Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Параллельно с развитием и распространением идей о нанотехнологиях и молекулярном производстве — идей, которые пока остаются чистой теорией, однако хорошо обоснованны — ученые и инженеры, работающие в лабораториях над созданием реальных инструментов и оценкой возможностей, стали пионерами на пути к практическому созданию нанотехнологии. Исследования прошли долгий путь с середины 1980-х годов, как мы увидим в следующей главе. Но, как и следовало ожидать в случае со сложной новой идеей, которая, если реализуется, разрушит многие существующие планы и ожидания, не обошлось без возражений.

Все могло бы быть намного проще, если бы идеи о нанотехнологиях имели какой-то фатальный изъян. Если бы молекулы нельзя было использовать для создания машин. Или машины не могли бы быть использованы для создания вещей. Тогда мы могли бы продолжать развивать наши старые технологии: нашу медицину, которая не исцеляет, наши космические корабли, которые не открывают новые границы, наши нефтяные кризисы, наше загрязнение и все ограничения, которые мешают нам заменить знакомые проблемы неизвестными. Большинство новых идей ошибочны, особенно если они претендуют на радикальные изменения. В этом есть свой смысл — надеяться, что они ошибочны. Из многолетних дискуссий с химиками, физиками и инженерами можно составить внушительный список основных, критических вопросов о том, будут ли работать нанотехнологии. Вопрошающие, как правило, были удовлетворены ответами.

Самые ранние сценарии описывают природу тепловых колебаний и проблемы, которые они могут вызвать. Проектирование наномашин, достаточно прочных и жестких, способных надежно работать, несмотря на тепловые колебания, является подлинной инженерной задачей. Но для расчета проектных заданий обычно требуется соблюдать простые хрестоматийные принципы, и, следует отметить, что все они могут быть применены к новым технологиям, о которых идет речь в этой книге.

Квантовая механика говорит, что частицы должны быть описаны как небольшие облака вероятностей, а не как точки с точно определенным местоположением. Именно поэтому атомы и молекулы в моделировании казались такими мягкими и гладкими: их электроны размазываются по всему объему молекулы, и эти электронные облака плавно и мягко сужаются к краям. Положение атомов неопределенно, но это небольшой эффект по сравнению с тепловыми колебаниями. Опять же, в данном случае хорошо применяются простые известные принципы, и хорошо сделанные молекулярные машины будут работать.

Химики работают со свободными молекулами в жидкостях, и они, естественно, склонны представлять себе молекулы, свободно передвигающимися. Можно построить наномашины и молекулярно-производственные системы, которые работают в такой среде (биологические механизмы являются доказательством такой возможности), но в долгосрочной перспективе в этом не будет необходимости. Симуляция Кремниевой долины дает правильную идею: системы могут быть построены без свободных молекул, что делает наномеханическое конструирование намного проще. Если все без исключения молекулы не свободны внутри машины, то откуда возьмутся свободные молекулы, чтобы создать проблемы?

Химики проводят химические реакции, а это значит, что они имеют навыки работы с вступающими в реакции, нестабильными молекулами. Однако, многие молекулы могут находиться рядом со своими соседями в течение миллионов лет, не вступая с ними в реакцию. Это известно как из теории химии, так и из изучения молекул, содержащихся в древних породах. Наномашины могут быть построены из наиболее стабильных структур. Единственным необходимым исключением является молекулярная сборка, где молекулы должны реагировать, но даже в этом случае молекулы должны быть под контролем и могут быть использованы только там и тогда, когда они необходимы для производства.

Самый простой способ объяснить молекулярное производство — это сказать, что оно чем-то похоже на молекулярную биологию: маленькие, сложные молекулярные устройства работают совместно, чтобы изготовлять вещи и выполнять различные работы. Но надо сказать, что молекулярное производство отличается от биологического в каждой детали и в теории, и на практике: сравните нанокомпьютеры, ассемблеры и конвейерные ленты, описанные выше, с бесформенной, бурлящей живой клеткой, описанной в предыдущей главе. Да. Биология сложна, странна и удивительна. Инженерам вовсе не нужно понимать, что такое жизнь, а тем более дублировать ее, чтобы построить фабрику молекулярного масштаба.

«Я не вижу в этом ничего плохого. Но тут замешены такие разные научные дисциплины. Скорее всего, есть проблемы, которые я не заметил»?

Нанотехнологии — это, по сути, брак химии и машиностроения, в котором, как всегда, главенствует физика. Конечно, это делает окончательную оценку трудной для понимания большинству современных специалистов, потому что каждая из этих областей преподается изолировано и обычно используется отдельно. Многие узкие специалисты оказываются не в состоянии оценить предложения, которые поступают из других дисциплин. Если их попросят сделать это, они заявят о чувстве дискомфорта, потому что, хотя и не могут указать на какие-либо конкретные проблемы, они не в состоянии оценить новую концепцию на слух. Это под силу только ученым и инженерам, имеющим опыт работы на стыке дисциплин и возможность обсуждать проблему со специалистами из других областей. С некоторыми из них мы познакомимся в главе 4.

Когда физики, химики, биологи, инженеры и компьютерщики оценивают те части нанотехнологии, которые входят в их дисциплины, они соглашаются: ни в коем случае это не потребует введения новых принципов и не нарушит физических законов. Возможно, в течение многих лет некоторые эксперты будут продолжать выражать свое несогласие, но консенсус среди тех, кто потратил время на изучение фактов, будет достигнут. Молекулярная нанотехнология полностью попадает в сферу возможного.

Если это означает, что «эти новые технологии могут легко принести гораздо больше вреда, чем пользы», тогда, действительно, не существует никаких разумных аргументов, потому что никто не согласится просто так уничтожить мир.

Если это означает, что «эти новые технологии, безусловно, принесут больше вреда, чем пользы», то мы не согласны: они способны принести много хорошего, а значительного вреда можно избежать, и было бы слишком смело объявлять любой такой результат «определенным».