О нанотехнологии - популярно

  8-9 декабря 2004 года в городе Фрязино Московской области состоялась Международная научная конференция "Нанотехнология - производству", в которой участвовали 160 специалистов из пяти стран (России, Беларуси, Германии, Италии и Канады) и нескольких десятков институтов и университетов. Участники обсудили принципы организации международного сотрудничества в интересах внедрения нанотехнологии в производственную сферу. Прошедший форум наглядно показал, что эта новая и исключительно перспективная область деятельности уже вышла из стен академических кабинетов на широкий простор практического использования.

СЕНСАЦИОННОЕ ЗАЯВЛЕНИЕ

   В 1992 году американский физик К. Эрик Дрекслер выступил в сенате США с сенсационным заявлением: современная наука подошла к такому рубежу, за которым все проблемы, стоящие перед человечеством - голод, загрязнение окружающей среды, смертельные болезни и нищета - будут успешно преодолены! Ключом к этому светлому будущему, подчеркнул Дрекслер, послужит нанотехнология ("нано" - по-гречески "карлик" - означает единицу измерения, равную одной миллиардной доли метра).
   Речь шла о вполне реальном создании микроскопических машин размером с молекулу (!), которые Дрекслер называет "ассемблеры" (от английского слова "ассембл" - собирать, монтировать).   Их, в принципе, можно запрограммировать на воспроизведение себе подобных в безграничном количестве. В конечном счете, людям не придется делать ничего - все, что нужно для жизни, будут автоматически создавать ассемблеры из дешевых природных материалов. С помощью этих чудесных устройств удастся конструировать молекулы определенных химических веществ, помещать их в соответствующую среду и осуществлять реакции синтеза для получения структур практически любой сложности.

 МОЖНО ЛИ СРАВНИТЬСЯ С БОГОМ

   Предложенная Дрекслером идея, в принципе, не нова. Еще в 1959 году Нобелевский лауреат  Ричард Фейнман высказался в том смысле, что когда ученые научатся манипулировать отдельными атомами, они смогут синтезировать абсолютно все! Людям, например, не придется больше мучиться сердечно-сосудистыми болезнями, поскольку ассемблеры, циркулируя по кровеносным сосудам, будут постоянно расчищать закупоренные артерии. Человечество навсегда покончит с нищетой, ибо крошечные монтажники соберут из атомов любые мыслимые структуры, конструкции и объекты. Ассамблеры позаботятся о чистоте окружающей среды, абсорбируя (поглощая) загрязнители и разлагая их на нейтральные элементарные "кирпичики". Американский экономист Дэвид Фридман уже предвидит будущий мир, в котором "пищевые ассемблеры" обеспечат людей любыми продуктами, а источники сырья, за исключением, быть может, находящихся на иных планетах, не потребуют практически никаких капиталовложений.
   Короче говоря,  "наноутопия" вовсе не такая несбыточная вещь, как может показаться, хотя, конечно, она слишком хороша, чтобы быть подлинной правдой. В самом деле, разве это возможно - обеспечить обилие пищи, отличное здоровье людей, крышу над головой каждому человеку и - неограниченное свободное время для отдыха и собственного самосовершенствоаания? Поэтому была вполне правомерной категорически отрицательная реакция многих ученых на идеи Дрекслера, ибо то, что он предлагает, сравнимо лишь  с могуществом Господа Бога!
   Вместе с тем, нанотехнология базируется не на абстракциях, а на реальных достижениях современной науки, особенно генетики, оперирующей микроскопическими объектами.

ПИОНЕР НАНОТЕХНОЛОГИИ

   Более четверти века назад пионер нанотехнологии доктор К. Эрик Дрекслер задумался над вопросом: насколько умножилось бы могущество человека, если бы он научился конструировать из атомов протеиновые (белковые) молекулы и другие биологические микроструктуры? Пытаясь поставить на реальную основу эту проблему, исследователь уподобил действия механических ассемблеров живой клетке, постоянно воспроизводящей саму себя по совершенно определенной программе. Первую свою основополагающую работу под названием "Микромеханизмы созидания" Дрекслер опубликовал в 1986 году. Получив степень доктора философии в области молекулярной нанотехнологии, Дрекслер возглавил в 1989 году Институт новейших технологий и начал читать свой первый учебный курс по новому направлению. Один из проектов Дрекслера тех лет заключался в создании своего рода посредника между растениями и животными. По его замыслу специальные ассемблеры должны были бы повторить  процесс преобразования растительной пищи в мясную массу, как это происходит у травоядных животных. Скептики, разумеется, встретили проект в штыки, полагая, что воспроизвести природную суть пищеварения, по крайней мере сейчас, невозможно. Через несколько лет после обнародования сенсационных идей Дрекслера наука сделала первые реальные шаги в освоении нового направления. В частности, компания Ай-Би-Эм разработала сканирующий туннельный микроскоп с рабочей частью шириной всего в один атом! По словам профессора физики Бирмингемского университета (Алабама) Ричарда Палмера, этот инструмент "может проталкивать атомы в любом направлении, подобно искусному игроку в бильярд, загоняющему шары в лузу". Таким образом, ученые сегодня в состоянии "нанизывать" атомы на заранее заданный каркас сложной молекулы. Во всяком случае, специалисты компании Ай-Би-Эм уже сумели "собрать" молекулярную структуру из 35 атомов ксенона!

АЛХИМИКИ ХХl ВЕКА

   Наиболее  последовательные сторонники реальности нанотехнологии высказывают уверенность в принципиальной возможности перестановки атомов в веществе самым невероятным образом. Нетрудно представить, к чему это приведет. Скажем, мечты алхимиков Средневековья о превращении одних химических элементов в другие в этом случае станут обыденной реальностью! Ученые работают над медицинскими полимерными материалами, на которые наносятся микроскопические риски. Накладывая эти материалы, например, на поврежденные сухожилия, удается быстро и легко заживлять раны.

   Нет необходимости говорить о шквале критических стрел, обрушивающихся на энтузиастов нанотехнологии. Но об одной из них следует упомянуть особо. Имеются в виду опасения по поводу развития нанооружия. Несомненно, это будет воистину страшная угроза человечеству. Недаром американский сенат намерен обсудить возможности нанооружия, например, для "растворения" вражеских танков микроассемблерами, расщепляющими молекулы на отдельные атомы. Ученые оценивают плюсы и минусы нанотехнологии, но все же склоняются в пользу преобладания плюсов. Дабы уменьшить риск от внедрения в практику этого направления, предлагается установить пределы репликации (воспроизведения) ассемблерами себе подобных.
   Наибольший эффект от освоения нанотехнологии специалисты видят в медицине. Крошечные медицинские инструменты и микророботы на компьютерных системах обещают подлинную революцию в искусстве исцеления людей. Ассемблеры, помимо устранения тромбов в кровеносных сосудах, смогут циркулировать по организму и поглощать или уничтожать больные клетки. Оснащенные микрокомпьютерами, ассемблеры будут сигнализировать врачам о неполадках в том или другом внутреннем органе. Они помогут заживлять раны и даже наращивать утраченные органы, а может быть, и дойдут до такого совершенства, что обеспечат восстановление всего организма человека целиком!

КОНЕЦ ВОЙНАМ

   Несомненно, нанотехнология радикально изменит и социальную структуру населения нашей планеты. Поскольку любая страна сможет творить собственные богатства, отпадет вековая традиция междоусобных войн.
   Противники нанотехнологии упирают на принципиальное различие между живыми объектами и микромашиной. Живое существо согрето искрой жизни, а сможет ли ассемблер высечь эту искру в своих творениях? Будет ли он способен одухотворить жизнью  созданное им существо? Разумеется, сейчас невозможно ответить на эти вопросы, как и на упрек скептиков относительно неустойчивости атомов при обычной температуре. Действительно, во избежание недоразумений на этот счет, формирование структуры из 35 атомов ксенона, о чем говорилось выше, проходило в вакууме и в условиях сверхнизких температур.

Критики нанотехнологии считают, что изощренные ассемблеры с одинаковым успехом будут создавать совершенные структуры и полнейший хаос. Действительно, если они начнут "размножаться" совершенно бесконтрольно, то рано или поздно станут реальной угрозой человечеству. Понятно, что, например, при безграничном увеличении численности пищевых ассемблеров вся планета может покрыться гниющей говядиной! Однако, рассуждая подобным образом, мы можем впасть в заблуждение. В самом деле, если бы Альберт Энштейн предвидел ядерный кошмар Хиросимы и Нагасаки, то вряд ли он преуспел бы в разработке своей знаменитой теории относительности. Может быть, и в нанотехнологии мы уподобляемся легендарным смельчакам, открывшим ящик Пандоры? Но прогрессивная поступь  науки не знает отступлений. Да и что было бы, если, к примеру, люди отказались бы от железных дорог и паровозов из-за опасений повредить психику пассажиров (о чем, кстати, вполне серьезно  предупреждали некоторые ученые)?
   Как бы там ни было, а нанотехнология уже делает  свои первые шаги. Значительные усилия в этом направлении прилагают сотрудники специальной лаборатории Массачусетского технологического института в США. Они конструируют из микродеталей  механических "насекомых", на которых отрабатывают простейшие манипуляции в микромире.

Юрий Чернов
"Тайны ХХ века"

   После прочтения статьи возникает вопрос: а где в таком мире место человеку? В условиях "нанозамещения" человеку не выжить! Наивно думать, что заинтересованные лица предпочтут внедрение нанотехнологий исключительно в области облегчения и спасении жизни человека.  Так что, дорогое человечество, наслаждаемся пока "живым" миром - на смену ему идет искусственный.