Брайан Плант - «Если», 2002 № 05

В первой половине 80-х годов астрофизики обнаружили в спектрах «красных гигантов» странные полосы. Судя по всему, это были следы углерода. Но молекулы его были незнакомой формы. А в 1985 году англичанин Гарольд Крото в лаборатории Сассекского университета обнаружил молекулы углерода, имеющие сферическую форму. Он исследовал так называемые масс-спектры паров графита, которые образовывались под воздействием мощного лазерного луча. Выяснилось, что в спектрах имеются два сигнала, которые соответствуют большим агрегатам, группам из атомов углерода. Причем, в одном случае этих атомов было 60, а в другом — 70. Это настолько поразило ученого, что он связался со своими американскими коллегами из университета Райса в Хьюстоне. Ричард Смолли и Роберт Керл подтвердили его открытие и в итоге разделили с Крото славу нобелевских лауреатов по химии в 1996 году.

Какой же была форма новых молекул? Крото, Керл и Смолли предположили, что это многогранники, похожие на футбольные мячи, собранные из пяти- или шестиугольников. Попадись им тогда работа московских ученых, они бы очень удивились: картинка совпадала с точностью до молекулы.

Так был открыт фуллерен.

Его полное научное название звучит коряво — бакминстерфуллерен, названный так в честь Ричарда Бакминстера Фуллера, американского философа, ученого, инженера, архитектора и поэта. Он родился в 1895 году, а умер в 1983-м, за два года до экспериментов Крото и Смолли.

Интересно, что Фуллер не был химиком или физиком. У нас он известен разве что историкам архитектуры. Дело в том, что по его проекту был выстроен павильон США на монреальской выставке ЭКСПО-67. Павильон представлял собой купол из шестигранных ячеек, этакий огромный футбольный мяч. Между тем Фуллер знаменит не только разработкой так называемых «геодезических» куполов. Его считают одним из самых ярких мыслителей XX века. Достаточно сказать, что в своих поисках гармонии между природой и архитектурными сооружениями он создал так называемую «синергетику» — дисциплину, системно объединяющую структурные характеристики пространственных форм и решающую задачи на стыках наук.

Химическая активность фуллеренов, их способность заключать в своих «оболочках» другие элементы сейчас используется в технологических процессах, связанных с созданием неизвестных доныне материалов с необходимыми нам свойствами. В их числе — новые разновидности сверхпроводников, полупроводников и материалы, в сотни раз прочнее стали, носители сверхплотной записи информации. Предполагается разработка технологии синтеза алмазов и сверхтвердых соединений, в том числе и тонких алмазных пленок. В перспективе — новые полимеры с невероятными для них электронными, магнитными и оптическими свойствами, нетрадиционные источники тока, катализаторы, материалы для лазеров… И это только ничтожная часть возможностей, открываемых фуллеренами для рывка на совершенно иной уровень развития науки и техники.

А самое главное — выяснилось, что фуллерены могут образовывать не только замкнутые фигуры, но также и трубки-тубулены. Такие молекулы представляют собой полые цилиндры, составленные из шестиугольников, а на конце «закрытые» полусферой из пятиугольных фрагментов. Вот эти нанотрубки и являются «кирпичиками» для ассемблеров. Именно они должны стать основой «рук»-манипуляторов, с помощью которых будут перемещаться атомы.

Что конкретно мы имеем на сегодняшний день? Ученые научились управлять протеинами клетки, перемещая их с помощью нанотрубок. Удалось сделать шарикоподшипники, двигатель и карданные механизмы, состоящие всего из трех с половиной тысяч атомов. На базе нанотрубок соорудили весы, которые могут взвесить вирус. Из органической молекулы создан транзистор размером в 1–2 нанометра, то есть в миллион раз меньше песчинки, причем использовалась технология «самосборки». Собрана самая маленькая логическая схема на основе двух транзисторов, построенных из отдельной молекулы углерода. С помощью искусственной ДНК стали манипулировать молекулами, пока, правда, еще не очень умело…

Весьма обнадеживающие достижения, не так ли?

Но и весьма пугающие…

Как же будет работать нанотехника? Сначала «наноруки», ведомые нанокомпьютером, соберут ассемблер. А тот, естественно, запрограммирован на атомную сборку других ассемблеров. Предполагается, что на один ассемблер пойдет около миллиарда атомов. Производительность — примерно миллион атомов в секунду. За четверть часа наноробот создаст свою точную копию. Медленно, да? Но не будем забывать, что у нас теперь две самовоспроизводящиеся машины, и минут через 15 их станет четыре. Теперь вспомните легенду об изобретателе шахмат, который попросил в награду положить на первую клетку одно зернышко, на вторую — два, на третью — четыре…

В общем, подсчитано, что за сутки наша планета накроется толстым одеялом из этих «ручек»…

Надо сказать, что сам Дрекслер ввел понятие «grey goo», которое переводится как «серая топь» или «серая слизь». Цепная реакция воспроизводства неуправляемых наномашин — кошмар, который грозит воплотиться в жизнь.

«Технологии XXI столетия, генетика, нанотехнология и роботика, настолько могущественны, что могут привести к совершенно новым типам катастроф и злоупотреблений, — замечает Билл Джой, основатель такого гиганта, как Sun Microsystems.

— Берегитесь, — продолжает он, — в нанотехнологиях гигантская мощь и гигантская угроза». Что ж, фантасты уже не раз и не два предупреждали об этом. В романе Вернора Винджа «Пламя над бездной» нанотехнологии хоть и позволяют герою одолеть злодеев, но там же рассказывается об истории благополучного мира, который нанороботы погубили.

А вот сам Эрик Дрекслер считает, что оснований для пессимизма нет. Рано или поздно, уверяет он, возникнет нанообщество, в котором будут работать одни ассемблеры. Люди же будут развлекаться в свое удовольствие. Перспектива весьма сомнительного свойства… В романе Майкла Муркока «Танцоры на краю времени» описано такое сообщество. Вся планета превратилась в лемовскую «интеллектуальную среду обитания», практически все атомы и молекулы — своего рода ассемблеры, которые выполняют любые желания человека. Другое дело, что людей осталось — по пальцам пересчитать…

Мы все еще мыслим категориями даже не двадцатого, а девятнадцатого века. Все открытия и изобретения, самые революционные, не посягали на основу цивилизации, хотя порой грозили ей гибелью. Нам кажется, что прогресс будет двигаться линейно — то есть автомобили завтра будут быстрее и экологичнее, самолеты — надежнее, лекарства — эффективнее… Но будущее, в которое мы стремительно погружаемся, сулит иное. Близится время «страшных чудес», и надо встретить его во всеоружии разума.