Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Из всех областей, где важно умение производить новые инструменты, медицина, пожалуй, самая перспективная. Человеческое тело устроено сложно, и эта сложность простирается за пределы человеческого зрения, за пределы микроскопических изображений, вплоть до молекулярного масштаба. «Молекулярная медицина» сегодня становится все более популярным термином, но сегодня она вооружена только самыми простыми молекулярными инструментами. Поскольку биология использует наноинструменты для изучения болезней и здоровья, мы изучаем физические требования для восстановления и поддержания здоровья. Новые знания приведут к появлению инструментов, необходимых для удовлетворения этих требований. И для улучшения фармацевтических препаратов, и для восстановления клеток и тканей с помощью молекулярной хирургии.

Передовая медицина станет одним из самых сложных и трудных приложений нанотехнологий. Она потребует больших знаний, но наноинструменты помогут собрать нужную информацию. Возникнут большие технические задачи, но компьютеры, чья мощность будет увеличена в триллионы раз, помогут с ними справиться. Медицинские проблемы, на которые мы сегодня тратим миллиарды долларов, в надежде на скромные улучшения, будут успешно решены.

В наше время современная медицина часто представляет собой дорогой способ продлить страдания. Будет ли наномедицина в будущем такой же? Любой читатель старше, скажем, тридцати лет знает, как это бывает: что-то болит, появляются морщины, снижается активность. На протяжении десятилетий физическое качество жизни снижается все быстрее и быстрее — возможности организма сужаются — а потом ограничиваются пределами больничной койки. Способности к восстановлению, которыми мы обладали в молодости, исчезают. Современная медицинская практика тратит большую часть своих усилий на содержание людей в отделениях интенсивной терапии, растягивая последние несколько лет жизни, не в силах восстановить его здоровье.

По-настоящему передовая медицина сможет восстановить и дополнить юношескую способность к выздоровлению. Ее стоимость будет зависеть от стоимости производства очень сложных вещей, о которых мы пока не знаем, от стоимости производства компьютеров, датчиков и тому подобного оборудования. Пока речь идет о триллионах. Чтобы понять перспективы развития медицины, а также науки и промышленности, нам необходимо более внимательно посмотреть на стоимость молекулярного производства.

В предыдущих главах мы заглядывали в будущее и возвращались обратно. Последний шаг был большим: прыжок от небольших лабораторных приборов к высокопроизводительной промышленной компании в сценарии «Desert Rose Industries». Наш рассказ преодолел эту дистанцию одним прыжком, но мир пока этого сделать не может. Чтобы понять, как будут развиваться нанотехнологии, имеет смысл рассмотреть некоторые из ее приложений и простых, и более сложных. Конечно, не в наших силах составить точный график работ или перечислить последовательность этапов, которые необходимо выполнить для создания нанотехнологий. Но мы сможем получить полное представление о том, что произойдет, когда нанотехнология станет развиваться от простого, грубого и дорогостоящего начала к состоянию большей сложности и меньшей стоимости.

Молекулярное производство позволит улучшить качество продукции. Скорее всего, мы увидим первые применения нанотехнологий как минимум в двух областях: будут получены более прочные материалы и более быстрые компьютеры. Прочные материалы получить проще, и от них будет трудно отказаться. Компьютеры сложнее, но выигрыш от их использования будет огромным.

Компьютерная индустрия находится под постоянным давлением, от нее требуют постоянно уменьшать размеры компьютерных чипов. И действительно, размеры уменьшаются, цены падают, а эффективность и возможности увеличиваются. Дальнейшее продолжение этого процесса заставит развивать нанотехнологии; и это может стать одним из основных мотивов развития технологии.

Джон Уокер, основатель «Autodesk», объясняет:

«Технологии, даже с огромным потенциалом, могут развиваться медленно, если возникают проблемы с финансированием и разработчики не получают достаточного вознаграждения. Это одна из причин, из-за которых интегральные схемы развивались так быстро; рынок был готов применять новинки и обогащать новаторов, создавших их.

Похоже ли это на ситуацию с молекулярной инженерией? Думаю, что так и есть. Помня о том, что уже очень скоро мы достигнем предела, когда уменьшать размеры существующей электроники больше нельзя будет. В настоящее время проводится множество исследований в области молекулярной и квантовой электроники. Окупаемость их проста: вы сможете создавать устройства в тысячу раз быстрее, экономичнее и дешевле, чем те, которые мы используем в настоящее время — как минимум в сто раз дешевле, чем рассматриваемые экзотические материалы. А еще это позволит заменить кремний, когда тот исчерпает свои возможности».

Федерико Капассо, руководитель отдела исследований квантовых явлений и устройств в «AT & T Bell Labs», согласен с тем, что исследователи в области электроники будут продолжать настаивать на создании еще меньших устройств, даже когда кремний уже не сможет это обеспечить. Он объясняет, что «в какой-то момент мы столкнемся с трудностями: некоторые люди говорят, что это произойдет, когда точность достигнет ста пятидесяти нанометров, другие думают, что при других размерах. Что будет потом? Трудно представить, что электронная промышленность скажет: «Стоп. Прекратим развиваться, потому что уменьшить устройство еще сильнее мы не можем». С экономической точки зрения, чтобы выжить, отрасль должна будет постоянно вводить новшества».

Стремление компьютерной индустрии к созданию устройств молекулярного размера кажется неизбежным. Современные исследователи изо всех сил пытаются построить молекулярную электронику, используя старые подходы, пока успехов не видно; благодаря молекулярным манипуляторам у них наконец-то появятся инструменты, необходимые для быстрого и точного эксперимента. Как только успешные проекты будут разработаны, изготовлены и протестированы, появится необходимость научиться производить их в массовом количестве при низких затратах. Конкурентное давление будет жестким, потому что современная молекулярная электроника будет на порядок лучше, чем современные интегральные схемы, что в конечном итоге позволит создавать компьютеры с триллионными возможностями.