ил. 7.10 показан выпрямитель, изготовленный в наномасштабе. Выпрямитель – давно известное электронное устройство, пропускающее ток в одном направлении и не пропускающее в другом, но в наномасштабе он разительно отличается. Выстраиваемый атом за атомом выпрямитель напоминает детскую игру марблс: электроны, поднимающиеся по главной «улице» из нижнего левого угла, сталкиваются с треугольником и разлетаются налево и направо. Электроны, появляющиеся из верхнего правого угла, просто отскакивают назад.
Как и изображения из более общих галерей, в определенной степени являющихся обобщениями старых форм атласа, многие из этих изображений иллюстрируют изобразительные возможности самих инструментов. Это не так уж отличается от демонстрации Нойхауссом его микрофотографических снимков снежинок, бацилл сыпного тифа и ретикулярной пластинки. Например, в случае одной из иллюстраций атомно-силовой микроскоп используется, чтобы запечатлеть твердость конкретной клетки, пошагово отслеживая силу, измеряемую зондом по ходу его движения, и реакцию клетки.
Ил. 7.10. Нановыпрямитель. Устройство Аймина Сонга, изображение доступно по адресу http://www.veeco.com/library/nanotheater_detail.php?type=application&id=459&app_id=21, обсуждение по адресу http://personalpages.manchester.ac.uk/staff/A.Song/research/BallisticRectifier.htm (выражаем благодарность Veeco Instruments). Нанолитографический паттерн выпрямителя (устройства, преобразующего переменный ток в постоянный), созданного острием зонда атомно-силового микроскопа. В отличие от обычных макроскопических выпрямителей этот «баллистический» выпрямитель воздействует на каждый электрон по отдельности, как если бы они были бильярдными шарами. Электроны направляются из боковых каналов влево и вниз от треугольника независимо от того, появляются ли они из левого верхнего угла или из правого нижнего.
Ил. 7.11. IBM, составленное из атомов (1990). Один из первых ярких примеров использования сканирующего зондового микроскопа (устройство класса атомно-силовых микроскопов) как для изображения, так и для манипулирования отдельными атомами ксенона – в данном случае это написание названия компании.
Но самая поразительная разница между старыми атласами и их преемниками заключается в коллекциях изображений, демонстрирующих наноманипуляцию. Родоначальником этого жанра стало известное изображение, опубликованное в 1990 году. В нем ученые IBM написали логотип компании в атомном масштабе (ил. 7.11). На сайте компанииAsylum Research рекламировался ее атомно-силовой микроскопический контроллер, который позволял построить в наномасштабе практически что угодно: «Вспомните известное изображение 1990 года, надпись „IBM“ из атомов ксенона… С MicroAngelo вы сможете манипулировать образцами и поверхностями в масштабе нанометров и пиконьютонов и изменять их – вплоть до уровня отдельных молекул»[737].
Камера и пинцет слились в одно, и с этим слиянием изменился сам смысл изготовления образов. Перемещение и создание нанообъектов стали обычным явлением; это активный, ощупывающий взгляд, который не стремился ни репрезентировать природу через идеализацию, ни репрезентировать природные объекты посредством бдительно охраняемого копирования. Теперь ученые хотели иметь возможность перемещать нанотрубки и придавать им нужную форму. На ил. 7.12 именно это и происходит: зонд, появляющийся справа внизу, сгибает углеродную нанотрубку, протянувшуюся из левого нижнего угла в правый верхний. Если вместо однослойной углеродной трубки манипулируемым объектом будет биологический объект, поменяется дисциплина, но не техника. Еще раз, в галерее изображений от компании Asylum отображены результаты работы атомно-силового микроскопа на основе запатентованного программного обеспечения MicroAngelo. Ученые используют сайты с галереями изображений, чтобы узнавать о возможном использовании инструментов визуализации и сравнивать изображения, производимые в ходе их собственных планируемых или уже проводимых исследований.
Ил. 7.12. Разрезание и перемещение нанопроводов. http://www.asylumresearch.com/Applications/MicroAngelo/MicroAngelo.pdf. Стрелки на картинках слева вверху и слева внизу указывают на движение управляемого оператором острия кантилевера. На картинках справа вверху и справа внизу показаны результирующие состояния нанопроводов после произведенных манипуляций. Изображенные объекты имеют размер 7.4 × 10-6 м, они созданы при помощи атомно-силового микроскопа Asylum Research MFP-3D AFM.
У таких образов (демонстрирующих нарезание жгутиков или сворачивание углеродных нанотрубок) две цели – показать возможности технологии и продать установку. Но эти сайты быстро стали и чем-то еще – цифровыми перекрестками, на которых встречаются наноученые, работающие в разных областях. Например, к 2005 году на сайте Pacific Nanotechnology на протяжении долгого времени публиковалось лучшее «изображение месяца» и предлагалось вознаграждение за его верную идентификацию; ученые со всего мира присылали свои изображения и разгадывали премиальные образцы своих далеко находящихся коллег.
Нанонаучные инженеры довольно быстро переселились в совсем другие пространства и здания с отделкой из выбеленного дерева, отраженным освещением и высококлассной мебелью, более пригодной для визитов корпоративных проектировщиков, венчурных предпринимателей и политиков. Этим наноисследователям пришлось научиться легко перемещаться по миру маркетинга, мыслить в терминах патентов, по-другому одеваться при встречах со своими коллегами из корпоративного мира и переоснастить свои рабочие места, чтобы соответствовать стандартам бизнеса. Образы, нарисованные фломастерами вручную на прозрачной пленке для проектора, могли быть достаточно хороши для научного совещания в 1980 году; в 2000 году для предъявления смешанной группе из инвесторов и ученых-предпринимателей они уже явно не годились. Цифровые слайд-шоу уступили место тщательно разработанным и во многих случаях анимационным симуляциям.
Когда стандарт производственных ценностей и изобразительной презентации вырос, в игру вступил еще один элемент – и здесь мы снова вынуждены изъясняться умозрительно. Ученые, привыкшие к весьма хорошо развитой экономике доверия, основанной на громком имени, начали сталкиваться с более анонимным этосом промышленно ориентированных инженеров. (Как бы несправедливо это ни было, но кто за пределами авиакосмического инженерного сообщества помнит имя главного инженера «Боинга-747»?) В этой среде ученые-инженеры стали все больше представлять свои изображения и как художественные, и как технические достижения. (В настоящее время искусство относится к самым «авторизованным» практикам, и те, кто им занимается, очень хорошо осведомлены о правах на интеллектуальную собственность.)
Визуальная презентация начала становиться неотъемлемой частью создания новых типов объектов – от квантовых точек до переключаемых нанотрубок. Не случайно, что даже в университетских нанолабораториях первого поколения оборудование для визуализации было архитектурно интегрировано в производственное оборудование. Часто бывает невозможно изготавливать вещи, не отображая их визуально, – и довольно часто их невозможно репрезентировать, минуя процедуру их изготовления. Атомно-силовой микроскоп и сканирующий туннельный микроскоп являются превосходными примерами данного усложнения: одно и то же устройство использовалось и для изображения, и для внесения изменений в объект.
В пределах наноизобразительного некоторые визуальные эффекты были или должны были быть эстетическими вмешательствами – соединения отсканированных данных микроскопии, симуляций и искусственных модификаций цвета, масштаба и презентации позволяли создавать впечатляющие изображения. Некоторые исследователи заявляли (иногда это звучало увлекательно, иногда не очень), что стерли границу между искусством и наукой. Это явление само по себе заслуживает внимания. Атласы, в особенности анатомические, веками считались объектами как науки, так и искусства. Исследования движения воды Леонардо да Винчи были одновременно искусством и наукой, причем таким образом, что отпадала необходимость проведения различия между ними – как мы видели в главе 2, то же самое можно сказать и о работах Карла Линнея и Бернарда Альбинуса[738]. Но с распространением механической объективности искусство и наука были сознательно противопоставлены друг другу; Рамон-и-Кахаль, как и многие из его современников, считал намеренную эстетизацию научного образа одним из худших преступлений против точного представления.
В ходе нескольких десятилетий середины XX века предпочтение, выражаемое в отношении неприкрашенного, автоматического образа, постепенно ослабевало. Тренированная интерпретация была теперь не пороком, который нужно было подавлять, а достойным похвалы дополнением к механической объективности. Герхарт Шварц и Чарльз Голтеймер, далекие от того, чтобы оправдываться за интерпретативную, не такую, как в случае фотокамеры, работу «своих» иллюстраторов, считали важным залогом удачного исполнения проекта способность медицинских художников подчеркивать значимые аспекты изображений в атласах. Хотя Шварц и Голтеймер ничего не говорили о художественной ценности нарисованных изображений, они открыто отвергали претензию обеспечивать «только» автоматическую регистрацию того, что находилось под лучами рентгена.
К концу XX века равновесие между искусством и безыскусственностью снова стало терять устойчивость. В своем «Альбоме течения жидкостей» (Album of Fluid Motion, 1982) физик Милтон Ван Дайк собрал изображения летящих снарядов, турбулентности, ударных волн и нестабильностей, тщательно зафиксированных на черно-белых снимках (ил. 7.13). Пули, вода, трубки с жидкостью: «Рассеянные в литературе этого века по механике текучих сред, – утверждал Ван Дайк, – эти прекрасные, ставшие достоянием широкой публики фотографии – сокровище, ценный источник как для проведения исследований, так и для преподавания»