Понятие «репликатор» укоренено в нашем коллективном воображении и переносит нас прямо в будущее, вдохновленное «Звездным путем». Вам нужна еда? Нажмите кнопку на репликаторе. Вам нужен гаечный ключ? Нажмите ту же кнопку. Все, что хочешь, можно сделать на месте, научная фантастика — это свобода.
Но только ли это научная фантастика?
Концепция построения вещей «атом за атомом» была впервые предложена Ричард Фейнман в отличная речь 1959 года, что, возможно, способствовало приданию импульса и интереса исследованиям в области нанотехнологий. Затем эта идея получила распространение в 80-х и 90-х годах, чему способствовали научные и популярные работы К. Эрик Дрекслер, инженер и теоретик, известный как отец нанотехнологий.
Каковы наши шансы построить репликатор?
По мнению Фейнмана, не существует физического закона, запрещающего сборку молекул и атомов таким способом. Это не только правдоподобно, но и мы сами являемся живым примером «нанопроизводства». Клетки обладают необходимым оборудованием для использования чертежей (ДНК) и кодирования сообщений (РНК), которые дают инструкции молекулярным «литейным цехам» (рибосомам).
Но природа больше не единственный «репликатор» (более правильный термин был бы «нанопроизводитель», но я продолжу использовать и «народный». Потому что я Трекки, вот почему). Человеческое творчество уже разработало синтетические инструменты, способные работать даже в бесконечно малых масштабах, но явно есть что дорабатывать.
В чем проблема?
О препятствиях на пути практического создания репликатора можно написать целую книгу. И они, конечно, заполнились знаменитые дебаты между самим Дрекслером и лауреатом Нобелевской премии химиком Ричард Смолли. Смолли выделил проблему «липких пальцев» и «толстых пальцев». За простыми названиями эти проблемы ясно отражают трудности, присущие механическому манипулированию молекулами и атомами. Наше тело — пример того, как можно создавать вещи, но «потрогать» их непросто, когда они такие маленькие.
Смолли предположил, что нанопроизводители могут работать посредством химических процессов, например, тех, которые происходят внутри клеток. Однако эта перспектива также имеет существенные недостатки, такие как ограниченное разнообразие молекул, которые можно получить, и необходимость развития обширной области химии, которая просто до сих пор неизвестна.
Репликатор, преобладает недоверие?
Короче говоря: научная мысль в последние годы консолидировалась на позициях Смолли, замедлив импульс исследований репликатора. Тем не менее, уверенность некоторых учёных в том, что наноботы (наноразмерные роботы) сегодня и нанопроизводители завтра произведут революцию в обществе, остаётся неизменной. Сегодня наиболее близким к практическому нанопроизводству является полимеразная цепная реакция (ПЦР), плодотворное изобретение, способствующее распространению секвенирования ДНК, тестирования на инфекционные заболевания и судебно-медицинских исследований.
Как это работает? Думайте об этом как о «штампе-клоне» Photoshop. С помощью особой смеси химикатов, называемых «реагентами», и специальной машины, называемой «термоциклером», ПЦР дублирует заданную цепочку генетического материала сотни миллионов раз.
В итоге
Нанопроизводство, безусловно, возможно, хотя препятствия огромны. Но революция, которую это может совершить для человеческой цивилизации, означает, что идея наличия репликатора слишком заманчива, чтобы от нее отказываться. Награда стоит терпения, и люди будут продолжать ее преследовать. Короче говоря, передовая наука, но наука. И этого достаточно.
