елем 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 6×1022 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.
Но этот проект и не был в чистом виде научно-технологическим, он включал разделы, затрагивающие многие сферы жизни американского общества – образование, законодательство, пропаганду и т. п. В соответствии с программой государство осуществило значительные инвестиции в развитие инфраструктуры научных исследований. Были созданы нанотехнологические центры в 60 университетах страны. За первые три года реализации программы было выдано 2500 грантов приблизительно 300 академическим организациям и приблизительно 200 предприятиям малого бизнеса и некоммерческим организациям во всех пятидесяти штатах.
К исследованиям было привлечено около сорока тысяч специалистов, имеющих опыт работы по крайней мере в одном аспекте нанотехнологий. Открылись курсы переподготовки специалистов, работающих в других отраслях промышленности. Параллельно началась расширенная подготовка молодых специалистов в университетах по новым программам, ориентированным на нанотехнологии. Более того, началась реорганизация всей системы образования в стране, включая школьное. Цель этой реорганизации – значительное повышение уровня образования молодого поколения Америки, которое на настоящий момент признается несоответствующим новым задачам. Многое делается для изменения менталитета американских школьников, интерес которых к науке и технологиям устойчиво падал на протяжении многих лет. Вся система образования выстраивается вокруг нанотехнологий. Так как они объединяют в себе физику, химию и биологию, то эти дисциплины необходимо преподавать не в отдельности, а в некоем гармоничном комплексе. (Отголоски этого процесса можно увидеть в планах российского Министерства образования, собирающегося ввести в школах курс “естественных наук” вместо отдельных дисциплин.) Существенно, что вокруг этого же ядра предлагается строить и преподавание социальных наук. В широком плане реализация программы предполагала изменение всего строя мышления, переход от редукционистского подхода, характерного для западного человека, к холистическому, целостному.
А как же экономика? Рынок нанотехнологической продукции в ближайшей перспективе оценивался в один триллион долларов – хорошее круглое число, завораживающе действовавшее на многих, в том числе на российских чиновников. Но при этом перспективы экономического роста США оценивались гораздо сдержаннее, предполагалось, что реализация ННИ позволит увеличивать производительность национальной экономики “как минимум на 1 % в год”. Суть дела не в валовых показателях (на которых мы несколько зациклены), а в структурной перестройке экономики.
Собственно, процесс идет давно, его верно подметил еще Элвин Тоффлер в “Третьей волне” (1980 г.). Это – “демассификация” производства. На смену индустриальным гигантам приходят небольшие наукоемкие производства. Переход к нанотехнологиям, при которых происходит непропорциональное, но все же существенное снижение потребностей в производственных площадях, рабочей силе, ресурсах и энергии, очистных сооружениях и т. п., завершает этот процесс. В принципе ничто не препятствует размещению исследовательской лаборатории и производства у себя дома. С учетом дальнейшего развития информационных и коммуникационных технологий все это порождает совершенно иной образ жизни.