нанотехнологии. Нанотехнологии
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
Приложение 21 Муниципальное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 1 Тема доклада: Нанотехнологии.  Выполнил: ученик 10»А» МОУ СОШ №1 Радостев Станислав. Руководитель: Фаттахова Зинаида Хамитовна, учитель физики МОУ СОШ №1 Город Советский, Тюменская область 2006 г. Содержание. I. Введение II. Теоретические аспекты создания и развития нанотехнологии как науки 1. История возникновения нанотехнологий Развитие нанотехнологий как науки III. Практика применения нанотехнологий в современной жизнедеятельности человека 1.Использование нанотехнологий в различных сферах общественной жизни. 1.1. Нанатехнологии в медицине 1.2. Материаловедение и нанотехнологии 1.3. Электроника, компьютерные технологии, роботехника 1.4. Микроскопия и средства визуализации 2.Перспективы развития нанотехнологий с 2003 по 2050 гг Схема «Роль нанотехнологий в развивающемся мире. 2003 – 2050гг» Создание наноманипулятора Строительство самособирающихся колоний Новое в конструировании машин и механизмов Решение сырьевой проблемы Революция в домашнем быту и сельском хозяйстве Промышленность и нанотехнологии Использование нанотехнологий в строительстве космического лифта Решение экологических проблем Социальные последствия 3. Проблемы, связанные с развитием нанотехнологий. 3.1.Почему возможно движение «антинанотехнологии» 3.2.Нанотехнологии и мировые экономика, политика, вооруженные силы 3.3.Изменят ли нанотехнологии общественно – политическое устройство мира IV. Заключение V. Литература I. Введение Сегодня учёные и исследователи во всём мире свободно обращаются с удивительными законами, позволяя себе манипулировать "нанокосмосом". Они создают шарики диаметром в 1 нанометр — одну миллиардную часть метра — и создают надписи из отдельных атомов. Одной из самых важных особенностей квантовой физики наших дней является то, что любое наблюдение — это манипуляция с наблюдаемым объектом. Тот, кто измеряет, к примеру, импульс атома гелия, вступает во взаимодействие с ним и изменяет его первоначальное состояние. В растровых зондах-микроскопах наблюдение и манипуляция стали нераздельны, как две стороны одной медали: контакт ультракрошечного кончика микроскопа с атомом действует и на объект, и на инструмент. То, что технизация наномира идёт так стремительно, зависит не только от неуёмного любопытства естествоиспытателей, которое рассматривалось Фейнманом как центральный мотив научного поиска. В первую очередь, она зависит от развития информационного общества, порождающего огромные объёмы информации, которые должны всё быстрее обрабатываться. Тем самым современная практика требует применения новых технологий, связанных с изменением жизнедеятельности человека. Это могут быть компьютерные технологии, роботехника, биотехнологии в медицине и космосе и т.д. Большую роль сыграет в будущем нанотехнология. В связи с этим необходимо не только теоретическое изучение данной науки, но и ее практическое применение. Проблема. Проблемой в моих исследованиях стало необходимость знаний о теории нанотехнологий и эффективности применения их в практике, связанной с жизнедеятельностью человека. Объект исследования. Нанотехнологии как новое научное знание в современной теории и практике жизнедеятельности человека Предмет исследования. Применение нанотехнологий в современной практике жизнедеятельности человека Цель. Выявление научных знаний по проблемам нанотехнологий и условий их применения в современной практике жизнедеятельности человека. Задачи. Изучить литературу, которая дает более расширенное представление о нанотехнологиях. Собрать информацию из различных источников и подготовить хронологию создания нанотехнологий. Представить в работе результаты исследования по использованию нанотехнологий в жизнедедеятельности человека. Гипотеза. Я предполагаю, что результат от моей работы будет очень позитивным, т.к. я для себя уясню, что такое нанотехнологии, в чем сложность этой науки, её проблематику и новизну, а также её ценность для человечества; смогу представить информацию о данной науке на теоретических семинарах по физике. Методы исследования. В своей работе над данным докладом я использовал следующие методы исследований: изучение научной литературы; изучение научно-популярной литературы; изучение энциклопедий; поиск информации в сети Internet; просмотр различных фильмов, презентаций и т.п. Теоретические аспекты создания и развития нанотехнологии как науки. 1.История возникновения нанотехнологий. Ровно 100 лет назад знаменитый физик Макс Планк (Max Planck) впервые приоткрыл дверь в мир атомов и элементарных частиц. Его квантовая теория позволила предположить, что эта сфера подчинена новым, удивительным законам. Ещё в 1959 году, когда доработанная квантовая механика Планка уже сделала возможным появление атомной электростанции и уже была произведена первая ядерная бомбардировка, американский физик Ричард Фейнман (Richard Feynman) заявил: "Пока мы вынуждены пользоваться атомарными структурами, которые предлагает нам природа". И добавил: "Но в принципе, физик мог бы синтезировать любое вещество по заданной химической формуле". Знаменитая лекция Фейнмана, известная под названием "Там, внизу, ещё много места" считается сегодня стартовой точкой в борьбе за покорение мира атомов и молекул. Ричард Фейнман стоял у истоков нанотехнологий: ему принадлежит новая формулировка квантовой механики, жидкий гелий, теория слабых взаимодействий и кварн-глюонная картина строения вещества... Лекцию Фейнмана можно было бы посчитать курьезом из прошлого, как и приз в $1000, который он назначил тому, кто впервые запишет страницу из книги на булавочной головке, что, кстати, осуществилось уже в 1964 году. Но дальнейший прогресс так ускорил прорыв в "нанокосмос", что сегодня эта область исследований не может оставаться незамеченной.(См.мультик nanobots). 2. Развитее нанотехнологий. Само понятие же "нанотехника" было введено в 1974 году японцем Норио Танигучи (Norio Taniguchi). Первые средства для нанотехники были изобретены в швейцарских лабораториях фирмы IBM. В 1982 году был создан растровый туннельный микроскоп, за что его создатели четырьмя годами позже получили Нобелевскую премию, а в 1986 году — атомный силовой микроскоп. В то время, как в электронный микроскоп атомарные размеры можно рассмотреть лишь при определённых условиях, новые зонды дают более точную картину. "Принцип атомного силового микроскопа напоминает обычный проигрыватель пластинок", — говорит один из его создателей Герд Бинниг. Однако слово "микроскоп" вводит в заблуждение. Нанозонды дают возможность не только увидеть мир атомов, но и изменять его. "Растровые зонды-микроскопы служат посредником между нами и наномиром", — говорит Гаральд Фукс (Harald Fuchs), физик из Мюнхенского университета, руководитель Центра нанотехнологии. Поскольку информация существует в нераздельной связи с реальными запоминающими устройствами и процессорами, это рано или поздно приводит к огромной проблеме занимаемого ею места. Современные кремниевые чипы могут при всевозможных технических ухищрениях уменьшаться ещё примерно до 2012 года. Но при ширине дорожки в 40-50 нанометров наступит конец. После этого предела наступает квантовомеханическая помеха: электроны пробивают разделительные слои в транзисторах, что равнозначно короткому замыканию. Выходом могли бы послужить наночипы, в которых вместо кремния используются различные углеродные соединения размером в несколько нанометров. Есть уже лабораторные образцы первых молекулярных электронных деталей: транзистор из крохотной углеродной трубочки диаметром в один нанометр. Физики из города Делфт (Нидерланды) смогли превратить такие трубочки в необходимый для транзисторов контакт металл-полупроводник. "Нанотрубки", как ещё назвали этот открытый в 1991 году в Японии вид углерода, могут быть и тем, и другим. При надломе такой трубки посередине одна половинка получается с металлическими свойствами, а другая — со свойствами полупроводника. Руководитель делфтской команды Сис Деккер (Cees Decker) считает, однако, что до промышленного производства таких "трубочных" транзисторов ещё далеко. Эксперименты ведутся также и с фуллеренами, открытыми в 1985 году молекулами углерода в форме шара. Исследовательская группа из калифорнийского университета Беркли смогла в прошлом году превратить "мячик" молекулы С60 (атомы углерода в ней расположены в углах пяти— и шестиугольников, образуя форму кусочков кожи, из которых сшит футбольный мяч), зажатой между золотыми электродами, в одноэлектронный транзистор. Между тем, известен целый ряд органических молекулярных групп, которые могут функционировать как выпрямитель, проводящая шина или запоминающее устройство. Для хранения одного бита информации теоретически нужна всего одна молекула. Изготовленный таким образом накопитель на жёстком диске мог бы во много раз превзойти по ёмкости сегодняшние аналоги. Нано-ЗУ, работающий на механическом принципе, изобрели учёные из IBM под руководством Герда Биннига (Gerd Binnig). Так называемый миллипед представляет собой растр из 1024 рычажков силового микроскопа. Если нужно записать "1", их кончики продавливают отверстие в мягком слое полимера. Для считывания битов миллипед проверяет поверхность на наличие дырочек. Если рычажок попадает в отверстие, его температура, а вместе с тем и сопротивление, изменяются, а его уже можно измерить. Таким способом можно получить плотность записи до 80 Гб на квадратный сантиметр (сравните с максимально достижимой сегодня ёмкостью 8 Гб/кв. см). Через 3 года IBM изготовит миллипед с 4000 зондов, который можно будет применять в новом поколении портативной техники. По мнению Биннига, легко можно представить себе плату с миллионом зондов. III. Практика применения нанотехнологий в современной жизнедеятельности человека. 1.1. Нанотехнологии в медицине. Медицина изменяется неузнаваемо. Во-первых наночастицы могут использоваться в медицине для точной доставки лекарств и управления скоростью химических реакций. Нанокапсулы с метками идентификаторами смогут доставлять лекарства непосредственно к указанным клеткам и микроорганизмам, смогут контролировать и отображать состояние пациент, следить за обменом веществ и многое другое. Это позволит эффективнее бороться с онкологическими, вирусными и генетическими заболеваниями. Представьте себе что вы подхватили грипп при этом вы даже не подозреваете что его подхватили. Тут же среагирует система искусственно усиленного иммунитета, десятки тысяч нанороботов начнут распознавать в соответствии со своей внутренней базой данных вирус гриппа и за считанные минуты ни одного вируса у вас в крови не будет. Или у вас начался ранний атеросклероз и искусственные клетки начинают чистить механическим и химическими путями ваши сосуды. Во-вторых возможно создание нанороботов врачей которые способны жить внутри человеческого организма устраняя все возникшие повреждения или предотвращая их возникновение. Последовательно проверяя если надо исправляя молекулы, клетку за клеткой, орган за органом, наномашины вернут здоровье любому больному, а затем просто не допустят никаких заболеваний и патологий в том числе и гинетических. Теоретически это позволит человеку жить сотни может быть тысячи лет. В-третьих появится возможность быстрого анализа и модификации генетического кода простое консультирование аминокислот и белков создание новых видов лекарств, протезов, имплантантов. В этой области рядом исследователей уже проводится проверка различных наноматериалов на совместимость с живыми тканями и клетками. По прогнозам уже в ближайшем будущем появятся медицинские устройства размером с почтовую марку. Их достаточно наложить на рану. Это устройство самостоятельно проведет анализ крови, определит какие медикаменты необходимо использовать и впрыснет их в кровь. Нужно отметить что появление высоких технологий из-за их высокой стоимости привнесли в здравоохранение ряд новых проблем, в том числе морально-этического свойства связанных с наличием и доступностью медицинских услуг для широких слоёв населения. Тем не менее, как бы сильно не развивалось научно - техническая основа медицины главными факторами исцеления больного всегда были и останутся профессиональная подготовка, этические и человеческие качества врача.(См.мультик sintez1,3). 1.2. Материаловедение и нанотехнологии. Качество многих привычных материалов может быть улучшено за счет использования наночастиц и атомарной обработки. Нанотехнологии позволят создавать более легкие, тонкие и прочные композитные смешанные сложносоставные материал. Появятся так называемые «умные» материалы способные изменять свою структуру в зависимости от окружающей среды. Также появятся материалы сверхпрочные, сверхлегкие и негорючие на основе алмазоида, которые могут использоваться в аэрокосмической и автомобильной промышленности. 1.3. Электроника, компьютерные технологии, роботехника. С появлением новых средств наноманипулирования возможно создание механических компьютеров способных в кубе с ребром 100 нм функционально повторить современный процессор Intel Pentium II. Применение нанотехнологий в микроэлектронике (т.е. теперь уже наноэлектронике) позволит перейти от планарной технологии изготовления процессоров (с количеством транзисторов 108 шт. на см 2) к 3D-технологии, то есть к 1012 транзисторов на см3 соответственно что в 10 тысяч раз больше чем на современном этапе. Развитие методов атомно – силовой микроскопии может обеспечить производство памяти с поверхностной плотностью данных до 17 терабит/см2. Это позволит создать компьютеры и микропроцессорные системы гораздо большей производительности, чем существующие сейчас. В 2002 году компания HP создала память с электронной адресацией, имеющую на сегодняшний день наибольшую плотность данных. Опытный лабораторный образец 64 – битной памяти использует молекулярные переключатели(ключи), как активные устройства и по размерам не превосзодит квадратного микрона. Эта область настолько мала, что более чем 1000 таких устройств могут поместиться на торце человеческого волоса. Плотность битов в устройстве более чем в 10 раз больше, чем в современных кремниевых аналогах. С течением времени предполагается дальнейшее уменьшение компьютерных компонентов с помощью нанотехнологии. Это приведёт к оснащению практически всех бытовых устройств встроенными компьютерами. Планируется создание нанороботов размером всего 1 – 2 микрон, оснащенных бортовыми механокомпьютерами и источниками энергии, которые будут полностью автономны и смогут выполнять разнообразные функции, вплоть до самокопирования. На основе нанотрубок уже сейчас создают детали наномашин – подшипники, передачи. Создание наномоторов на основе АТФ(универсального аккумулятора и переносчика энергии во всех биологических системах) позволит приводить в движение нанороботов, а развитие беспроводной лазерной связи позволит управлять ими и служить «энергопроводом». 1.4. Микроскопия и средства визуализации. Если на сегодняшний день основными средствами визуализации являются СЗМ – сканирующие зондовые микроскопы, то с появлением нанороботов откроются новые возможности в наноманипулировании, сканировании и средствах визуализации макромолекулярных структур, так как можно будет обрабатывать их с атомарной точностью.(См.мультик stm, asm, tunnel_effekt). 2. Перспективы развития нанотехнологий c 2003 по 2050 г.г. Схема «Роль нанотехнологий в развивающемся мире. 2003 – 2050 гг»  2.2. Создание наноманипулятора.Прогноз развития нанотехнологий в будущем, а также отрасли человеческой деятельности, которые будут при этом затронуты Основной проблемой в наноиндустрии на сегодняшний день является управляемый механосинтез, т.е. составление молекул из атомов с помощью механического приближения до тех пор, пока не вступят в действие соответствующие химические связи. Для обеспечения механосинтеза необходим наноманипулятор, способный захватывать отдельные атомы и молекулы и манипулировать ими в радиусе до 100 нм. Наноманипулятор должен управляться либо макрокомпьютером, либо нанокомпьютером, встроенным в робота-сборщика (ассемблера), управляющего манипулятором. На сегодня подобные манипуляторы не существуют. Зондовая микроскопия, с помощью которой в настоящее время производят перемещение отдельных молекул и атомов, ограничена в диапазоне действия, и сама процедура сборки объектов из молекул из-за наличия интерфейса «человек – компьютер – манипулятор» не может быть автоматизирована на наноуровне. Институтом Молекулярного Производства (IMM) разработан предварительный дизайн наноманипулятора с атомарной точностью. За изготовление такого устройства назначена премия только из фонда IMM в размере $250,000. Как только будет получена система «нанокомпьютер – наноманипулятор» (эксперты прогнозируют это в 2010-2020 гг.), можно будет программно произвести еще один такой же комплекс – он соберет свой аналог по заданной программе, без непосредственного вмешательства человека. Такая «самосборка» называется репликацией, а репликатор - ассемблером. Бактерии, используя репликативные свойства ДНК, способны развиваться за считанные часы от нескольких особей до миллионов. Таким образом, получение ассемблеров в массовом масштабе не потребует никаких затрат со стороны, кроме обеспечения их энергией и сырьем. На основе системы «нанокомпьютер – наноманипулятор» можно будет организовать сборочные автоматизированные комплексы, способные собирать любые макроскопические объекты по заранее снятой либо разработанной трехмерной сетке расположения атомов. Компания Xerox в настоящее время ведет интенсивные исследования в области нанотехнологий, что наводит на мысль о ее стремлении создать в будущем дубликаторы материи. Комплекс роботов (дизассемблеров) будет разбирать на атомы исходный объект, а другой комплекс (ассемблеры) будет создавать копию, идентичную, вплоть до отдельных атомов, оригиналу (эксперты прогнозируют это в 2020-2030 гг). Это позволит упразднить имеющийся в настоящее время комплекс фабрик, производящих продукцию с помощью «объемной» технологии, достаточно будет спроектировать в компьютеризированной системе любой продукт – и он будет собран и размножен сборочным комплексом. Благодаря репликации можно будет наделять отдельные продукты этим свойством, например, нанороботов. 2.3. Строительство самособирающихся колоний Станет возможным автоматическое строительство орбитальных систем, самособирающихся колоний на Луне и Марсе, любых строений в мировом океане, на поверхности земли и в воздухе (эксперты прогнозируют это в 2050 гг.). Возможность самосборки может привести к решению глобальных вопросов человечества: проблемы нехватки пищи, жилья и энергии. Схематически прогресс нанотехнологий с 2003 по 2050 года представлен на дереве развития нанотехнологий. 2.4 Новое в конструировании машин и механизмов Благодаря нанотехнологиям существенно изменится конструирование машин и механизмов – многие части упростятся вследствие новых технологий сборки, многие станут ненужными. Это позволит конструировать машины и механизмы, ранее недоступные человеку из-за отсутствия технологий сборки и конструирования. Эти механизмы будут состоять, по сути дела, из одной очень сложной детали. 2.5. Решение сырьевой проблемы С помощью механоэлектрических нанопреобразователей можно будет преобразовывать любые виды энергии с большим КПД и создать эффективные устройства для получения электроэнергии из солнечного излучения с КПД около 90%. Утилизация отходов и глобальный контроль за системами типа «recycling» позволит существенно увеличить сырьевые запасы человечества. Для постройки большинства объектов нанороботы будут использовать несколько самых распространенных типов атомов: углерод, водород, кремний, азот, кислород, сера, и др. в меньшем количестве. С освоением человечеством других планет проблема сырьевого снабжения будет решена. 2.6. Революция в домашнем быту и сельском хозяйстве. Наннотехнологии способны произвести революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы способны будут производить пищу, заменив в этом качестве растения и животных . Для этого они будут использовать любое «подножное сырьё» : воду и воздух, где есть главные нужные элементы – углерод, кислород , азот, водород, алюминий и кремний; остальные, как и для «обычных» живых организмов, потребуются в микроколичествах. К примеру теоретически возможно производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено – корову. Человеку не придётся убивать животных, чтобы полакомиться жаренной курочкой или копченным сало. Предметы потребления будут производиться «прямо на дому». 2. 7. Промышленность и нанотехнологии. См.мультик nanotube1,2 2.8. Использование нанотехнологий в строительстве космического лифта. См.мультик cosmolift 2.9. Решение экологических проблем с помощью нанотехнологий. Нанотехнологии способны так же стабилизировать экологическую обстановку. Новые виды промышленности не будут производить отходов, отравляющих планету, а нанороботы смогут уничтожить последствия старых загрязнений – нанотехника восстановит озонный слой, очистит от загрязнений почву, реки, атмосферу, океаны, демонтирует заводы, плотины, рудники, запечатает радиоактивные отходы в вечные самовосстанавливающиеся контейнера. Более того, эксперементы с образцами почв, пораженных радиационно и химически (в том числе и чернобыльскими) показали возможности восстановления их с помощью нанопрепаратов на основе бактериородопсина до естественного состояния микрофлоры и плодоносности за несколько месяцев. Следы промышленной деятельности почти исчезнут с лица Земли, сократятся с\х угодия, большую часть планеты покроют сады, естественные экосистемы. С помощью механоэлектрических нанопреобразователей можно будет преобразовывать любые виды энергии с большим КПД и создать эффективные устройства для получения электроэнергии из солнечного излучения с КПД около 90%. Станут возможными глобальный экологический контроль, погодный контроль благодаря системе взаимодействующих нанороботов, работающих синхронно. 2.10. Социальные последствия. По прогнозам экспертов Национальной нанотехнологической инициативы США, развитие нанотехнологий через 10-15 лет позволит создать новую отрасль экономики с оборотом в $1 000.000.000.000 и милионны рабочих мест. Принципиально иным станет образование. Дети получат карманные наноконструкторы, создающие движущиеся модели животных, машин и космических процессов, которыми они смогут управлять. Соответственно, изменится и сам подход к обучению, традиционная безличная классно – урочная система канет в прошлое, изменятся учебные программы. Игровые и учебные наномашины откроют доступ к мировым знаниям, разовьют по индивидуальной программе умственные способности каждого ребёнка. Труд в современном смысле, то есть «в поте лица», который с незапамяных времен был главным содержанием жизни, перестанет существовать. Потеряют смысл и нынешние понятия стоимости, цены, денег. Зато повысится, вероятно, стоимость идеи – конструкции определенной вещи для постраения её ассемблерами. Как считает Дрекслер, в таком полностью обновленном обществе осуществится настоящая утопия но не из тех, где дается рецепт коллективного счастья в типовых общежитиях. Наноробот, каждый человек получит максимальное разнообразие вариантов существования, возможность, не мешая другим, свободно избирать и менять образ жизни, экспериментировать, ошибаться и начинать сначала. Биотехнологии и компьютерная техника, вероятно, получат большее развитие благодаря нанотехнологиям. С развитием наномедицинских роботов станет возможным отдаление человеческой смерти на неопределенный срок. Также не будет проблем с перестройкой человеческого тела для качественного увеличения естественных способностей. Возможно также обеспечение организма энергией, независимо от того, употреблялось что-либо в пищу или нет. Компьютерная техника трансформируется в единую глобальную информационную сеть огромной производительности, причем каждый человек будет иметь возможность быть терминалом – через непосредственный доступ к головному мозгу и органам чувств. Область материаловедения существенно изменится – появятся т.н. «умные» материалы, способные к мультимедиа-общению с пользователем. Также появятся материалы сверхпрочные, сверхлегкие и негорючие (на основе алмазоида). Таким образом, на основании прогнозов, нанотехнологии обещают радикальное преобразование как современного производства и связанных с ним технологий, так и человеческой жизни в целом. Как сказал Ralph Merkle, (Xerox, Palo Alto) «Нанотехнологии произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую произвели компьютеры в манипулировании информацией». Проблемы, связанные с развитием нанотехнологий. 1. Почему возможно движение «антинанотехнологии» Один американский специалист ещё в 2001 году предрёк появление движения против нанотехнологий, говоря, что будет движение"антинанотехнологии", также, как появилось движение "антибиотехнологии". Будет, говорит, "Anti-nanotech Movement", точно так же, как появилось "Anti-biotech Movement". Если не задушить на корню, вырастет. Что же антинанотехнологи боятся? Впрочем, говорить о создании Движения рано. Возможно, пока. Если антибиотехнологи широко распространились, в том числе по Интернету, то об опасности и необходимости запрета нанотехнологий информации очень мало. Но она есть. Из более-менее информативных материалов имеет смысл выделить статью в "Wired" и работу профессора Томаса Маккарти (Thomas McCarthy) "Война в эпоху невидимых машин" (War in the Age of Invisible Machines). Смысл статьи журнала "Wired": те, кто требует прекратить исследования в области нанотехнологий, потому что эта технология опаснее атомной бомбы, недостаточно образованы, им просто не хватает знаний о наномире. Надо, дескать, вести среди населения разъяснительную работу. Всё. Нанотехнологии и мировые экономика, политика и вооруженные силы Маккарти же написал большую статью с множеством цитат. Во всяком случае, о характере опасений борцов против нанотехники этот труд даёт исчерпывающее представление. Так же, как и об уровне их познаний в данной области. Автор оперирует термином MNT (Molecular nanotechnology). По его мнению, это зарождающаяся технология, которая имеет потенциал, чтобы изменить мировую энергосистему, осуществить переворот в политике, экономике и вооружённых силах всех государств. Короче говоря, MNT кардинально изменит жизнь на планете Земля, мир встанет на уши. А опасность нанотехнологий вовсе не в том, что MNT станет причиной несчастных случаев или в возможности злоупотреблений ею. Скорее, опасения вызывает её нормальное, правильное использование как инструмента. Как известно, мировая экономика напрямую зависит от энергоресурсов и, в первую очередь, от нефти. Также мы знаем, сколько вооружённых конфликтов спровоцировала борьба за "чёрное золото", а нанотехнологии способны, по мнению Маккарти, эту причину для войны снять: с MNT эффективность сбора солнечной энергии вырастет настолько, что про нефть и уголь все забудут напрочь. Энергия Солнца в равной степени доступна всем государствам на планете, и трудно придумать, как одна страна перекроет другой доступ к этому источнику. Следовательно, на одну причину для войн станет меньше, интерес стран друг к другу в плане энергоресурсов сойдёт на нет. С другой стороны, нанотехнологии могут и сами стать причиной конфликта, если мировые державы будут разрабатывать MNT разными темпами и с переменным успехом. Тогда нанотехнологии дестабилизируют отношения между странами, что приведёт к переустройству мира. Нынешняя иерархия разрушится. К тому же, для организации стран, экспортёров нефти (OPEC), MNT в качестве альтернативы энергоресурсам будет означать потерю власти. А у кого нефти много? Вряд ли приветливо встретят нанотехнологии страны Ближнего Востока. Это позволяет говорить о такой угрозе, как антинанотехнологический терроризм. Впрочем, боевые действия в эпоху нанотехнологий потеряют всякий смысл. Изменится характер войны. Во-первых, MNT позволит создать оружие невиданной разрушительной силы. Во-вторых, это будет невидимое оружие. В-третьих, цель у этого оружия будет одна — люди. Американцы считают себя лидерами и в области нанотехнологий. Эта надпись выложена специалистами IBM из 112 молекул моноксида углерода. 250 миллионов букв такого размера — 300 книг с 300 страницами — могут быть написаны на человеческом волосе (фото pubs.acs.org). Сегодня оружие массового уничтожения можно обнаружить и вопреки желанию государства-хозяина. В случае же с MNT, ни о каком сокращении нановооружений и контроле над ним, соответственно, не может идти речи. Нанотехнологии не только сделают средства уничтожения супермикроскопических размеров, но и миниатюризируют средства их производства. Сегодня, чтобы победить врага, достаточно уничтожить его самолёты, танки и тому подобное — война выиграна. Но если это невидимое нанооружие, которое легко производится на таких же невидимых фабриках? Уродливые серые здания военных заводов уйдут в прошлое, уступив место дешёвому и быстрому молекулярному производству нанооружия. Небольшие фабрики вырастут как сорняки: вместо одной уничтоженной тут же появится новая. В итоге, применение нанотехнологического вооружения будет означать одно — полное истребление населения враждебного государства, геноцид. При этом, та же MNT будет делать людей фактически бессмертными. Но невидимое нанооружие и уравняет страны в военной мощи. Представьте себе средства уничтожения, о которых невозможно сказать ничего — ни о количестве , ни о качестве. Вдобавок ко всему, это будет оружие, способное к самовосстановлению и самовоспроизводству: 1 кг будет производить такой же 1 кг, скажем, за 1 час. Изменят ли нанотехнологии общественно – политическое устройство мира. Единственным выходом из этой патовой ситуации представляется мир во всём мире, переполненном одинаково смертельным оружием у одинаково опасных государств, которые должны создать мировое правительство. Вероятность того, что государства пойдут на это — 50 х 50: в эпоху нанотехнологий не будет прежних супердержав, ни у одной из сторон не останется кнутов и пряников. Более того, MNT перевернёт вверх дном сами государства: убьёт крупные, но породит массу маленьких. Одним из преимуществ, имеющихся сегодня у граждан больших государств, является то, что они находятся в относительной безопасности. В том смысле, что крупные страны тяжелее уничтожить. Если MNT сделает все государства одинаково сильными, это преимущество испарится. С появлением невидимого нанооружия уничтожить Землю можно будет гораздо быстрее (иллюстрация julianbaum.co.uk). Вместо экономических причин для объединения приоритетом станут религиозные, этнические, лингвистические и любые другие, что может кончиться сформированием маленьких, независимых общин для определённых групп людей. Причём для поддержания мира страны должны будут отделиться друг от друга не только экономически и политически, но и географически, то есть пространственно. Благие намерения? Ничего не скажешь, не особо радостную картину нарисовал Томас Маккарти. "Всё, во что ты навеки влюблён, уничтожит разом тысячеглавый убийца-дракон. Должен быть повержен он", — как пела группа "Ария". Нанотехнологии войдут в нашу жизнь через медицину и вооружённые силы, а потом обязательно изменят мир. Вопрос в том, насколько сильно. Прогноз Маккарти не оставил камня на камне. Есть другие варианты. Мы уже писали о gray goo problem — серой слизи: всё живое на Земле будет разобрано на молекулы, которые затем будут бесконечно копироваться, и толстый слой серой слизи покроет Землю. Если наноробота научат лечить, то и уничтожению обучить его будет несложно (фото microscopy-uk.org.uk). Профессор Евгений Абрамян утверждает: в устройстве, предназначенном для разборки промышленных отходов до атомов, произойдёт сбой, и оно начнёт уничтожать полезные вещества биосферы, обеспечивающие жизнь людей. "Чтобы удержать наше лидерство в области нанотехнологий, необходимо заинтересовать наукой и техникой наших детей, — сообщил в журнале "Wired" директор проекта Albany NanoTech Лемар Хилл (LeMar A. Hill). - Нужно уделять больше внимания образованию общественности и, тем самым, способствовать нанотехнологиям. Мы не должны их бояться". Не пора ли учёным остановиться с этими нанотехнологиями? Может, стоит поддержать движение против нанотехнологий? Или зря народ паникует? IV. Заключение. Что нас ждёт в будущем. С наступлением нового тысячелетия начинается эра нанотехнологии. Стремительное развитие компьютерной техники, с одной стороны, будет стимулировать исследования в области нанотехнологий, с другой стороны, облегчит конструирование наномашин. Таким образом, молекулярная нанотехнология будет быстро развиваться уже в начале следующего века. Если человечество одумается и не будет создавать нанотехнологического оружия, то у него есть реальный шанс выжить. Причём, его ждёт, если не безоблачное, то довольно светлое будущее в комфортном мире без экологических проблем. Жизнь на выживание превратится в приятную жизнь. Но не следует думать, что при этом исчезнут все извечные философские проблемы. Зачем жить? Сколько жить? Во что переделывать себя? – эти вопросы будут волновать людей в преображённом мире. На пути развития человечества стоит камень - указатель с надписью: “Молекулярные нанотехнологии. Налево пойдёшь – погибнешь. Прямо пойдёшь – богатство найдёшь. Направо пойдёшь – всё найдёшь, но себя потеряешь.” Дороги расходятся в разные стороны. Нужно выбирать. Дороги эти: гонка нанотехнологических вооружений; использование нанотехнологий лишь для проведения исследований и производства благ; радикальная перестройка человека, общества и всего окружающего мира. Причём именно сейчас ответвляется дорога создания нанотехнологического оружия. Не хочется сворачивать на неё. Хочется закончить на оптимистической ноте и привести цитату из “Далёкой Радуги” братьев Стругацких: «Не надо огорчаться и заламывать руки. Жизнь прекрасна. Между прочим, именно потому, что нет конца противоречиям и новым поворотам. А что касается неизбежных неприятностей, то я очень люблю Куприна, и у него есть один герой, человек, вконец спившийся водкой и несчастный. Я помню наизусть, что он там говорит. - Он откашлялся. - "Если я попаду под поезд, и мне перережут живот, и мои внутренности смешаются с песком и намотаются на колеса, и если в этот последний миг меня спросят: "Ну что, и теперь жизнь прекрасна?" - Я скажу с благодарным восторгом: "Ах, как она прекрасна!"» Литература. Физика словарь-справочник; Е.Платунов, В.Самолетов, С.Буравой; 2005г. Научно-познавательный сайт в сети Internet Nanotechnology News Network; www.nanonewsnet.ru Научный сайт в сети Internet Membrana, раздел сложно о простом; www.membrana.ru/articles/simply Нанотехнология для всех. Большое в малом; Мария Рыбалкина; 2005 г. Физика для всех; Л.Д.Ландау, А.И.Китайгородский;1974 г. |