Вызовы будущего



страница1/16
Дата16.11.2016
Размер3.58 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16
Антон ПЕРВУШИН
ВЫЗОВЫ БУДУЩЕГО
СОДЕРЖАНИЕ
Пролог. Главное — без паники!

Часть 1. Технологические угрозы XXI века

Воспоминания о будущем. Нанотехнологии — чудо или гибель? Жизнь в виртуальной реальности. Эволюция номер два. Хищные вещи века. В тисках энергетического кризиса. Энергетика будущего. Возможен ли новый Чернобыль? «Черный» август энергетики. Экономика должна быть экономной? Превосходство в воздухе. Война за позиционирование. Тесный космос. Кто полетит на Марс? Угроза из космоса.

Часть 2. Военные угрозы XXI века

Сетевая война. Роботы на поле боя. Истребитель пятого поколения. НПРО: реалии нового мирового порядка. «Ось зла» — мифы и реальность. «Чудо-оружие» России. Вопросы и уроки российско-грузинской войны. Надувная армия. Варианты Третьей мировой: США против Ирана. Варианты Третьей мировой: Индия против Пакистана. Варианты Третьей мировой: НАТО против России.

Эпилог. Причин для паники нет!

Список использованных источников и литературы

ПРОЛОГ

ГЛАВНОЕ — БЕЗ ПАНИКИ!
Емкий девиз «Без паники!» стал на короткое время очень расхожим, после того как по кинотеатрам мира прошел фильм «Автостопом по Галактике», снятый по искрометной книге английского фантаста Дугласа Ноэля Адамса. Однако сегодня, в условиях экономического кризиса, этот девиз многие позабыли — и совершенно зря!

Во-первых, периодические кризисы в экономике — явление вполне нормальное и обусловленное объективными процессами, которые описал еще в середине 1920-х годов русский экономист Николай Кондратьев (так называемая «теория циклов экономической конъюнктуры»). Во-вторых, любой кризис имеет и позитивные моменты: например, доказано, что именно в периоды кризисов появляются прорывные технологии, меняющие уклад жизни в сторону большего комфорта. В-третьих, к нынешнему кризису развитые страны оказались более подготовленными, чем ко всем предыдущим: если в ХХ веке каждый решал свои проблемы в одиночку, то сегодня преобладает желание выбираться из экономической ямы вместе, не загоняя тех, кто послабее, в Великую депрессию. Так что без паники! Согласно Кондратьеву, уже к 2015 году кризисные явления полностью сойдут на нет, и нас ждут многолетний экономический рост и очередная научно-техническая революция.

В то же время на пике кризиса безответственные журналисты и публицисты разжигают панику, создавая видимость вселенской катастрофы. Откроешь любую газету, а там сплошной ужас: пугают то глобальным потеплением, то глобальным похолоданием, то перенаселением, то энергетическим коллапсом, то монстрами из пробирки, то нашествием боевых роботов. Вспомнили даже о календаре майя, который обрывается в 2012 году, и сразу сделали вывод, что именно тогда нас ждет полный и окончательный Армагеддон.

А ведь совсем недавно нас пугали «концом света», связанным с пресловутой «Ошибкой 2000». Ну и где тот «конец»? Компьютеры вырубились? Самолеты упали? Атомные электростанции взорвались? Нет? Удивительно даже...

Между прочим, на решение «проблемы 2000» были затрачены десятки миллионов долларов, а количество панических публикаций на эту тему не поддается исчислению. Даже фильм в Голливуде сняли соответствующий.

Мир уцелел? Значит, уцелеет и в этом кризисе.

Я утверждаю: большинство катастрофических прогнозов, которые сегодня активно тиражируются средствами массовой информации, имеют столь же отдаленное отношение к реальным угрозам, как и «Ошибка 2000». То есть они настолько же виртуальны и могут быть использованы разве что в качестве фантастического допущения при создании очередного голливудского блокбастера. При этом, однако, катастрофические прогнозы вызывают сопутствующую деятельность, которая поглощает ресурсы, в том числе интеллектуальные. Буквально на пустом месте возникает серьезная проблема: для преодоления кризиса нужна предельная концентрация ресурсов, а они бестолково растрачиваются на предотвращение иллюзорных опасностей.

Вспомним историю Советского Союза. Сколько энергии, сил, средств было потрачено на борьбу с внутренними врагами, которыми зачастую объявляли вполне нормальных и лояльных режиму граждан. В конечном итоге именно ненависть к государству, которое не умело жить в мире не только с соседями, но и со своим народом, разрушила СССР.

Тревожные ожидания подогреваются еще и с той целью, чтобы привлечь внимание к различным партийным программам и политическим декларациям, которые без истерических завываний о скорой гибели всего и вся выглядят пресновато. В свое время гитлеровцы активно эксплуатировали миф о грядущем перенаселении, которое приведет к голоду, и миф о размывании расовой чистоты, которое приведет к закату европейской культуры. Эти два мифа, сфокусированные линзой пропаганды, помогли им одержать победу на выборах, а затем и развязать новую мировую войну. Получается, что и в этом случае борьба с несуществующими угрозами привела к гибели одну из самых сильных держав мира.

Мы ведь не хотим, чтобы Россия повторила судьбу Советского Союза или Третьего рейха? А если не хотим, то надо остановиться, прекратить пустую болтовню, сесть за стол и спокойно обсудить имеющиеся угрозы, дав оценку каждой из них и отделив при этом иллюзорные «вызовы» от реальных. И главное — без паники! Ибо паника — самое последнее дело, когда речь заходит о вариантах будущего.

Книга, которую вы держите в руках, посвящена именно такому спокойному разговору. На ее страницах я собираюсь рассказать о наиболее популярных «вызовах будущего», которые в той или иной степени имеют отношение к России. Я покажу, почему целый ряд этих «вызовов» можно спокойно снять с повестки дня, и выделю те проблемы, которые требуют безотлагательного решения.

В этой книге нет политических оценок — мы будем исходить из того, что все политики так или иначе пекутся о процветании своих государств и о будущем своих сограждан, а значит, будут искать возможные решения существующих проблем. Намного важнее для обычного человека, не вхожего во властные структуры, определить, на какие проблемы стоит обращать внимание, контролируя деятельность власти предержащих, а на какие — нет. Эта книга позволит вам сэкономить время, деньги и нервы. Будущее ждет от нас разумного выбора, а не отчаянных метаний под влиянием инстинктов.

Я рассчитываю, что вы присоединитесь к обсуждению. Жду ваших замечаний и пожеланий по адресу apervushin@mail.ru

И главное — без паники!


Антон Первушин


ЧАСТЬ 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УГРОЗЫ XXI ВЕКА
Воспоминания о будущем

Обычный человек привык доверять прогнозам, хотя прекрасно знает, что ошибается даже Гидрометцентр.

Тем не менее если прогноз хорошо отвечает нашим собственным ожиданиям, мы готовы принять его без оговорок. Чем, кстати, сплошь и рядом пользуются астрологи и разнообразные «провидцы».

Научные фантасты и футурологи не эксплуатируют личные ожидания ― чаще всего они используют метод линейной экстраполяции, когда берется некая тенденция в науке, технике или политике и доводится до логического завершения (или до абсурда).

Хрестоматийный пример. Первые подводные лодки были построены задолго до того, как знаменитый французский прозаик Жюль Верн, считающийся основоположником научной фантастики, написал роман «Двадцать тысяч лье под водой» (1875). Однако все эти лодки не могли совершать длительные подводные переходы и не представляли серьезной опасности обычным военным кораблям. Жюль Верн экстраполировал технологию в будущее, присоединил к ней модную тогда идею двигателя на электроэнергии и сделал удивительно точное предсказание о том, что когда-нибудь появятся огромные боевые субмарины, способные совершать продолжительные автономные плавания и погружаться на километровые глубины. Однако при этом Жюль Верн допустил и серьезную ошибку, которая не позволяет отнести его роман к числу удачных футурологических прогнозов. Он не догадывался, что должен произойти качественный скачок в технологии производства и накоплении энергии, что только овладение энергией атома даст возможность построить подводную лодку с такими же фантастическими характеристиками, какие описаны в его тексте. Кстати, первая атомная субмарина, спущенная на воду в США в январе 1954 года, получила имя «Наутилус» в честь фантастического корабля, придуманного Жюлем Верном.

Точно так же знаменитый француз «попал пальцем в небо», попытавшись описать первый технически обоснованный межпланетный полет в дилогии, состоящей из романов «С Земли на Луну» (1865) и «Вокруг Луны» (1869). Писатель точно выбрал место для запуска (США, штат Флорида) и угадал численность экипажа космического корабля, но снова опростоволосился в главном ― не смог предсказать, что движущей силой космических полетов станут многоступенчатые ракеты, а не гигантские пушки. А всё потому, что в его эпоху многие ученые были уверены: ракета не способна развить вторую космическую скорость и выйти в межпланетное пространство. Понадобилось время, чтобы понять: ракеты являются наилучшим транспортным средством для начала космической экспансии. Но заметим, что сама дискуссия на эту тему началась в научном мире только после появления романов Жюля Верна. Великий француз неоднократно ошибался в своих прогнозах, однако даже его ошибки стимулировали развитие цивилизации, поднимая ее на новые высоты.

В конце XIX века писатели всё чаще стали выпускать утопические романы, в которых давалась обширная панорама того, как будет жить человечество через сто лет. То есть в отдельные технические детали уже никто не вникал ― фантастов и их читателей интересовало, как будет устроена повседневная жизнь людей в те времена, когда электричество, телефоны, авиация, скоростные поезда и автомобили станут частью повседневности.

Наибольших успехов на этом поприще добился забытый ныне французский писатель Альбер Робида, не только подробно описывавший мир будущего, но и проиллюстрировавший свои книги чудесными рисунками. В двухтомнике «20-й век» (1882) он тоже сделал несколько удивительно точных предсказаний. И тоже ошибся в главном. Например, он предсказывал, что со временем в Европе появятся мощные электрические станции, которые будут обслуживать целые страны, и за этими станциями будет нужен глаз да глаз, поскольку авария на них может привести к чудовищной катастрофе. В ХХ веке Париж, по мнению Робиды, должен был выглядеть весьма странно. Весь город сплошь опутан сетью электропроводов. В небе летают «воздушные яхты и кабриолеты». Они причаливают к «дебаркадерам» на крышах домов. Под землей и над землей проложены гигантские «трубы метрополитена и электропневмопоездов, что позволит людям пересекать Францию из конца в конец в короткое время». В каждом доме непременным атрибутом внутреннего интерьера является «телефоноскоп», что позволяет путем простого нажатия кнопки слушать «телегазету» с новостями, деловую рекламу, лекции или музыку. «Телефоноскоп» дает возможность «навещать родных и быть в гостях, не выходя из дома». Кухни в домах отсутствует за ненадобностью, так как горожане смогут заказывать готовые обеды по «телефоноскопу». Этот чудесный прибор по своим функциональным возможностям напоминает нам компьютер с подключением к сети Интернет. Но сколь далеки оказались представления фантаста о пользователях этих самых «телефоноскопов». Когда разглядываешь иллюстрации Робиды к его собственным книгам, то отчетливо видишь: старомодный француз даже представить себе не мог, что женщины на излете ХХ века будут носить брюки (джинсы!!!), а мужчины предпочтут манишкам безрукавную майку навыпуск.

Что интересно, в книге «Часы минувших веков» (1899) Робида предсказал пришествие коммунистов, которые захватят власть революционным путем. Он даже напророчествовал, что коммунисты будут управлять с помощью Центрального Комитета (!) и половину своего народа посадят в тюрьмы. Но французу и в голову не пришло, что подобное произойдет не в просвещенной Европе, а в далекой варварской России.

В Советском Союзе жанр утопического романа получил поддержку властей и широкое распространение. К нему обращались не только фантасты, но и авторы «серьезной» прозы. Разумеется, все они писали о грядущей победе всемирной революции и установлении на земном шаре бесклассового коммунистического общества. Расходились они только в деталях. Так, Александр Беляев считал, что с победой коммунизма люди начнут глубокое преобразование планеты, выйдут в космос и полетят на Луну. Вадим Никольский в романе «Через тысячу лет» (1927) пошел еще дальше: преобразована будет даже форма континентов! А такая мелочь, как управление климатом, всегда входила в малый джентльменский набор пророчеств настоящего утописта.

Западные фантасты того периода, потрясенные ужасами Первой мировой войны и Великой депрессии, смотрели в будущее куда более мрачно. Например, знаменитый английский фантаст Герберт Уэллс в сценарии к фильму «Облик грядущего» (1935) нарисовал ужасающую картину кровавой мировой бойни, в которой цивилизация с неизбежностью погибнет. Мировая бойня произошла на самом деле, но человечество оказалось куда более устойчиво к потрясениям, чем думал Уэллс.

В 1960-е годы в фантастику пришли авторы с качественным высшим образованием, и у них, разумеется, возник соблазн «всё поверить интегралом», то есть разработать некую универсальную методику, позволяющую достаточно точно предсказывать будущее.

Одним из первых такую попытку предпринял польский писатель Станислав Лем. В фундаментальном труде «Сумма технологии» (1964) он показал, что последовательное совершенствование кибернетических систем приведет к появлению новой управляемой среды обитания, в которой, возможно, уже не найдется места человеку. Таким образом, Лем прозорливо разглядел наступление эпохи виртуальной реальности и продвинутых нанотехнологий, одновременно показав все преимущества и опасности, которые они несут в себе. Насколько он был прав, покажет время, однако уже сейчас ясно, что он сильно преувеличил угрозу виртуализации повседневной жизни — пока что создатели этой технологии столкнулись с рядом почти непреодолимых трудностей.

В Советском Союзе прогнозированием на основе фантастики занимался Генрих Альтов (Альтшуллер). Он составил так называемый «Регистр современных научно-фантастических идей», который в идеале должен был служить своеобразным пособием для ученых и инженеров, думающих о перспективах развития своих наук.

Однако наибольшую известность получили таблицы британского фантаста Артура Кларка, в которых он не просто перечислял открытия и технические нововведения, которые нам предстоит сделать в будущем, но и давал им точную временную привязку. Первые такие таблицы Кларк опубликовал в книге прогнозов «Профили будущего» (1962). Однако время шло, и многие из его предсказаний не сбылись или, наоборот, сбылись раньше, чем он рассчитывал. Приходилось эти предсказания корректировать с учетом произошедших изменений. Например, если вы взглянете на таблицы Кларка, которые он составил в конце 1960-х годов, то увидите, что на начало XXI века он запланировал появление человеческих колоний на других планетах и создание всемирной информационной сети. И если первого нам еще ждать и ждать, то второе стало частью инфраструктуры пятнадцать лет назад. Сам Кларк говорил по этому поводу, что лично он как футуролог не ошибается ― ошибается «время», которое зачастую течет неравномерно: где-то ускоряясь, где-то замедляясь.

Обращает на себя внимание одна маленькая деталь. Фантасты, прогнозирующие будущее, очень редко используют свои футурологические расчеты при создании художественных текстов. Тот же Станислав Лем, когда описывал межзвездные перелеты, обращался к архаичным технологиям: даже связь на его звездолетах осуществляют радиотелеграфисты, а реактором атомного двигателя управляет главный инженер вручную.

Причина, очевидно, в том, что современные писатели помнят промахи предшественников (Верна, Робиды, Уэллса) и опасаются ошибиться в главном ― в описании жизни людей будущего. Человеческое воображение имеет пределы, и даже гении не могут предсказать, как внедрение той или иной технологии повлияет на общественный уклад.

Поэтому не следует ждать от фантастов каких-то масштабных и предельно точных прогнозов. Максимум на что они способны ― это подарить миру какую-нибудь оригинальную идею. Жюль Верн описал проект полета на Луну, и земляне слетали на Луну. Артур Кларк описал геостационарный спутник, и мы используем эти спутники для обеспечения связи и ретрансляции телевизионного сигнала.

В своей последней таблице Кларк дал прогноз на ближайшие десятилетия. Он утверждал, что в самое ближайшее время начнутся регулярные рейсы космических самолетов, а энергетический кризис будет разрешен с помощью квантовых генераторов, извлекающих киловатты прямо из вакуума. Еще через пару десятилетий мы будет жить в мире нанотехнологий, изобретем искусственный интеллект, возродим динозавров и научимся создавать любые предметы и продукты прямо из грязи под ногами...

Возможно, Кларк прав. Но, скорее всего, ошибается. Краткий экскурс в историю фантастических прогнозов понадобился мне для того, чтобы подчеркнуть важную мысль: мы не знаем и не можем знать, как в реальности будут выглядеть наука и технология завтрашнего дня. Мы не можем точно предсказать, какие из существующих тенденций в развитии науки получат приоритетное значение, а какие останутся на обочине прогресса. Мы не способны представить, как изменится быт людей под влиянием этих технологий и какие субкультуры они породят. Радиотелефонную связь описывали многие, но какое значение для нашей жизни обретут «мобильники» с встроенными видеокамерами, не сумел предсказать никто. А ведь «мобильник» — это сумма технологий, каждая из которых была качественным прорывом в своей области, но осталась вне внимания футурологов.

Об этой проблеме писал Станислав Лем в другом своем фундаментальном труде «Фантастика и футурология» (1970) — на многочисленных примерах он показал, что футурологи, тщась разглядеть будущее, оперируют исключительно прошлым (ведь их личный опыт получен в прошлом), а потому всегда будут ошибаться, и на одно удачное предсказание (скорее всего, случайное, как у Жюля Верна) всегда будет приходиться сотня неудачных.

В этой части книги мы поговорим о технологиях будущего, которые зарождаются сегодня. Некоторые из этих технологий могут представлять угрозу. Другие создаются, чтобы какую-то угрозу предотвратить. Однако, обсуждая эти потенциальные угрозы, мы должны всегда помнить, что на самом деле даже наука не способна дать точный прогноз хотя бы на десять лет вперед.


Нанотехнологии — чудо или гибель?

«...Рой вибрировал, издавая низкий звук, похожий на барабанную дробь. Когда я побежал к рою, облако наночастиц слегка распласталось. А потом я оказался внутри этого облака, в окружении наночастиц. Меня окутал странный полумрак, как будто я попал в пылевую бурю. Я ничего не видел — не видел даже двери.

Я протянул свободную руку, надеясь найти дверную ручку на ощупь. Запорошенные наночастицами глаза сразу заболели, но я изо всех сил размахивал рубашкой, и вскоре полумрак начал рассеиваться. Я разогнал рой, расшвырял наночастицы в разные стороны. Зрение прояснилось, и дышал я всё еще нормально, хотя в горле сильно пересохло и болезненно запершило. Я чувствовал тысячи крошечных уколов по всему телу, но они были почти безболезненные.

Наконец я увидел перед собой дверь. Ручка двери была слева от меня. Я не переставал размахивать рубашкой, и облако наночастиц вдруг отлетело в сторону, как будто для того, чтобы оказаться подальше от моей рубашки. В это мгновение я проскользнул в дверь и захлопнул ее за собой.

Внезапно оказавшись в темноте, я заморгал. Почти ничего не было видно. Я решил, что глаза должны привыкнуть к полумраку после слепящего солнца, и немного подождал. Но зрение не улучшилось. Наоборот, стало только хуже. Я смутно различал только двойную стеклянную перегородку впереди. Мелкие уколы на теле горели и зудели. В горле совсем пересохло, стало трудно дышать. Я захрипел и закашлялся. В глазах помутилось. Закружилась голова.

За стеклянными перегородками стояли Рики и Мае и смотрели на меня. Я услышал, как Рики кричит:

— Иди же, Джек! Скорее!

Глаза болели, словно их жгло огнем. Голова кружилась всё сильнее. Мне пришлось прислониться к стене, чтобы не упасть. Горло начало опухать. Я дышал с трудом. Задыхаясь, я ждал, когда откроется стеклянная дверь. Но она не открывалась. Я тупо смотрел на воздушный шлюз.

— Ты должен стать напротив двери, Джек! Становись!

Мир вокруг меня как будто замедлился. Я внезапно ослабел. Тело стало непослушным и вялым. Жжение в глазах и на коже усилилось. В комнате словно потемнело. Я не был уверен, что смогу самостоятельно встать напротив двери.

— Становись! Джек!

Не знаю, как мне это удалось, но я отстранился от стены и шагнул к воздушному шлюзу. Стеклянная перегородка с негромким шипением ушла в стену.

— Иди же, Джек! Давай!

Перед глазами у меня поплыли цветные пятна. Голова кружилась, меня подташнивало. Спотыкаясь и едва переставляя ноги, я шагнул внутрь воздушного шлюза и уперся во вторую перегородку. С каждой секундой дышать было всё труднее. Я понял, что скоро наступит удушье.

Снаружи здания снова послышалось низкое ритмичное гудение. Я медленно повернулся и посмотрел назад.

Стеклянная перегородка закрылась.

Я посмотрел вниз, на себя, но почти ничего не увидел. Моя кожа казалась черной от налипшей на нее пыли. Всё тело болело. Рубашка тоже почернела от пыли. Сверху хлынули струи холодного раствора, и я закрыл глаза. Потом раздалось громкое гудение — заработали вентиляторы. Я видел, как потоки воздуха уносят пыль с моей рубашки. Зрение постепенно прояснилось, но я по-прежнему не мог дышать. Рубашка выскользнула у меня из пальцев и упала, распластавшись на решетке у моих ног. Я наклонился, чтобы поднять ее. Я весь дрожал, колени подгибались от слабости. Я слышал только гул вентиляторов.

Меня затошнило. Колени подогнулись, и я привалился к стене.

Я посмотрел на Рики и Мае за второй стеклянной дверью. Они были как будто где-то далеко-далеко. Пока я смотрел, они всё отдалялись и отдалялись. Вскоре они оказались где-то совсем далеко, и я перестал о них думать. Я понял, что умираю. Я закрыл глаза и рухнул на пол. Гул вентиляторов затих вдали, и наступила холодная абсолютная тишина...»

Этот впечатляющий фрагмент я позаимствовал из романа известного американского писателя и режиссера Майкла Крайтона «Добыча» («Prey», 2002), публиковавшийся у нас под названием «Рой». В нем рассказывается, как рой «наночастиц» вышел из-под контроля создавших его инженеров и стал представлять серьезную опасность, нападая на людей и животных и удушая их. К счастью, пока всё описанное в романе остается фантастикой — ученым не удалось решить целый ворох проблем, вставший на пути создания программируемых нанороботов, а значит, до саморазвивающегося роя еще очень далеко. Тем не менее, выгоды, которые принесут нанотехнологии, столь велики, что раньше или позже такие роботы появятся. Ученые рассчитывают, что подобные крошечные машинки будут создавать всё, что угодно: от миниатюрных деталей для компьютеров и новых лекарств против рака до качественно нового оружия...


* * *

Сам термин (а точнее — приставка «нано») происходит от греческого слова nannos — карлик (отсюда нанометр — одна миллиардная доля метра).

Концепция нанотехнологий впервые прозвучала 29 декабря 1959 года — в речи выдающегося американского физика Ричарда Фейнмана под названием «Внизу полно места» («Plenty of Room at the Bottom»). Сорок лет спустя это технологическое направление всё еще находилось в зародышевой стадии развития, несмотря на постоянную рекламу в прессе. Только теперь, уже в XXI веке, начали появляться первые практические результаты, и финансирование направления резко возросло.

Понятие «нанотехника» было введено в 1974 году японцем Норио Танигучи. Первые средства для нанотехники были изобретены в швейцарских лабораториях «IBM». В 1982 году был создан растровый туннельный микроскоп (его создатели четырьмя годами позже получили Нобелевскую премию), а в 1986 году — атомный силовой микроскоп.

Почему для развития нанотехнологий так важны эти приборы? Дело в том, что если в электронный микроскоп атомарные размеры можно рассмотреть лишь при определенных условиях, то новые зонды дают более точную картину. Причем слово «микроскоп» здесь вводит в заблуждение. Благодаря этому изобретению стало возможным манипулирование мельчайшими частицами материи. Исследователи переносили атомы из одного места в другое и составляли из них всякие неприличные слова. На этой основе в начале 1990 года компания «XEROX» создала молекулярного робота, который способен вылавливать молекулы, проводить их через особую мембрану, а затем использовать получившиеся атомы для «художественного конструирования».

Хотя современная технология позволяет манипулировать отдельными атомами, но при этом выглядит довольно неуклюже: огромный прибор хватает атом и транспортирует его. Куда более продуктивным представляется путь, предложенный «крестным отцом нанотехнологий» Эриком Дрекслером в книге «Машины создания: Грядущая эра нанотехнологий» («Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology», 1986). В ней этот американский инженер описал специальные наномашины, называемые «ассемблерами» и способные работать с атомами.

Дрекслер дает следующее определение: «Ассемблер — это молекулярная машина, которая может быть запрограммирована строить практически любую молекулярную структуру или устройство из более простых химических строительных блоков».

Итак, наномашины должны уметь захватывать атомы и соединять их между собой, причем не хаотично, а в соответствии с заданным алгоритмом.

О том, что такой проект может быть реализован со дня на день сообщила группа исследователей из Нью-йоркского университета. Американский медицинский наноробот, введенный в организм человека, сможет самостоятельно передвигаться по кровеносной системе и очищать его от микробов или зарождающихся раковых клеток, а саму кровеносную систему — от отложений холестерина. Он сможет изучить, а затем и исправить характеристики тканей и клеток.

Профессор химии Надриан Симан, возглавляющий исследования, заявил, что пока удалось лишь ограничить движение наномашин в молекулярной среде, но в будущем его невидимые роботы станут полностью управляемыми. Ученые хотят запрограммировать молекулы так, чтобы те могли самоорганизоваться и объединяться с другими молекулами в более крупную структуру. При этом наномашина будет имеет две своеобразные «руки» — молекулы, которыми исследователи вроде бы научились управлять, но что-либо сделать (например, добавить в раствор определенный химикат) устройство пока не умеет: раствор воздействует одновременно на все молекулы.

Другой проект, нацеленный на создание первого наноробота — «NanoWalker» — разрабатывается на базе Лаборатории биотехнологий при Массачусетском технологическом институте под руководством Сильвина Мартеля.

Пока что механизмы, сконструированные в рамках этого проекта, нанороботами назвать нельзя — слишком уж они велики, размером с копеечную монету, — но ученые уверены, что в ближайшем будущем их размеры удастся уменьшить.

Управление роботами производится посредством инфракрасных датчиков, помещенных в их тела, — камера отслеживает местоположение роботов и направляет к месту выполнения задания. Некоторые крошечные машины оснащены микроскопами, позволяющими им получать и транслировать изображение атома, над которым предстоит потрудиться.

По словам Мартеля, нынешняя квалификация его подопечных только определяется. Уже созданы модели, которые теоретически могут использоваться в фармакологии и осуществлять синтез химических препаратов и лекарств.

Появились и более экзотические варианты наносистем. Так, прототипом роя наночастиц может стать «умная пыль» («Smart Dust»). Ее создала группа исследователей под руководством профессора химии и биохимии Майкла Сейлора из Университета Калифорнии в Сан-Диего.

«Эти пылинки — ключ к разработке роботов размером с песчинку, — говорит Сейлор. — В будущем можно будет создать миниатюрные устройства, передвигающиеся в крошечных средах, вроде вен или артерий, к определенным целям, обнаруживать там химические или биологические составы и передавать информацию о них во внешний мир... Такие устройства могли бы использоваться, чтобы контролировать чистоту питьевой или морской воды, обнаруживать опасных химических или биологических агентов в воздухе и даже находить и уничтожать поврежденные клетки в организме человека».

Создание «умной пыли» — это комбинирование электрохимического процесса механической обработки и химических модификаций. Берется кремниевый чип, из которого химикатами получается пористая фотонная структура. Затем эта структура модифицируется, чтобы получилось цветное двустороннее зеркало: красное с одной стороны, зеленое — с другой. Стороны пористой зеркальной поверхности ученые наделили практически противоположными свойствами. Одна — гидрофоб, то есть водоотталкивающая, но «любящая» маслянистые вещества, другая — гидрофил, привлекательная для воды. При появлении воды пылинки начинаются поворачиваться «гидрофилической» красной стороной к воде, а зеленой «гидрофобической» — к воздуху. Когда же появляется маслянистое (нерастворимое в воде) вещество, частички окружают каплю, прижимаясь к ней «гидрофобической» стороной. А поскольку стороны разноцветные, то по окраске можно определить, что творится в такой «пыльной» среде. И это лишь один из вариантов. Частицы могут быть запрограммированы на миллионы всевозможных реакций, что дает возможность обнаружить присутствие тысяч химикалий одновременно. Длины волн света, отраженного от поверхностей пылинок после того как поры отреагируют на химического или биологического агента, станут своего рода штрих-кодом, который можно считать с помощью специального сканера. В то время как каждая частичка слишком мала, чтобы по ее цвету определить изменения, коллектив из сотен или тысяч пылинок уже достаточно «заметен» для лазера.

На похожем принципе действуют «квантовые точки», которые разрабатываются учеными из Департамента биомедицинской инженерии, созданного совместно Американским университетом Эмори и Технологическим институтом Джорджии.

«Квантовые точки» — это кристаллы полупроводников нанометрового размера, которые имеют уникальные химические и физические свойства, не характерные для тех же веществ в макромасштабе.

«Если вы дробите леденец на две части, каждая часть будет всё еще сладкой. Но если вы продолжите дробление, пока не достигаете масштаба нанометров, полученные части будут отличными по вкусу и обладать разными свойствам, — объясняет Шумин Не, профессор занимающийся этими исследованиями. — Например, крупинки золота нанометрового масштаба не желтые, а красные. Но нас интересует другое свойство, характерное именно для нанокристаллов полупроводников. Это интенсивная люминесценция в ответ на облучение с определенной частотой».

Именно ее ученые и используют для нахождения и визуализации различных опухолей. Дело в том, что опухоли выращивают дополнительные кровеносные сосуды, и система этих сосудов очень пористая и разветвленная, что позволяет микроскопическим кристалликам в ней накапливаться.

«Квантовые точки» могут быть химически связаны с биологическими молекулами типа антител, пептидов, белков или ДНК. И эти комплексы могут быть спроектированы так, чтобы обнаруживать другие молекулы, типичные для поверхности раковых клеток.

Пока коллеги занимаются созданием «умной пыли» и «квантовых точек», группа Джеймса Тура из Техасского университета имени Райса создала самый маленький в мире действующий автомобиль — он состоит из трех сотен атомов, собранных в одну сложную молекулу. Ширина автомобиля — 4 нанометра. Он имеет раму и оси, а каждое его колесо — это бакиболл, то есть сфера из 60 атомов углерода. Конкуренты уже представляли объекты нанометрового масштаба, напоминающие внешне автомобили, однако Тур первым добился того, чтобы его молекулярная конструкция действительно катилась по поверхности подобно тому, как катятся автомобили на своих колесах. При этом ученые использовали сканирующий туннельный микроскоп, чтобы увидеть свое творение и доказать, что оно действительно катится.

Джеймс Тур надеется, что в самое ближайшее время ему удастся создать наногрузовики, которые могли бы транспортировать на себе молекулы к конвейерам нанофабрик, где будут собираться объекты микроскопических размеров...


* * *

Описанные выше достижения («умная пыль», «квантовые точки», наноавтомобиль) — лишь первый шаг на длинном и тернистом пути. Как же будут выглядеть нанотехнологии будущего? Перспективы впечатляют...

Десятки нанороботов под управлением нанокомпьютеров соберут нанозаводы, способные, следуя внешним или собственным программам, собирать из отдельных атомов другие наномашины. А отсюда вытекают интересные возможности: если один самовоспроизводящийся ассемблер способен сделать свою копию, то его можно запрограммировать так, чтобы он построил что-нибудь еще своего размера с той же скоростью. Значит, тонна ассемблеров сможет быстро построить тонну чего-нибудь еще.

Что это даст? Всё, что пожелаете! Эрик Дрекслер описывает производственный процесс так.

Представьте себе предприятие будущего по производству двигателей для ракет. В помещении мы видим огромный чан, в его центре размещена опорная плита, на которой находится «семя» — нанокомпьютер с хранящимися в нем планами будущей конструкции. На поверхности «семени» имеются места, к которым прикрепляются ассемблеры. После нажатия кнопки насосы наполняют чан густой молочной жидкостью. Жидкость состоит из ассемблеров, которых вырастили и перепрограммировали в другом чане. Ассемблер прилипает к «семени», которое передает инструкции компьютеру ассемблера. Подчиняясь инструкциям, в жидкости начинает расти нечто вроде кристалла. Поскольку каждый ассемблер «знает» свое место в плане, он зацепляет другие ассемблеры, только когда это необходимо. За несколько часов каркас из ассемблеров вырастает так, что уже соответствует планируемой конечной форме ракетного двигателя. Тогда насосы чана снова начинают работать, заменяя молочную жидкость одиночных ассемблеров чистой смесью органических растворителей и растворенных веществ, включая алюминиевые сплавы, компоненты, обогащенные кислородом, и компоненты, служащие в качестве топлива для ассемблеров. По мере их расходования жидкость становится всё более прозрачной, а двигатель всё больше обретает форму. Наконец чан пустеет, пульверизатор омывает изделие, крышка открывается — и внутри находится готовый двигатель...

На что похож этот двигатель? Это не массивный кусок сваренного и скрепленного болтами металла — он без швов, словно драгоценный камень. Его внутренняя структура немонолитна — она разделена на пустые внутренние ячейки, построенные в ряды и находящиеся примерно на расстоянии длины волны света друг от друга, что заметно облегчает структуру, уже сделанную из самых легких и прочных материалов. В сравнении с современными металлическими двигателями этот усовершенствованный двигатель будет иметь гораздо меньшую массу — на 90 процентов меньшую!

Ударьте слегка по нему, и он отзовется, как колокольчик, звоном высокого тона. Установленный в космическом корабле, сделанном тем же способом, он легко поднимет его со взлетно-посадочной полосы в космос и вернет назад. Он выдерживает длительное и интенсивное использование, потому что прочные материалы позволили разработчикам рассчитывать на большие запасы прочности. При всём своем превосходстве этот двигатель по сути вполне обычен — в нем просто заменили плотный металл тщательно устроенными структурами.

Подобным образом можно изготавливать не только двигатели. Например, полностью преобразится сельское хозяйство. Комплексы нанороботов заменят естественные «машины» для производства пищи — растения и животных. Вместо длинных цепочек «почва — углекислый газ — фотосинтез — трава — корова — молоко» останутся лишь «почва — нанороботы — молоко». Или сразу кефир. Или сразу творог. Или сразу масло. Или мясо — сразу жареное, но без холестерина... Потребуется только энергия.

На базе нанотехники можно будет создавать предметы и конструкции, изменяющие свою форму и свойства. В зависимости от количества пассажиров автомобиль, например, сможет «отращивать» дополнительные сиденья, а его двигатель «заживлять» царапины на стенках цилиндров.

В корне изменится медицина. Любые болезни будут лечиться на молекулярном уровне путем изменения структуры ДНК. Осуществлять «молекулярную хирургию» будут те же ассемблеры, которые займутся механическим воздействием на клетки тела, чтобы лечить их или изменять в зависимости от ситуации.

На одном из этапов развития медицинской нанотехнологии станет возможным достижение личного бессмертия людей за счет нанороботов, предотвращающих старение клеток.

Космос наконец-то станет обитаемым: огромная армия роботов-молекул будет выпущена в околоземное космическое пространство и подготовит его для заселения человеком — сделает пригодными для обитания Луну, астероиды, ближайшие планеты, соорудит из «подручных материалов» космические станции.

И всё это, по мнению футурологов, должно случиться уже к третьей четверти XXI века...
* * *

Впрочем, нанотехнологии таят в себе и немалую угрозу.

В настоящее время мировая экономика напрямую зависит от энергоресурсов и, в первую очередь, от нефти. Мы знаем, сколько вооруженных конфликтов спровоцировала борьба за «черное золото», а нанотехнологии способны эту причину для войн снять, ведь они работают только на солнечной энергии, а энергия Солнца в равной степени доступна всем государствам на планете. При этом, однако, нанотехнологии могут и сами стать причиной конфликта, если мировые державы будут разрабатывать их разными темпами и с переменным успехом. Тогда нанотехнологии дестабилизируют отношения между государствами, что опять приведет к переделу мира.

К тому же, для организации стран экспортеров нефти (ОПЕК) нанороботы в качестве альтернативы энергоресурсам будет означать потерю влияния, фактически они будут разорены и вернутся в то состояние, в котором пребывали до прихода американцев с их деньгами. Соответственно, по ходу внедрения нанотехнологий следует ожидать возрастания протестных настроений в странах Ближнего Востока — можно уже говорить о такой угрозе как антинанотехнологический терроризм.

И вряд ли нас утешит предположение, что боевые действия в эпоху нанотехнологий потеряют всякий смысл. Понятно, что нанотехнологии позволят создать оружие невиданной разрушительной силы, которое ко всему будет еще и «чистым», то есть нацеленным только на людей и не разрушающим материальные объекты и природу. Понятно, что в случае с нанороботами ни о каком сокращении вооружений и контроле над ним не может идти речи: нанотехнологии не только сделают средства уничтожения микроскопических размеров, но и миниатюризируют средства их производства — сегодня чтобы победить врага, достаточно уничтожить его военную инфраструктуру, но если вам противостоит невидимое нанооружие, которое легко производится на таких же невидимых фабриках? В итоге применение нанотехнологического вооружения будет означать одно — полное истребление населения враждебного государства, геноцид. Но невидимое нанооружие еще и уравняет страны в военной мощи. Представьте себе средства уничтожения, о которых невозможно сказать ничего — ни о их количестве, ни о их качестве. Вдобавок это будет оружие, способное к самовосстановлению и самовоспроизводству. Единственным выходом из этой «патовой» ситуации представляется мир во всём мире, переполненном одинаково смертельным оружием у одинаково опасных государств. Иначе — быстрое и взаимное уничтожение.

При этом нанотехнологии перевернут вверх дном сами государства: развалят крупные, но породят массу мелких. Одним из преимуществ, имеющихся сегодня у граждан больших государств, является то, что они находятся в относительной безопасности: в том смысле, что крупные страны тяжелее уничтожить. Если нанооружие сделает все государства одинаково сильными, это преимущество испарится. Вместо экономических причин для объединения приоритетом станут религиозные, этнические, лингвистические и любые другие, что приведет к формированию небольших независимых общин для определенных групп людей.


* * *

Нанотехнологии войдут в нашу жизнь через медицину и вооружения, а потом обязательно изменят мир. Вопрос только в одном: к добру или худу?..

Ведь есть и другие, куда более мрачные, варианты. Например, некоторые ученые (и вышеупомянутый Майкл Крайтон вместе с ними) пишут о «gray goo problem» — «проблеме серой слизи».

Эрик Дрекслер описывает «серую слизь» так:

«Ранние ассемблерные репликаторы могут превзойти самые совершенные современные организмы. “Растения” с “листьями” не более эффективными, чем сегодняшние солнечные батареи, могли бы выиграть конкуренцию у настоящих растений, заполняя биосферу несъедобной листвой. Прочные всеядные “бактерии” могли бы выиграть конкуренцию у настоящих бактерий: они могли бы распространяться ветром как пыльца, стремительно размножаясь и превратив биосферу в пыль за считанные дни. Опасные репликаторы легко могут стать слишком прочными, маленькими и быстро распространяющимися, чтобы мы сумели остановить их — по крайней мере, без предварительной подготовки».

«Крестный отец» нанотехнологий указывал, что интенсивный рост, который делает возможным самовоспроизводство ассемблеров, опасен сам по себе — выйдя из-под контроля, нанороботы могут в буквальном смысле пожрать биосферу, которая станет для них источником сырья.

О потенциальных опасностях нанотехнологий прекрасно осведомлены американские ученые. И они хотят удержать лидерство в этой сфере даже ценой наложения строжайшего режима секретности на разработки — как это было с Манхэттенским проектом, в рамках которого создавалась атомная бомба.

Первые шаги в данном направлении уже сделаны. Минобороны США объявило о старте совместного пятилетнего проекта с Массачусетским технологическим институтом: военные и ученые будут создавать особое обмундирование для пехотинцев, сконструированное на основе нанотехнологий. Проект будет разрабатываться в новом и по-своему уникальном Институте армейских нанотехнологий (Institute for Soldier Nanotechnologies), куда приглашены ведущие ученые.

Вот и получается, что если рождение нанотехнологий с самого начала обусловлено военным заказом, нас с вами ждет не слишком радостное будущее. Готова ли Россия что-то противопоставить этому вызову?

Как известно, наше правительство публично заявило о своей решимости догнать и перегнать Запад в области нанотехнологий. 19 июля 2007 года была учреждена государственная корпорация «РОСНАНО», которую возглавил Анатолий Чубайс. Эта корпорация уже получила 130 миллиардов рублей, однако о каких-то серьезных достижениях пока нет информации даже на официальных ресурсах. В 2009 году, по утверждению Чубайса, «РОСНАНО» отберет двадцать инвестиционных проектов. Экспертную оценку проектам даст Российская академия наук, о чем подписано соответствующее соглашение. В настоящее время поступила тысяча заявок на изготовление высокотехнологичной продукции. В качестве примера Чубайс приводит иркутский проект производства кремния — на основе этого производства возможно возрождение полупроводникового сектора для организации отечественной Кремниевой долины. Кроме того, кремний — это еще и материал для изготовления солнечных батарей, которые можно будет использовать в возобновляемой электроэнергетике. Однако сам же недавно Чубайс посетовал, что если проект по строительству завода солнечных батарей будет реализован, российская энергетика пока не готова принять «солнечный кластер», поскольку нет ни опыта эксплуатации, ни соответствующих правительственных решений.

Не обнадеживают и ученые. Эксперты указывают, что единственное направление нанотехнологий, которое может быть сегодня внедрено в России — это производство нанопорошков. Как указывалось выше, вещества, измельченные до состояния наночастиц, демонстрируют особые свойства, за счет чего можно улучшить качество многих товаров: косметики, лекарственных препаратов, смазочных материалов, топлив, защитных и упрочняющих пленок, металлических и полимерных материалов, текстильных материалов, катализаторов, мембран, краски, упаковочных материалов, бумаги, детекторов и сенсоров. Совокупное производство нанопорошков в мире превосходит 100 000 тонн в год. В России подобного производства нет, а для его организации потребуются серьезные и многолетние капиталовложения.

Таким образом, говорить о скорой революции в этой сфере преждевременно, а все этикетки с надписями «Изготовлено с использованием нанотехнологий» в нашей стране являются не более чем недобросовестной рекламой, рассчитанной на доверчивых потребителей.

Складывается парадоксальная ситуация. В России хватает наукоемких областей, страдающих от недостатка финансирования, особенно в период экономического кризиса: фундаментальные науки, космонавтика, авиапромышленность, станкостроение — однако предпочтение отдается нанотехнологиям, перспективы которых пока туманны. Наверное, в первую очередь всё-таки имеет смысл поддерживать те отрасли, в которых наша страна занимает лидирующее положение или является конкурентоспособной, и лишь после наведения там элементарного порядка думать о перспективных технологиях. Иначе получается, что телегу опять ставят впереди лошади. И подобная стратегия куда опаснее для нашего будущего, чем все фантастические нанороботы вместе взятые.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница