Технолог
12.03.2009, 12:22
Фрагмент лекции Фридмена Дайсона
http://nature-wonder.livejournal.com/130331.html
Мой шестой сюжет - о нанотехнологиях. Сейчас они вошли в моду, и новые nanоtесh-компании множатся как грибы после дождя, как множились intеrnеt-компании десять лет назад. Вообще их есть две разновидности, которые я предпочитаю называть «истинными» технологиями и «дутыми». Первые имеют дело с микроскопическими механическими устройствами и новыми материалами. Микроскопические механические устройства оказываются полезными во многих приложениях, особенно когда речь идет о микроскопических количествах жидкости, что нередко при химических анализах и в медицине. Новые материалы производятся путем соединения микроскопических компонентов непривычным образом. Истинные нанотехнологии - приземленные, не очень романтичные и не очень опасные.
«Дутые» нанотехнологии имеют мало общего с истинными. Они основаны на идее самовоспроизводящегося сборщика, крошечной механической фабрики, которая обладает способностью воссоздавать всевозможные типы механических устройств, включая себя самого. Если бы самовоспроизводящийся сборщик мог быть построен, он стал бы экспоненциально размножаться. Это было бы орудие невероятной силы - доброй или злой. По своим способностям он был бы близок живой клетке, только был бы сделан из других материалов, и поэтому оказался бы намного более грубым и универсальным.
Главный глашатай «дутых» нанотехнологий - Эрик Дрекслер. Он создал Институт Форсайта, просуществовавший уже 25 лет, целью которого объявлялось всяческое развитие благотворных способов применения нанотехнологий и предотвращение опасных. Вот что говорит Дрекслер: «Неприхотливые прожорливые искусственные бактерии могут обставить настоящие в эволюционной борьбе. Они могут распространяться, как разлетающаяся пыльца, быстро размножаться и превратить биосферу в пыль в несколько дней. Опасные репликаторы вполне могут оказаться слишком неприхотливы, слишком малы и слишком быстро распространяться, чтобы их остановить, по крайней мере если не принять мер заранее. У нас немало сложностей при удержании под контролем вирусов и плодовых мушек. Среди знатоков нанотехнологий эту опасность принято называть проблемой «серого налета». Термин «серый налет» подчеркивает, что репликаторы, способные стереть всю жизнь, - опасность похуже любых сорняков. Опасность «серого налета» одну вещь делает предельно ясной: мы не можем себе позволить случайностей определенного рода с реплицирующимися сборщиками».
Эрик Дрекслер - классический пример пророка, пророчества которого никогда не сбываются. Я поспешу к этому добавить, что мои собственные заслуги как пророка ненамного лучше. Двадцать пять лет назад, когда Дрекслер начал пропагандировать нанотехнологии как дело будущего, нанотехнологии и биотехнологии только появлялись на свет и казались находящимися на одной стадии развития. Тогда казалось, что нанотехнологии, то есть конструирование микроскопических устройств механическими манипуляциями, и биотехнологии, то есть конструирование микроскопических устройств генетическими манипуляциями, движутся бок о бок в гонке по достижению практической полезности. С тех пор биотехнологии вырвались далеко вперед благодаря генному сплайсингу и цепным ферментативным реакциям, а нанотехнологии, несмотря на все потуги, так и остались медленно растущей отраслью промышленности со скромными целями.
Одной из задач «дутых» нанотехнологий было массовое производство крошечных строительных кирпичиков, из которых можно было бы строить крошечные механизмы. Джеральд Джойс и его друзья из Исследовательского института Скриппса в Калифорнии опубликовали статьюhttp://i.ixnp.com/images/v3.70/t.gif (http://www.scripps.edu/newsandviews/e_20040223/nano.html) в Nature, объявляя о налаживании первого успешного производства таких кирпичиков. Они показывали микрографииhttp://i.ixnp.com/images/v3.70/t.gif (http://www.nature.com/nature/journal/v427/n6975/fig_tab/nature02307_ft.html) совершенно идентичных по размеру кирпичиков, имеющих форму правильного октаэдра диаметром 22 нанометра и выглядящих словно твердые объекты, нарезанные и обработанные механическим инструментом. Но на деле эти кирпичики совсем не такие. Они из чистой ДНК и синтезированы методом цепной ферментации. Технология их производства - это биотехнология, не имеющая никакого отношения к механическим устройствам. Джойс и его друзья спроектировали свою молекулу ДНК так, чтобы она самопроизвольно сворачивалась в форме октаэдра в результате связывания дополнительных аминокислотных оснований. Достичь массового производстваим удалось, внедрив эту молекулу в геном бактерии кишечной палочки и позволив ей размножаться. С этой скромной помощью бактерии группа биологов побила нанотехнологов на их же собственном поле.
Во что обойдется построение самореплицирующегося сборщика, которого Эрик Дрекслер провозгласил святым граалем нанотехнологии 25 лет назад? Математик Джон фон Нейман дал окончательный ответ на этот вопрос еще в 1948 году в своем классическом труде о механических автоматах. На основании логического анализа он доказал, что самовоспроизводящийся автомат должен иметь четыре компонента. Компонент А - это автоматическая фабрика. Компонент В - копировальная машина. Компонент С - контролирующая машина, следящая за действиями А и В. Компонент D - это чертеж, содержащий полное описание компонентов. А, В и С. Пятью годами позже Крик и Уотсон открыли двойную спираль, и очень скоро стало ясно, что любая живая клетка обладает всеми четырьмя компонентами. А - это рибосомы, В - ферменты полимеразы, С - ферменты, контролирующие деление клетки, D - это геном, состоящий из ДНК и РНК. Теперь представим, что нанотехнологи пытаются строить самореплицирующийся сборщик. Им придется построить все эти четыре компонента и заставить их действовать согласованно, как это устроено в живой клетке. В конце концов они всего лишь заново изобретут что-то очень похожее на бактерию.
Биотехнология позволит достичь той же цели с гораздо большим успехом и с гораздо меньшими затратами. А раз так, то угроза «серого налета» выглядит неправдоподобно. Если самореплицирующийся сборщик действительно сделан из небиологических материалов, то он не сможет проводить саморепликацию, питаясь существующими формами жизни. Если же он сделан из биологических материалов, то он представляет собой биологического возбудителя какого-то заболевания. В любом случае кошмар превращения сборщика в «серый налет», который похоронит подсобой всю существующую биосферу, не сможет стать явью. Он может быть очень гадким, но нас ему не уничтожить. Так что, на мой взгляд, опасности «дутой» нанотехнологии, как и ее достижения, продались более чем удачно. Даже если ее цель будет достигнута, связанные с ней опасности в сущности не отличаются от опасностей биотехнологий.
http://nature-wonder.livejournal.com/130331.html
Мой шестой сюжет - о нанотехнологиях. Сейчас они вошли в моду, и новые nanоtесh-компании множатся как грибы после дождя, как множились intеrnеt-компании десять лет назад. Вообще их есть две разновидности, которые я предпочитаю называть «истинными» технологиями и «дутыми». Первые имеют дело с микроскопическими механическими устройствами и новыми материалами. Микроскопические механические устройства оказываются полезными во многих приложениях, особенно когда речь идет о микроскопических количествах жидкости, что нередко при химических анализах и в медицине. Новые материалы производятся путем соединения микроскопических компонентов непривычным образом. Истинные нанотехнологии - приземленные, не очень романтичные и не очень опасные.
«Дутые» нанотехнологии имеют мало общего с истинными. Они основаны на идее самовоспроизводящегося сборщика, крошечной механической фабрики, которая обладает способностью воссоздавать всевозможные типы механических устройств, включая себя самого. Если бы самовоспроизводящийся сборщик мог быть построен, он стал бы экспоненциально размножаться. Это было бы орудие невероятной силы - доброй или злой. По своим способностям он был бы близок живой клетке, только был бы сделан из других материалов, и поэтому оказался бы намного более грубым и универсальным.
Главный глашатай «дутых» нанотехнологий - Эрик Дрекслер. Он создал Институт Форсайта, просуществовавший уже 25 лет, целью которого объявлялось всяческое развитие благотворных способов применения нанотехнологий и предотвращение опасных. Вот что говорит Дрекслер: «Неприхотливые прожорливые искусственные бактерии могут обставить настоящие в эволюционной борьбе. Они могут распространяться, как разлетающаяся пыльца, быстро размножаться и превратить биосферу в пыль в несколько дней. Опасные репликаторы вполне могут оказаться слишком неприхотливы, слишком малы и слишком быстро распространяться, чтобы их остановить, по крайней мере если не принять мер заранее. У нас немало сложностей при удержании под контролем вирусов и плодовых мушек. Среди знатоков нанотехнологий эту опасность принято называть проблемой «серого налета». Термин «серый налет» подчеркивает, что репликаторы, способные стереть всю жизнь, - опасность похуже любых сорняков. Опасность «серого налета» одну вещь делает предельно ясной: мы не можем себе позволить случайностей определенного рода с реплицирующимися сборщиками».
Эрик Дрекслер - классический пример пророка, пророчества которого никогда не сбываются. Я поспешу к этому добавить, что мои собственные заслуги как пророка ненамного лучше. Двадцать пять лет назад, когда Дрекслер начал пропагандировать нанотехнологии как дело будущего, нанотехнологии и биотехнологии только появлялись на свет и казались находящимися на одной стадии развития. Тогда казалось, что нанотехнологии, то есть конструирование микроскопических устройств механическими манипуляциями, и биотехнологии, то есть конструирование микроскопических устройств генетическими манипуляциями, движутся бок о бок в гонке по достижению практической полезности. С тех пор биотехнологии вырвались далеко вперед благодаря генному сплайсингу и цепным ферментативным реакциям, а нанотехнологии, несмотря на все потуги, так и остались медленно растущей отраслью промышленности со скромными целями.
Одной из задач «дутых» нанотехнологий было массовое производство крошечных строительных кирпичиков, из которых можно было бы строить крошечные механизмы. Джеральд Джойс и его друзья из Исследовательского института Скриппса в Калифорнии опубликовали статьюhttp://i.ixnp.com/images/v3.70/t.gif (http://www.scripps.edu/newsandviews/e_20040223/nano.html) в Nature, объявляя о налаживании первого успешного производства таких кирпичиков. Они показывали микрографииhttp://i.ixnp.com/images/v3.70/t.gif (http://www.nature.com/nature/journal/v427/n6975/fig_tab/nature02307_ft.html) совершенно идентичных по размеру кирпичиков, имеющих форму правильного октаэдра диаметром 22 нанометра и выглядящих словно твердые объекты, нарезанные и обработанные механическим инструментом. Но на деле эти кирпичики совсем не такие. Они из чистой ДНК и синтезированы методом цепной ферментации. Технология их производства - это биотехнология, не имеющая никакого отношения к механическим устройствам. Джойс и его друзья спроектировали свою молекулу ДНК так, чтобы она самопроизвольно сворачивалась в форме октаэдра в результате связывания дополнительных аминокислотных оснований. Достичь массового производстваим удалось, внедрив эту молекулу в геном бактерии кишечной палочки и позволив ей размножаться. С этой скромной помощью бактерии группа биологов побила нанотехнологов на их же собственном поле.
Во что обойдется построение самореплицирующегося сборщика, которого Эрик Дрекслер провозгласил святым граалем нанотехнологии 25 лет назад? Математик Джон фон Нейман дал окончательный ответ на этот вопрос еще в 1948 году в своем классическом труде о механических автоматах. На основании логического анализа он доказал, что самовоспроизводящийся автомат должен иметь четыре компонента. Компонент А - это автоматическая фабрика. Компонент В - копировальная машина. Компонент С - контролирующая машина, следящая за действиями А и В. Компонент D - это чертеж, содержащий полное описание компонентов. А, В и С. Пятью годами позже Крик и Уотсон открыли двойную спираль, и очень скоро стало ясно, что любая живая клетка обладает всеми четырьмя компонентами. А - это рибосомы, В - ферменты полимеразы, С - ферменты, контролирующие деление клетки, D - это геном, состоящий из ДНК и РНК. Теперь представим, что нанотехнологи пытаются строить самореплицирующийся сборщик. Им придется построить все эти четыре компонента и заставить их действовать согласованно, как это устроено в живой клетке. В конце концов они всего лишь заново изобретут что-то очень похожее на бактерию.
Биотехнология позволит достичь той же цели с гораздо большим успехом и с гораздо меньшими затратами. А раз так, то угроза «серого налета» выглядит неправдоподобно. Если самореплицирующийся сборщик действительно сделан из небиологических материалов, то он не сможет проводить саморепликацию, питаясь существующими формами жизни. Если же он сделан из биологических материалов, то он представляет собой биологического возбудителя какого-то заболевания. В любом случае кошмар превращения сборщика в «серый налет», который похоронит подсобой всю существующую биосферу, не сможет стать явью. Он может быть очень гадким, но нас ему не уничтожить. Так что, на мой взгляд, опасности «дутой» нанотехнологии, как и ее достижения, продались более чем удачно. Даже если ее цель будет достигнута, связанные с ней опасности в сущности не отличаются от опасностей биотехнологий.