Наноматериалы и нанотехнологии
Большинство историков датируют рождение нанотехнологий – то есть манипуляций с материей на атомном уровне – речью физика Ричарда Фейнмана «Там, внизу, полно места»
[205] (There’s Plenty of Room at the Bottom, 1959). Но по-настоящему это понятие вошло в обиход с появлением в 1986 году книги Эрика Дрекслера «Машины творения: грядущая эра нанотехнологий»
[206] (Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology). Основная идея проста: будем строить вещи по одному атому, один за другим. Какого рода вещи? Ну, для начала – различные сборочные устройства: крошечные наномашины, способные строить другие наномашины (или самореплицироваться). Так как эти репликаторы можно программировать по-разному, то после того как один из них построит миллиард собственных копий, вы можете направить этот миллиард на строительство чего угодно. И более того: поскольку это строительство происходит на уровне атомов, наноботы, как их называют, могут начать с любых материалов, которые окажутся под рукой, – с почвы, воды, воздуха и т. д. Они разберут любое вещество на атомы и используют эти атомы, чтобы построить практически все, что вы могли бы пожелать.
На первый взгляд, это немного похоже на научную фантастику, однако почти со всем, о чем мы попросим наноботов, уже справились простейшие формы жизни. Сделать миллиард собственных копий? Без проблем: какая-нибудь бактерия в нашем кишечнике сделает это за десять часов. Извлечь углекислый газ и кислород из воздуха и превратить их в сахар? Пленка на поверхности любого пруда занимается этим уже миллиард лет. И если экспоненциальные графики Курцвейла хотя бы приблизительно точны, то пройдет не слишком много времени, прежде чем наши технологии превзойдут биологию.
Конечно, есть эксперты, которые считают, что, как только нанотехнологии достигнут этого уровня, мы можем утратить нашу способность по-настоящему их контролировать. Сам Дрекслер описал сценарий «серой слизи»
[207], в котором самовоспроизводящиеся наноботы вырываются на свободу и поглощают всё на своем пути. Эта озабоченность имеет под собой основания. Нанотехнологии – одна из тех экспоненциально развивающихся областей (наряду с биотехнологиями, AI и робототехникой), которые потенциально несут серьезную угрозу человечеству. И хотя эта угроза не является предметом данной книги, было бы упущением совсем ее не упомянуть. Поэтому в нашем справочном разделе вы найдете большое приложение, где обсуждаются все эти проблемы. Предлагаем использовать эту информацию как стартовую площадку для дальнейшего чтения.
Впрочем, проблема вышедших из-под контроля наноботов и серой слизи если и возникнет, то лишь через несколько десятилетий (и, скорее всего, за пределами временных рамок этой книги), а нанотехнологии уже сегодня выдают невероятные результаты. Современные нанокомпозиционные материалы значительно прочнее стали,
[208] при этом их производство принципиально дешевле. Однослойные угреродные нанотрубки
[209] демонстрируют очень высокую подвижность электронов и используются, чтобы усилить эффективность преобразования электроэнергии в солнечных батареях. А фуллерены (С60), они же бакиболлы
[210] – молекулы в виде полых замкнутых многогранников (их схема напоминает формой футбольный мяч), содержащие шестьдесят атомов углерода, – потенциально могут выступать в самых разных качествах: от сверхпроводниковых материалов до систем доставки лекарственных средств. В недавнем докладе Национального научного фонда,
[211] посвященном этой теме, говорится:
Нанотехнологии обладают потенциалом повысить производительность человека, способствовать увеличению производства новых материалов, питьевой воды, энергии и пищи, а также защитить нас от неизвестных пока бактерий и вирусов и даже сократить причины военных конфликтов [путем создания глобального изобилия].
Меняете ли вы мир?
Какими бы впечатляющими ни были эти прорывы в науке и технологиях, оказалось, что нет какого-то одного места, где можно было бы больше разузнать обо всех сразу. Поэтому я организовал учредительную конференцию Университета сингулярности
[212] в 2008 году именно в Исследовательском центре Эймса при NASA. На конференции присутствовали представители агентства, ученые из Стэнфорда, Беркли
[213] и других университетов, а также лидеры бизнеса из компаний Google, Autodesk, Microsoft, Cisco и Intel. Больше всего на этом мероприятии мне запомнился импровизированный спич одного из основателей Google Ларри Пейджа,
[214] который он произнес ближе к концу первого дня. Стоя перед сотней участников конференции, Ларри очень вдохновенно говорил о том, что новый университет должен сосредоточиться на решении самых серьезных мировых проблем:
