Эрик Дрекслер (1955 г.р.) является американским инженером, окончившим Массачусетский Институт Технологий, и ставшим одним из первооткрывателей в области исследований возможностей молекулярных нанотехнологий. Он также является председателем Совета директоров Foresight Institute в штате Калифорния, который он основал.
Его книга “Машины созидания: Грядущая эра нанотехнологии” заложила основы для будущего развития данного типа технологий.
В данной книге он размышляет над природой нанотехнологий, а также о возможностях, которые она предоставляет. В научно-техническом энциклопедическом словаре дается следующие определения понятия нанотехнология: это “микромеханика, или способы разработки механизмов, размер которых равен нескольким нанометрам, т. е. нескольким миллиардным метра”(1).
Фактически Дрекслер оказывается учеником Р. Фейнмана. Последний утверждал, что возможно создание такого типа технологий, которые могут уменьшить размер физического носителя, на котором представлена та или иная информация – для Фейнмана таковой технологией были чипы.
Дрекслер выделяет 2 типа технологий, различных по способу обращения:
– Балк-технология, то есть та, что ориентирована на работу с атомами и молекулами, данными нам в больших группах.
– Нано- или молекулярная технология, которая ориентирована на работу не с группами атомов и молекул, а именно с индивидуальными и конкретными атомами и молекулами.
1 - Научно-технический энциклопедический словарь. Нанотехнология. — Текст : электронный // URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/2959/НАНОТЕХНОЛОГИЯ (дата обращения: 15.04.2022).
Но для реализации второго типа технологий нужны ассемблеры – наномашины, которые способны исполнять функции на уровне работы с единичными атомами. При этом само производство ассемблеров должно быть особого рода: нам необходимо как-то пользоваться ассемблерами; они должны самовопроизводимыми. Эти ассемблеры также должны быть пригодны к любым условиям: они должны проявлять устойчивость к кислоте, заморозке и т.д.
Основная функция ассемблеров – размещение атомов в порядке, который установлен человеческим разумом. А следовательно “они позволят нам строить почти всё что угодно, чему законы природы позволяют существовать. В частности они позволят нам строить почти всё что угодно, что мы можем разработать, вклю- чая новые ассемблеры”(2).
Но данный подход встретил также и критику со стороны Ричарда (1943-2005) Смолли – одного из ведущих американских физиков, который также является лауреатом Нобелевской премии по химии за открытие новой формы углерода — фуллеренов.
В 2001 г. Ричард Смолли опубликовал статью под названием “О химии, любви и нанороботах” в журнале Scientific American. Данная статья “имела подзаголовок: «Как скоро появятся нанороботы, предсказанные К.Эриком Дрекслером и другими сторонниками молекулярной нанотехнологии? Простой ответ – никогда»”(3).
Он также как и Дрекслер считает, что у нанотехнологий есть определенный потенциал. Но он возражает против возможности существования молекулярных ассемблеров.
В ней он критикует представления Дрекслера о возможности создания машин, подобных ассемблеру.
2 - Дрекслер, Э. Машины создания / Э. Дрекслер. — Текст : электронный // URL: http://eee.gubkin.ru/LECTURES_RF_files/%C4%D0%C5%CA%D1%CB%C5%D0_%CC%C0%D8%C8%CD%DB_%D1%CE%C7%C4%C0%CD%C8%DF.pdf (дата обращения: 15.04.2022).
3 - Раков, Э. Химия и нанотехнология: две точки зрения / Э. Раков. — Текст : электронный // URL: https://him.1sept.ru/article.php?ID=200403610 (дата обращения: 15.04.2022).
Он обвиняет его в чрезмерном упрощении понимания химии и химических процессов, происходящих на молекулярном уровне. Так, согласно Смолли, человек не сможет разумным образом определять и контролировать положение всех атомов, которые ему необходимо в силу того факта, что химическая среда, в которой это происходит, оказывается слишком сложной: если бы мы желали это сделать, нам бы пришлось полностью контролировать все процессы, происходящие в данной химической среде, что оказывается не под силу человеку, согласно Смолли.
Для большей силы и ясности своего аргумента Смолли создает мысленный эксперимент. Представим себе некоторую позиционную сборку “волшебных пальцев”, которые с легкостью перемещают отдельные атомы. Но такие пальцы будут обладать двумя характеристиками, которые будут мешать в полноценном установлении порядка, который задумал человек. С одной стороны, они будут слишком толстыми, а следовательно, точно переместить атом оказывается задачей почти что невыполнимой. С другой стороны, Смолли утверждает, что такие пальцы будут слишком “липкими”, что повлечет вновь невозможность точной установки атомов в необходимой ученым точке. Исходя из этого, Смолли утверждает, что такая позиционная сборка, утверждаемая Дрекслером, оказывается невозможна.
После публикации данной статьи была осуществлена как частная переписка, так и публичная. Сперва Дрекслер опубликовал два публичных письма. В первом письме, опубликованном в апреле 2003 г., он утверждает, что “волшебные пальцы”, представленные в статье Смолли, являются плохой метафорой: во-первых, представители неограниченной молекулярной нанотехнологии не утверждали ничего, что хотел показать метафорой Смолли (именно поэтому метафоры порой плохи в научных дискуссиях), а во-вторых, ассемблеры должны быть направлены не на управление атомами, а именно молекулами, как это утверждал Дрекслер, тогда как Смолли подменил понятие. Дрекслер утверждает, что ассемблеры должны работать так, как ферменты (“биол. агенты, катализирующие большинство хим. реакций, лежащих в основе жизнедеятельности клетки и организма”(4)) и рибосомы (“мельчайшая структура цитоплазмы клеток, участвующая в синтезе молекул белка”(5)).
Смолли ответил на письмо, потом было вновь письмо от Дрекслера и вновь ответ от Смолли.
Смолли признал, что позиционная сборка типа ферментов и рибосомы возможна, но следует понимать, что такое осуществимо лишь в водной среде. Тогда, согласно Смолли, дрекслеровская позиционная сборка должна полностью состоять из биологическим систем. Критикуя Дрекслера, он вопрошает: “Неужели вы всерьез думаете, что химия ферментов и подобная ей по сложности химия возможна на сухих поверхностях или в вакууме?” Он утверждает, что сборка это нечто куда более сложное, чем механицизм, который проповедует Дрекслер.
Дрекслер, отвечая на критику Смолли, призывает последнего перечитать его основную книгу. Следует отметить, что в своих письмах оба ученых отошли от понятия ассемблер, заменив его на понятие наноробота (это суть многосоставные роботы, части которого по своему размеру приближены к атомам). Дрекслер утверждает, что и в области “сухой” химии возможна позиционная сборка, а не только в водной среде.
Нанороботы, согласно мысли Дрекслера, могут быть вполне созданы в рамках нанофабрик, принципы которой не противоречат законам физики. В состав нанороботов не будут включены живые элементы в принципе: там нет ни ферментов, ни живых клеток, а лишь самовоспроизводящиеся части наноробота.
4 - Большая медицинская энциклопедия. Ферменты. — Текст : электронный // : [сайт]. — URL: https://big_medicine.academic.ru/7992/ФЕРМЕНТЫ (дата обращения: 15.04.2022).
5 - Научно-технический энциклопедический словарь. Рибосома. — Текст : электронный // URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/4066/РИБОСОМА (дата обращения: 15.04.2022).
Дрекслер говорит: “Вместо биомолекул они будут снабжены компьютерами для точного контроля операций, конвейерами для транспорта отдельных частей и позиционирующими устройствами определенных размеров для сборки малых частей в большие по размеру создания макроскопических объектов. Самые маленькие устройства установят молекулярные части и соберут структуры путем механосинтеза – химии “машинной фазы”... Сам позиционный контроль окажет сильное каталитическое воздействие: он может соединять реагенты для повторяющихся соударений с оптимальной геометрией и колебательными частотами более терагерц”(6).
Подводя итог рассмотрению данной дискуссии, мы можем отметить, что она не привела в итоге к полноценному соглашению касательно вопросов о нанороботах и ассемблерах. Позиция Смолли в то же время оказалась куда более слабой, чем Дрекслера в силу нескольких фактов: во-первых, он создал свое личное представление о теории Дрекслера, а затем опроверг лишь свои это личное представление, осуществляя подмену понятий (он использовал термин атом вместо молекулы). Во-вторых, еще до публикации книги Дрекслера было в науке доказано, что ферменты могут сохранять свою активность не только в водной среде, а следовательно, данные Смолли, на которые он опирался, достаточно сильно устарели, в результате чего он не смог полноценно оценить теорию Дрекслера. Также следует отметить тот факт, что после публикации знаменитой книги Дрекслера она почти что никем не подвергалась критики (кроме Смолли), а если критика и была, то она касалась не концепции в целом, а каких-то лишь составных ее частей.
Таким образом. можно признать претензии Смолли безосновательными.
6 - Раков, Э. Химия и нанотехнология: две точки зрения / Э. Раков. — Текст : электронный // URL: https://him.1sept.ru/article.php?ID=200403610 (дата обращения: 15.04.2022).
Список литературы:
1) Большая медицинская энциклопедия. Ферменты. — Текст : электронный // : [сайт]. — URL: https://big_medicine.academic.ru/7992/ФЕРМЕНТЫ (дата обращения: 15.04.2022).
2) Дрекслер, Э. Машины создания / Э. Дрекслер. — Текст : электронный // URL: http://eee.gubkin.ru/LECTURES_RF_files/%C4%D0%C5%CA%D1%CB%C5%D0_%CC%C0%D8%C8%CD%DB_%D1%CE%C7%C4%C0%CD%C8%DF.pdf (дата обращения: 15.04.2022).
3) Научно-технический энциклопедический словарь. Нанотехнология. — Текст : электронный // URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/2959/НАНОТЕХНОЛОГИЯ (дата обращения: 15.04.2022).
4) Научно-технический энциклопедический словарь. Рибосома. — Текст : электронный // URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/4066/РИБОСОМА (дата обращения: 15.04.2022).
5) Раков, Э. Химия и нанотехнология: две точки зрения / Э. Раков. — Текст : электронный // URL: https://him.1sept.ru/article.php?ID=200403610 (дата обращения: 15.04.2022).
Обработал материал студент СПбПУ Брежнев А.Г.
Источник: интернет.
Comments