохранить один бит информации. Чип такого размера, величиной с ваш ноготь, может хранить менее миллиарда бит. Здесь, в «Нанофаб», в качестве основы для создания нанопамяти использовали только кремниевые чипы. На стене висит картинка, на которой изображена поверхность такого чипа: ни транзисторов, ни схем памяти, только тонкие провода для подключения к нанопамяти, которую мы построили методом «сверху вниз». Нанопамять, только появившись, уже хранила тысячи миллиардов битов. И мы делали их такими, но по тысяче за раз… — он кладет чипы в тарелку, нажимает кнопку, и тарелка начинает наполняться жидкостью.

— Спустя несколько лет, — добавляет он, — мы полностью избавились от кремниевых чипов, — он указывает на табличку, гласящую, что сборка этих чипов началась в 14–15, а закончится в час утра, — мы ускорили процесс изготовления в тысячу раз.

Чипы в тарелках выглядят почти одинаково, за исключением цвета. Новый чип напоминает тусклый металл и представляет собой гладкое прямоугольное пятно, покрытое пленкой из более темного материала. Анимированная блок-схема на стене показывает, как слой за слоем строительные блоки нанопамяти захватываются из раствора и укладываются на поверхность, чтобы создать эту пленку. Гид объясняет, что энергия для этого процесса, как и энергия для молекулярных машин в клетках, поступает от растворенных химических веществ — от молекул кислорода и топлива. Общее количество необходимой энергии невелико, потому что количество получаемого продукта мало: в конце процесса общая толщина структуры нанопамяти — хранилища памяти для карманной библиотеки — составляет одну десятую толщины листа бумаги, площадью меньше, чем почтовая марка.

Анимированная блок-схема показала, что строительные блоки для нанопамяти представляют собой большие объекты, содержащие около ста тысяч атомов каждый (требуется некоторое время, чтобы вспомнить, что это все еще субмикроскопично). Процесс сборки в тарелке сложил эти блоки, чтобы обеспечить суперчип суперпамятью, но как были построены сами блоки? Самое трудное в этом молекулярно-производственном бизнесе лежит в основе всего процесса, на стадии, когда молекулы собираются вместе, чтобы соединиться в большие сложные части.

Музей Силиконовой долины предлагает симуляции этого молекулярного процесса сборки без дополнительной оплаты. Из путеводителя вы узнаете, что современные процессы сборки сложны; что более ранние процессы — например, те, которые применял «Нанофаб» — использовали хитроумные, но непонятные инженерные приемы; и что самые простые, самые ранние концепции никогда не применялись. Почему бы не начать с самого начала? За несколько минут вы доберетесь до первого зала музея молекулярного производства, где представлены самые ранние концепций.

И вот мы видим, как несколько человек прогуливаются в свободно сидящих комбинезонах с прикрепленными очками и перчатками, уставившись в пустоту, и молча играют с невидимыми объектами. Ну ладно, почему бы не присоединиться к параду дураков, перешагнув порог в обычном костюме? Очки показывают нормальный мир за дверью и молекулярный мир внутри зала. Теперь вы тоже можете видеть и чувствовать экспонаты, которые представлены на выставке. Это очень похоже на ранее смоделированный молекулярный мир: он поддерживает стандартные настройки размера, силы и скорости. Опять же, атомы кажутся в 40 миллионов раз больше, примерно размером с ваши пальцы. Эта симуляция немного менее тщательна, чем предыдущая — вы можете чувствовать моделируемые объекты, но только руками в перчатках. Опять же, кажется, что все состоит из дрожащих оплавленных мраморных шариков, каждый атом.

— Добро пожаловать, — говорит гид, — в реконструкцию завода по производству молекул 1990 года. Эти исследовательские инженерные проекты никогда не предназначались для фактического использования, но они демонстрируют основы молекулярного производства: изготовление деталей, их тестирование и сборку.

Машины заполняют зал. В целом, обстановка напоминает автоматизированную фабрику 1980-х или 1990-х гг. Кажется достаточно ясным, что должно происходить: большие машины стоят рядом с конвейерной лентой, загруженной наполовину готовыми блоками из какого-то материала (эта установка очень похожа на Рисунок 2); машины должны выполнять определенную операцию над блоками. Судя по конвейерной ленте, блоки в конечном итоге перемещаются от одной машины цеха к другой, пока не повернут за угол и не переместятся в следующий зал.

Рисунок 2. СБОРКА ФАБРИКИ НА ЧИПЕ

Завод достаточно большой, чтобы производить более 10 миллионов нанокомпьютеров в день, поместился бы на краю одной из современных интегральных схем. На картинке показана рука ассемблера вместе с заготовкой на конвейерной ленте.

Поскольку это всего лишь имитация, и экспонат не может быть поврежден, вы можете подойти к машине и дотронутся до нее. Она кажется такой же твердой, как стенка нанокомпьютера в предыдущем сеансе. Внезапно вы замечаете что-то странное: никаких бомбардирующих молекул воздуха и никаких капель воды нет, вообще нет никаких свободных молекул. Каждый атом кажется частью механической системы, дрожащей под воздействием тепловых колебаний, но, в остальном, полностью контролируемой. Все здесь похоже на нанокомпьютер или на жесткий маленький механизм; ничто не напоминает свободно свернутый белок или бушующее вещество живой клетки.