Редукционизм сейчас не в моде. Современная наука склонна скорее не разбивать явления на мелкие составляющие, а исследовать "комплексы" и свойства, которые проявляются, когда молекулы движутся массами, образуя водовороты и вихри. Поскольку Калифорния представляет собой крупнейший оплот холизма, Эрик Дрекслер решил создать свой институт Foresight именно в Пало-Альто, чтобы бороться с этим порождением научной мысли в его логове.
Новый институт будет заниматься развитием молекулярных нанотехнологий и призван начать революцию, основанную на идее редукционизма. В начале февраля в Foresight была проведена четвертая по счету конференция, на которую прибыли более 300 ученых и инженеров. Они представляли самые разные научные дисциплины, употребляли одни и те же термины для обозначения совершенно разных понятий, а некоторые, как выяснилось, относятся к объединившей их идее более чем скептически. Однако число участников конференции в Foresight оказалось почти в два раза большим, чем в 1993 году, и работы, о которых они рассказывали, еще несколько лет назад показались бы столь же неправдоподобными и визионерскими, как идеи, обуревающие сейчас доктора Дрекслера.
Слово "нанотехнология" происходит от греческого слова "карлик". В научном мире оно используется как префикс со значением "миллиардная часть". Это слово широко применяется для обозначения различных методик и приспособлений, которые функционируют в масштабе миллиардных долей метра — в нанометрах. В устах доктора Дрекслера, который, кстати, претендует на то, что он изобрел это слово, нанотехнология означает производство на молекулярном уровне при помощи оборудования, схожего по виду с тем, которое используется на заводах. Он предвидит появление "ассемблеров" — аппаратов, устроенных наподобие автоматических рук с зажимами и шарнирами столь малых размеров, что они будут способны брать и переставлять атомы. Мало того, он утверждает, что эти машины смогут при помощи точно контролируемых технологий собирать из построенных секций большие предметы.
Визионеры прочат наступление века победы над материалом. По их словам, ассемблеры смогут собирать алмазные опоры, настолько прочные и невесомые, что на них можно будет возвести самый высокий в мире небоскреб. Детали компьютерных микропроцессоров, собранные на этом оборудовании будущего, можно будет расположить в тысячу раз более компактно, чем это делается сегодня. А если мир по какой-либо причине лишится крупного рогатого скота, ничего страшного. Чудо-машинки соорудят отличный бифштекс из углерода, водорода и кислорода. Но были высказаны и более мрачные пророчества. Весьма к месту на конференции пришелся адмирал Дэвид Джеремия из ВМФ США. Его крайне заинтересовала идея создания оружия наноразрушения, способного разбирать материю с тем же проворством, с которым другие наномашинки будут ее строить.
Хорошо это или плохо, но наноаппаратов сейчас не существует, и, скорее всего, они никогда не появятся. Хотя доктор Дрекслер достиг определенного прогресса в описании гипотетических нанодрелей и нанопередач, но ничего не смог сказать о том, как будут функционировать молекулярные эквиваленты сверлильных станков и прессов и как контролировать их работу. Однако сейчас проводится множество исследований, касающихся вещей, измеряемых в нанометрах, и появляются результаты, имеющие практическое значение. Для тех, кто делает дело, а не просто предается мечтаниям, наномир распадается на две сферы — "мокрые" нанотехнологии, черпающие вдохновение в биологии, и сухие.
Существующая "сухая" нанотехнология в определенном смысле противоположна видениям Дрекслера. Он мечтает о маленьких предметах, которые будут создавать большие. Устройства, используемые сухими нанотехнологами, имеют достаточно внушительные размеры и применяются для производства крошечных вещей. Самая мощная на настоящий момент нанотехнология — сканер-зонд. Эти большие аппараты снабжены пятью тончайшими иглами (10 нанометров), которые можно устанавливать с высокой степенью точности. Первоначально они использовались для составления карт поверхности атома. Теперь их применяют для помещения атомов в модели. Эти модели ни в коей степени не являются станками, и сомнительно, чтобы этот подход когда-либо привел к созданию полезных наноприспособлений. Ежели такое и будет спроектировано, построение только одной молекулы путем последовательного перемещения атомов займет кучу времени. Чего уж говорить о целом "ассемблере". Но это только начало. Химик Чарльз Масгрэйв из Массачусетского технологического института поведал о том, что его коллеги разрабатывают устройство со множеством игл, которое будет способно зондировать и перемещать несколько атомов одновременно.
Создание предметов при помощи этой технологии потребовало бы параллельного контроля за иглами различного химического состава. Это все равно, что одновременно писать несколько картин при помощи нескольких кистей в обеих руках. "Зачем столько проблем?" — спрашивают сторонники "мокрых" нанотехнологий. Природные системы вполне справляются с такими задачами и создают самые сложные из известных механизмов. Для этого им нужны достаточно крупные "производственные помещения" — клетки или организмы, но размеры самих орудий производства — протеинов, выполняющих большую часть работы, вполне удовлетворяют критериям Дрекслера.
Протеины или подобные им вещества могут решить проблему перехода от деталей к самим машинам. Всего 2% протеина в субстрате достаточно для распознавания и проведения работ. Это и привело на конгресс в Пало-Альто не только инженеров, но и биохимиков с биологами. Трэси Хэндел из Беркли поведала о своих успехах в сборке искусственных протеинов. Она и ее коллеги используют те же двадцать аминокислотных компонентов, которые составляют естественные протеины, но компонуют их иным образом. Протеины включают в себя как аминокислоты, притягивающие молекулы воды, так и аминокислоты, их отталкивающие. Наблюдение за тем, что происходит с протеинами в воде, позволяет установить, почему они принимают тот или иной вид. Это первое, что необходимо для создания новых структур.
Такой подход оказался по душе доктору Дрекслеру. Институт Foresight считает сопряжение биологии и механики делом перспективным, а посему решил присудить специальную Фейнмановскую премию, вручаемую за заслуги в области нанотехнологий, (физик Ричард Фейнман объявил в 1959 году, что "там внизу полно свободного места") Надриану Симману из Нью-Йоркского университета, который придумал строить из молекул ДНК, известных, в частности, своей длиной, различные геометрические фигуры. Он научился изменять последовательность элементов ДНК и получать таким образом короткие сегменты с острыми концами, которые соединяются затем в некие ловушки, куда попадаются другие молекулы.
Проникновение биологии в атомистический мир доктора Дрекслера говорит о том, что он создал свой центр в правильном месте. Нанотехнологи будущего, возможно, предпочтут создавать бифштекс не при помощи запрограммированной мясной машины, спроектированной как минизавод, а пойдут традиционным путем и смоделируют тот же механизм, который работает в живой корове. В результате нанотехнология окажется вполне холистской дисциплиной, а тогда где ее развивать, как не в Калифорнии?
ФЕДОР Ъ-ПОГОДИН