Карликовые технологии |
Над Флоридой, где все еще хозяйничают кастристы, клубится сладкий дым запретных нанотехнологий.
Мэри Шелли. Паутина
Фантазия, бред или научное пророчество?
Предсказание будущего — вещь неблагодарная. Определенные события, явления крупного масштаба или судьбу отдельной личности детально и с указанием подробностей (что случится, где и когда) предвидеть трудно. Поэтому многие прорицатели (например, Нострадамус) преподносили свои пророчества в стихотворной, иносказательной форме. Предсказать далекое будущее гораздо легче, нежели то, что случиться завтра, — аксиома футурологии. Однако в истории человечества все-таки встречались уникальные личности, которые могли предвидеть «близкое и далекое» (Иисус из Назарета, прорицательница Ванга).
Попытки предсказать, каково будущее научно-технического прогресса, думаю, читателю известны. Немало ученых, политиков и писателей-фантастов предлагали свои варианты. То, что часть из них осуществилась, — дело одно. А вот несуразность или необычность некоторых предсказаний картин Грядущего поражает воображение не меньше, чем их авторство. Например, многие серьезные «научные умы» конца ХIX — начала XX века предполагали, что самой сложной технической проблемой в XX веке станет утилизация навоза возрастающего поголовья лошадей. Альберт Эйнштейн в 30-х годах заявил, что атомную энергию человечество сможет использовать лет через 100, никак не раньше. Великий физик не подозревал, что Хиросима и Нагасаки существенно сдвинут временную планку его прогноза (кстати, не прошло и десяти лет после упомянутого заявления, как благодаря именно письму Эйнштейна президенту США, в этой стране начались работы по созданию ядерного оружия — прим. ред.). Поэтому каждый, кто собирается прорицать, должен быть готов примерить колпак с бубенчиками. Может, еще и по этой причине цари держали при себе шутов и юродивых?
Модели будущего всегда были экстравагантны и зависели от настоящего: социальных, политических, научно-технических и других текущих условий. Если обобщить, то в прошлом столетии футурологи предложили всего две глобальные модели: грандиозно-космическую и компьютерно-зависимую.
Первая предполагала повальное заселение планет Солнечной системы и освоение Галактик. «Если бы в середине шестидесятых кто-нибудь заикнулся, что новое тысячелетие люди встретят, так и не ступив на поверхность Марса, — его наверняка подняли бы на смех», — сказал писатель-фантаст Кирилл Еськов.
Вторая модель появилась позднее и базировалась на стремительном прогрессе компьютерных технологий. Причем в апогее компьютеризации люди попадали в зависимость и рабство к «бездушным ЭВМ». Карел Чапек, родоначальник теории бунта машин (роботов), создавая свою пьесу «R.U.R.», и не подозревал, что в конце ХХ столетия его вроде бы простая идея воплотится в разрушительного «Терминатора» или более совершенную, шокирующую «Матрицу».
Человечество ступило в ХХI век, имея систему будущего, где детали первой и второй модели соединились. Освоение космоса продолжается (правда, уже не такими темпами, как в годы «холодной войны»), а благодаря миниатюризации, стремительными темпами идет развитие компьютерных технологий. Академик МГУ В. Садовничий определил особенности нового века технологий так: «Если раньше все измерялось в долях миллиметра, в микронах, долях секунды, то сейчас носителем информации может быть один электрон. В такие технологии сможет вписаться не каждая страна». Эти слова подтверждает аналитик Михаил Антонов, и уточняет: «Наше время — это начало эры нанотехнологий, имеющих дело с отдельными атомами и молекулами, современная новейшая электроника оказывается устаревшей и уступает место молетронике (молекулярной электронике — прим. авт.). Это позволяет, в частности, создавать миниатюрную вычислительную машину с быстродействием в миллиарды раз (!) большим, чем у самого мощного современного суперкомпьютера и даже у всех ЭВМ, существующих ныне на планете… В военном отношении страна, располагающая такими компьютерами, станет абсолютным гегемоном, ей будет доступно такое оружие, которое сделает ракеты с ядерными боеголовками анахронизмом. Ясно, что такие компьютеры не создать, орудуя молотком и зубилом».
Возможно, поэтому в России уже существует «Институт нанотехнологий». Англия издает журнал «Нанобиология», а во Франции действует клуб нанотехнологов. Даже знаменитые обладатели «плаща и кинжала» — ЦРУ (на пару с Пентагоном — прим. ред.) — имеют отдел по сбору информации и опеке некоторых компаний, ведущих разработки в нанообласти. А таких компаний в Стране восходящего солнца, Старом и Новом Свете в последнее время появляется очень много — растут, как грибы после дождя.
Возникает вопрос: неужели все так серьезно? Действительно сегодня существуют более высокие технологии, чем те, о которых мы знаем из средств массовой информации?
Карлики в стране великанов
В прошлом году компанией Startemup.com были подведены итоги очередного конкурса бизнес-планов. В нем участвовало около 300 оригинальных проектов, авторы которых ищут финансирование. Крупные фирмы, стремящиеся вложить свои деньги в передовые технологии, внимательно следят за подобными «фестивалями идей». Одним из двух победителей оказалась компания Potentia Pharmaceuticals, которая занимается протеомикой (изучением протеинов), внедрением нанотехнологий и искусственного интеллекта в процесс изучения белков и открытия новых лекарств.
Обратив внимание на области исследований, представленных на конкурсе, можно догадаться, что лидирующее положение занимают генная инженерия, биотехнологии и нанотехнологии. Если с первыми двумя мы сталкивались и имеем о них кое-какое представление (базовое, на уровне школы — РНК, ДНК и т. д.), то о нанотехнологии слышал далеко не каждый. Что же это такое?
Nannos («нано») в переводе с греческого означает «карлик». Отсюда и единицы измерения, пришедшие к нам из мира карликов, — нанометр (10-9 м). Сама же идея «карликовых технологий» родилась в 1959 году в голове известного физика, нобелевского лауреата Ричарда Фейнмана. В те времена он высказал невероятную мысль о том, что вскоре появится возможность манипулирования отдельными атомами, молекулами и даже живыми клетками. Складывая атомы как кирпичики, человечество сможет синтезировать любое вещество. К его словам тогда не прислушались. Взоры всех были устремлены в космические просторы.
Лишь через 22 года в стенах широко известной компании IBM с помощью туннельного микроскопа ученым удалось «разрыть вещество» по одному атому и перенести «кирпичики мироздания» в другое место. Этот эксперимент явился той самой искрой, из которой возгорелось пламя нанотехнологий. И то не сразу. Искра скорее была похожа на тлеющую головешку. Поначалу исследователи просто-напросто составляли из отдельных атомов неприличные слова, изощрялись в остроумных фразах. Однако в этом, казалось бы, весьма простом факте, энтузиаст-аналитик Эрик Дрекслер усмотрел Великое Будущее и объявил всему миру о рождении технологии, предсказанной Фейнманом. Сам Декслер еще в 1979 году предлагал конструировать из атомов молекулярные машины, работающие в живых клетках (были сформулированы научно обоснованные принципы создания подшипников и зубчатых передач, состоящих из отдельных «композиций» атомов — прим. ред.). Эти наномашины, по его словам, могли бы заменить лекарственные препараты, чистить сосуды и удалять опухоли. Кроме того, они, следуя заложенной программе, оказались бы способны воспроизводить себе подобных и чинить поломанных «собратьев»... С тех пор Декслера считают отцом нанотехнологий, а наномашины позднее назвали сборщиками, или ассемблерами. Удивительная игра слов и ассоциативная связь с программированием. Не правда ли?
А может, шарлатанство?
Нанотехнологиям пророчат будущее во всех областях науки: электронике, биологии, медицине, химии, сельском хозяйстве и т. д. Мечта человечества о жизни, где все за него делают роботы, осталась — с трансформацией последних в нанороботов. Эдаких трудолюбивых карликов в стране великанов. Эти техногномы будут очищать организм человека, лечить, снабжать пищей, водой, синтезировать необходимые материалы. К чему, например, огромный завод по переработке целлюлозы? К чему огромные молочные фермы? Ведь все умещается на кончике иглы. Добавив сюда наноэлектронику, мы получим человека, напичканного нанокомпьютерами, средствами связи и прочими информационно-коммуникационными наноэлементами.
Какая же роль отводится homo sapiens? Лежать, смотреть все каналы ТВ, пропускать через себя потоки информации, общаться по Великой Сети… короче, физически деградировать. «Чем не «Матрица»?» — утверждают пессимисты. Весьма популярна у зарубежных футурологов также другая альтернатива будущего, а именно теория «серой слизи». Наномашины, постоянно размножаясь и воспроизводя себе подобные наномолекулы, в короткий срок покроют всю Землю толстым слоем, именуемым «серой слизью» (видимо, по аналогии с «серым веществом»). Это приведет планету к экокатастрофе. Специалисты даже подсчитали: ассемблер может создать свою копию за 15 минут. (На самом деле мысль о «серой слизи» глупа — ведь не покрыли же Землю до сих пор толстым слоем бактерии, размножающиеся такими же темпами. Все дело в том, что наномашинам, как и бактериям, для воспроизведения чего-либо нужна некая питательная среда, своеобразный конструкционный материал, из которого они способны созидать нечто по заданной программе. При отсутствии питательной среды как обязательного условия функционирования, ни о какой продуктивной работе наномашин не может быть и речи. — Прим. ред.).
Однако реалисты настроены более скептически. Нет, они не отрицают — нанотехнологии развиваются. Но пока все это выглядит довольно примитивно. С помощью туннельного микроскопа выложен логотип IBM высотой в восемь атомов. Создана нанокоробочка, крышка которой открывается и закрывается при подаче слабого импульса.
Куда больший интерес представляет атомный триггер, состоящий из одного атома кремния и двух атомов водорода. Заставляет призадуматься и результат эксперимента немецких физиков из института биохимии им. Макса Планка по сращению и передаче сигнала из живой клетки в полупроводник на основе кремния. Это открытие, которое по существу создает возможность соединения живой ткани и электронных устройств, сможет в дальнейшем служить основой для разработок «интеллектуальных» протезов, где будет осуществляться двусторонняя связь между электронными управляющими схемами и нервной системой. Неплохим достижением можно считать создание шарикоподшипника и двигателя, состоящего из 3.5 тыс. атомов. Но все это пока начало. В прямом и переносном смысле этого слова.
Чтобы собрать наномашину нужна не человеческая рука. Нужны нанороботы, размером с нанометр и способные к переносу и сборке атомов. «Вознаграждение размером в $250 000 получит тот, кто создаст подобную «молекулярную руку», — заявила дирекция Foresight Institute. (Основная проблема такой «молекулярной руки» — тепловые колебания ее атомов. По крайней мере, на теоретическом уровне :-) проблема уже разрешена — «рука», состоящая из углеродной нанотрубки диаметром 30 нм, будет иметь тепловые колебания на уровне половины диаметра атома. — Прим. ред.). И даже если это произойдет, возникают проблемы другого рода: как наномашины смогут ориентироваться в пространстве, как им удастся распознать нужные атомы, и откуда они будут брать энергию.
Процесс пошел
На сегодняшний день реальный конечный продукт, где используется нанотехнология, — это матрицы для производства DVD-дисков. Поэтому героям приключенческих игр Metal Gear, Deus Ex или девушке Коноко из игры ONI остается только похвастаться своими уникальными способностями. Наномашины существуют пока лишь только в их телах. (Хм, здесь автор как-то не заметил, что уже существуют микросхемы, выпущенные с технологическим допуском 0.09-мкм, что составляет 90 нанометров, а производители уже массово готовятся к переходу в ближайшем будущем на 0.065-мкм технологию. Да и производимые сейчас в массовом количестве по технологии 0.18- и 0.13-мкм микросхемы недалеки от истинных нанотехнологий, ведь 0.13-мкм — это всего лишь 130 нанометров. Не так уж много, согласитесь. — Прим. ред.)
Все вышеизложенное многим покажется невероятной технической фантасмагорией. Но вспомним про знаменитого мастера Левшу, сумевшего подковать аглицкую блоху более двух столетий назад. Не он ли, Левша, был первым Гулливером в стране Лилипутов, первым человеком, ступившим на тропу нанотехнологий? В ХХ веке появились и другие шедевры: роза, вырезанная на человеческом волосе, или работающий электромотор на торце комариного хоботка. Однако представим себе, что таких вот моторчиков, куда более меньших, сделано миллионы, миллиарды и помещены они в кровеносные сосуды человека. И заставили их работать по программе: очищать сосуды от тромбов, холестериновых бляшек, уничтожать раковые опухоли, измельчать почечные камни и т. д. (нечто похожее было в фильме Спилберга «Внутреннее пространство»). Может, тогда и появится такая специальность, как нанотерапевт! Врач, который при осмотре пациента, скажет: «Ну-с, голубчик, ваши «наники» нужно подзарядить. Кстати, недавно у меня появилось новое лекарство — «наники» под управлением Linux-Life. При гриппе они просто незаменимы. Куда там Windows Medic… Ну, как-с? Делать инъекцию?»