Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий
Шрифт:
Сильно сокращенный вариант этой концепции Дрекслер и изложил на заседании сенатской комиссии. Американские сенаторы, как и подавляющая часть чиновников в других странах мира, далеки от науки, о химии и физике со школьной скамьи они сохранили лишь самое общее впечатление: есть атомы, которые непонятным образом объединяются в молекулы, которые еще более непонятным образом взаимодействуют между собой с образованием разных продуктов, по большей части вредных. Но они сразу ухватили суть предложенной на их рассмотрение идеи: атомы можно просто слепить между собой и получить таким образом любую нужную нам структуру, материал или устройство. И при этом – никаких отходов! Откуда брать атомы? Не вопрос, со склада, конечно. В одном отсеке хранятся атомы водорода, в другом – кислорода, в третьем – ну как там бишь его… Действительно, в чем проблема? Все вокруг состоит из атомов, так утверждают ученые,
Дрекслер развеял все сомнения, приведя уже известное вам высказывание Ричард а Фейнмана. Он не стал уточнять, что прославленная впоследствии речь Фейнмана была произнесена в неформальной обстановке предновогоднего ужина Американского физического общества в Калифорнийском институте технологии, не сказал ничего и о реакции собравшихся. Как вспоминал один из участников того собрания американский физик П. Шликта: “Реакцию зала в общем и целом можно назвать веселой. Большинство подумало, что докладчик валяет дурака”. Для этого у них были основания, ведь Фейнман был известен как большой шутник. Недаром его автобиографическая книга носила название: “Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман?” Однако Фейнман через несколько лет опубликовал эту речь, а что написано пером, то не вырубишь топором.
Мнение нобелевского лауреата, пусть уже и скончавшегося, – весомый аргумент для сенаторов. Дрекслер рассказал также об эксперименте Эйглера, который в тот момент был единственным и невоспроизведенным, и прозрачно намекнул на то, что аналогичными исследованиями занимаются японцы. Японцы – еще один весомый аргумент, они ребята серьезные, а ну как еще раз обставят американцев.
В общем, нанотехнологии заслужили одобрительную оценку сенаторов. Никаких оргвыводов, однако, сделано не было, но идея пустила корни.
Наступил длинный антракт, в котором я продолжу рассказ о Дрекслере и его концепции. В истории развития любой технической идеи есть период мечтателей – чистых душой, бескорыстных людей, чьи мысли устремлены в будущее. Реализовать пропагандируемые ими идеи они не могут из-за недостаточного уровня развития техники, вот они ничего и не делают. И соответственно ничего с этого не имеют, кроме разве что гонораров за написанные ими книги, по сути научно-фантастические. Таким мечтателем был, например, в космонавтике Константин Эдуардович Циолковский. Дрекслера я бы к мечтателям не отнес, потому что из идеи нанотехнологии он выжал все, на что был способен.
В 1991 году он защитил диссертацию о возможности использования молекулярных нанотехнологий для решения вычислительных задач, столь же умозрительную, как и его книга. А в 1986 году он вместе со своей женой основал Институт форсайта, главной миссией которого была подготовка общества к эре нанотехнологий. Дело в том, что у Дрекслера, как и у большинства пророков, идея светлого будущего идет в связке с идеей конца света, к которому всем и надлежит готовиться.
В своем бестселлере Дрекслер рассмотрел ситуацию, когда функционирование сообщества нанороботов перейдет в режим производства ради производства, безудержного накопления средств производства – самих нанороботов, когда вся их деятельность сведется к увеличению собственной популяции. Идея, впрочем, не нова и почерпнута у того же Айзека Азимова, такой вот бунт машин эпохи нанотехнологий. Атомы для собственного строительства нанороботы могут получить только из окружающей среды, поэтому разборщики начнут разбирать на атомы все, что попадется под их хваткие манипуляторы. В результате по прошествии какого-то времени вся материя и, что самое обидное для нас, биомасса превратятся в скопище нанороботов, в “серую слизь”, как образно назвал ее Эрик Дрекслер.
Идея эта, именно из-за своей образности и апокалипсичности, очень понравилась журналистам и кинематографистам и при отсутствии реальных достижений в манипулировании атомами постепенно вышла на первый план как в выступлениях самого Дрекслера, так и журналистов СМИ о будущих нанотехнологиях.
Между тем начался второй акт нашей истории. Одну из ключевых ролей в нем сыграл Михаил Роко, биоинженер по образованию, защитивший в 1976 диссертацию в Политехническом университете Бухареста и перебравшийся в 1981 году в США, в Университет Кентукки, где он занимался изучением наночастиц. Вследствие широты образования и научных интересов у Роко сложилось свое представление о нанотехнологиях как новой области знания, лежащей на стыке физики, химии и биологии и имеющей огромный потенциал применения в самых разных областях – здравоохранении, сельском хозяйстве, химической промышленности, информационных технологиях, энергетике и т. д. Перейдя в 1995 году на работу в Национальный научный фонд США, Роко постепенно собрал группу единомышленников, и они стали готовить план программы, получившей в будущем название Национальной нанотехнологической инициативы. Роко же принадлежит счастливая идея привлечь к работе над программой такого научного “тяжеловеса”, как Ричард Смолли.
Смолли для начала в пух и прах разнес концепцию Дрекслера. Впрочем, для этого не надо быть нобелевским лауреатом, любой грамотный химик увидит все “проколы”, если даст себе труд немного подумать. Первый аргумент Смолли назвал “липкими пальцами” – по части образности он мог потягаться с Дрекслером. Суть его состоит в следующем: манипулятор, “захвативший” атом, соединится с ним навеки вследствие химического взаимодействия. Дрекслер не учел, что большая часть атомов – чрезвычайно активные частицы, немедленно вступающие в реакцию со всем, что попадется им на пути. (Истоки этой распространенной ошибки мы с вами рассматривали в главе, посвященной Фарадею и наночастицам золота.) Укрепил его в этом заблуждении эксперимент Эйглера. Но ведь Эйглер использовал атомы ксенона, те действительно инертны, попробовал бы он сделать что-нибудь подобное с атомами водорода или кислорода – у него бы ничего не получилось.
Второй аргумент формулируется также очень коротко: число Авогадро. Возьмем уже привычный нам объект – золото. В одном кубическом сантиметре золота содержится приблизительно 6x1022 атомов золота. За сколько времени можно собрать такой кубик из атомов? В восьмой главе я специально указал производительность совершенных природных молекулярных машин по сборке ДНК и белков – за секунду они укладывают не более нескольких десятков блоков. Но предположим, что нам удалось создать наноробот, который может укладывать по миллиону атомов в секунду. В этом случае на сборку кубика объектом в один кубический сантиметр он затратит… два миллиарда лет. Даже если мы поставим к станку миллион таких нанороботов, нам не хватит жизни, чтобы дождаться результата их трудов.
Невозможен, к счастью, при ближайшем рассмотрении и сценарий “серой слизи”. Если, несмотря на все сказанное выше, вы еще верите в возможность сборки чего-либо существенного из атомов, задумайтесь над двумя обстоятельствами. Во-первых, у описанных Дрекслером репликаторов не хватает сложности для создания себе подобных устройств. Так как вы уже наверняка устали от химии, давайте обратимся к аргументу из более близкой сердцу каждого области информатики. Репликатор Дрекслера состоит приблизительно из ста миллионов атомов. Этого мало даже для создания управляющего процессом сборки компьютера, даже для его памяти. Если предположить недостижимое – что каждый атом несет один бит информации, – то объем этой памяти будет 12,5 мегабайта, а этого, как вы понимаете, слишком мало – едва хватит на одну хорошую “картинку”. Во-вторых, у репликаторов возникнут проблемы с сырьем. Элементный состав электромеханических устройств принципиально отличается от состава объектов окружающей среды, и в первую очередь от биомассы. Поиск, извлечение и доставка атомов необходимых элементов, требующие огромных затрат времени и энергии, – вот что будет определять скорость воспроизводства. Если спроецировать ситуацию на макроразмер, то это то же самое, что собирать станок из материалов, которые необходимо найти, добыть, а потом доставить с различных планет Солнечной системы. Недостаток жизненных ресурсов ставит предел безудержному распространению любых популяций, куда более приспособленных и совершенных, чем мифические нанороботы.
Покончив навсегда, как им казалось, с концепцией Дрекслера и вычистив всю “дрекслеровщину” из проекта программы, инициативная группа приступила к продавливанию проекта во властных структурах; упомянутое ранее выступление Смолли перед палатой представителей конгресса США было лишь одним из этапов. Ситуация им благоприятствовала. Экономика США находилась в фазе роста и готовности к инвестициям в новые технологии. У Билла Клинтона подходил к концу срок его президентства, запомнившегося в основном скандалами, связанными с его амурными похождениями, попытками импичмента, покаянием со слезами на глазах перед всей нацией, несколькими “маленькими победоносными войнами” в республиках распавшейся Югославии и бомбардировками Белграда, предпринятыми с очевидной целью отвлечения внимания американской общественности от всего предыдущего. Клинтону хотелось сделать напоследок что-то позитивное и эпохальное. Отдадим ему должное: он сделал правильный выбор. 21 января 2000 года, выступая в Калифорнийском технологическом институте, Клинтон официально объявил о выделении в 2001 году пятисот миллионов долларов на программу Национальной нанотехнологической инициативы (ННИ) – беспрецедентное финансирование для научно-технологического проекта.