Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

На обыденном уровне такая гибкость повышает надежность и долговечность. Кроме того, позволит создавать новые продукты с характеристиками, которые пока достичь не удавалось, и в которых мы так нуждаемся. И помимо этого, это откроет новые возможности для творчества.

Сегодня требуется затратить много труда, либо для изготовления вещей, либо для создания и обслуживания машин, которые производят вещи. Труд стоит дорого, а дорогие машины тоже делают автоматизацию дорогой. В сценарии «Desert Rose Industries» мы получили представление о том, как молекулярное производство может сделать производство намного дешевле. Это, пожалуй, самый удивительный вывод о нанотехнологиях, поэтому мы подробнее рассмотрим его в следующей главе.

Современное производство обрабатывает сырье довольно грубо, что приводит к загрязнению окружающей среды. Любые операции не обходятся без отходов; приходится смывать их с продукта в водопровод. Наша транспортная система усугубляет проблему, поскольку ненадежные грузовики и танкеры разливают вредные химические вещества по суше и морю. Борьба с загрязнением обходится дорого, поэтому компании экономят даже на полуэффективных средствах очистки, известных нам.

Нанотехнология будет означать больший контроль над веществом, что позволит легко избежать загрязнения. Это означает, что даже небольшое общественное влияние будет иметь большое значение для борьбы за чистоту окружающей среды. Кроме того, это позволит легко повысить эффективность и сократить потребности в ресурсах. Такие изделия, как палатки Красного Креста, которые производят в «Desert Rose Industries», могут быть изготовлены из соединяющихся, легко перерабатываемых деталей. Сложные изделия также могут создаваться из биоразлагаемых материалов. Нанотехнологии позволят легко устранять причины загрязнения уже при производстве.

Нанотехнологии найдут отличные применения в области промышленности, так же как транзисторы широко использовались в области электроники одновременно с вакуумными трубками, а демократия — в монархических странах. Это не столько поддержит индустрию двадцатого века, сколько заменит ее — не сразу, конечно, а в течение небольшого отрезка исторического времени.

Химия: сегодня химики работают с огромным количеством молекул и изучают их, используя остроумные, но косвенные методы. Создание новой молекулы может быть крупным проектом, и изучение ее тоже. Молекулярное производство поможет химикам получать то, что они хотят изучать, и это позволит им создавать инструменты, необходимые для их изучения. Наноинструменты будут использоваться для того, чтобы перемещать, измерять и модифицировать молекулы множеством способов, изучая их структуры, поведение и взаимодействия.

Сегодня ученые-материаловеды производят новые сверхпроводники, полупроводники и конструкционные материалы путем перемешивания, дробления, нагревания, замораживания и так далее. Они мечтают о гораздо большем количестве структур, чем они могут создать, и они натыкаются на что-то большее, чем планируют. С молекулярным производством материаловедение может стать гораздо более систематическим и успешным. Новые идеи могут быть проверены, потому что появилась возможность синтезировать материалы в соответствии с планом (вместо того, чтобы импровизировать, отыскивая нужный рецепт).

Это не должно исключать неожиданных открытий, поскольку экспериментов — даже слепых поисков — будет все больше. Достаточно нескольких тонн сырья, чтобы создать миллиард образцов, каждый размером в кубический микрон. За всю историю ученые в области материалов никогда не испытывали так много материалов. Такую возможность они получат после создания наноинструментов и нанокомпьютеров. Одна лаборатория сможет сделать больше, чем все сегодняшние ученые в области материалов, вместе взятые.

Сегодня биологи используют множество природных молекулярных устройств, для развития своей науки. Многие из них можно рассматривать как молекулярные машины. Нанотехнология значительно продвинет биологию, предоставляя исследователям лучшие молекулярные устройства и наноинструменты. Молекулярные детали некоторых клеток уже изучены с удивительной точностью, но биологии еще предстоит пройти большой путь. Используя наноинструменты (включая дизассемблеры, работающие с отдельными атомами), биологи, наконец, смогут полностью обследовать клетки и детально изучать их взаимодействия. Станет легче не только находить молекулы в клетках, но и устанавливать их функцию. Это поможет понять причины возникновения болезней и молекулярные основы здоровья, чрезвычайно продвигая возможности медицины.

Сегодня компьютеры работают в миллион-миллиард раз быстрее, чем старые настольные машины, этот результат оказался революционным для науки. Каждый год на все больше количество вопросов можно ответить с помощью расчетов, основанных на известных принципах физики. Появление нанокомпьютеров — даже медленных, жалких, механических нанокомпьютеров — позволит увеличить мощность современных компьютеров (по сути, позволяя нам упаковывать триллион компьютеров в небольшом пространстве, не затрачивая при этом слишком много денег или энергии) в три раза. Последствия и в этом случае будут революционными.

Известные принципы физики достаточны для понимания молекул, материалов и клеток, но не для понимания явлений в масштабе, который все еще был бы субмикроскопическим, если бы атомы были размером с мраморные шарики. Нанотехнология здесь не может помочь напрямую, но она может предоставить производственные мощности, которые сделают огромные ускорители частиц экономичными, в то время как сегодня они требуют больших ассигнований из национальных бюджетов.

В целом, нанотехнологии помогут науке там, где важны точность и изучение мелких деталей. Наука часто работает, внося небольшие изменения в почти идентичные эксперименты и сравнивая результаты. Это будет легче сделать, когда молекулярное производство может создать два одинаковых объекта, молекула за молекулой. В некоторых областях сегодняшние методы не только грубые, но и разрушительные. Археологические раскопки являются уникальным способом узнать о человеческом прошлом, но современные методы раскопок уничтожают большую часть информации, даже не замечая этого. Будущие археологи, способные просеивать почву не крупинками, а молекулами, будут действительно благодарны тем археологам, которые сегодня оставляют интересную им землю нетронутой.