Понятие «Репликатор» коренится в нашем коллективном воображении и переносит нас прямо в будущее, полное «Звездного пути». Нужна еда? Нажмите кнопку на репликаторе. Вам нужен ключ? Нажмите ту же кнопку. Все, что вы хотите, может быть сделано 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, помогло придать импульс и увлечь исследованиям в области нанотехнологий. Затем эта идея прижилась в 80-х и 90-х годах, чему способствовала научная и популярная работа К. Эрик Дрекслер, инженер и теоретик, известный как отец нанотехнологии.
Каковы наши шансы построить репликатор?
Согласно Фейнману, нет физического закона, запрещающего собирать молекулы и атомы таким образом. Мало того, что это правдоподобно, мы сами являемся живым примером «нанофабрикации». Клетки приспособлены для использования чертежей (ДНК) и кодирования сообщений (РНК), которые доставляют инструкции в молекулярные «литейные» (рибосомы).
Но природа больше не единственный «репликатор» (более правильным будет термин «нанофабрикатор», но я буду продолжать использовать и «популярный». Потому что я Трекки, вот почему). Человеческое творчество уже придумало синтетические инструменты для работы даже в бесконечно малых масштабах, но явно есть что-то, что нужно доработать.
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 акцентировал внимание на проблеме липких пальцев и проблеме толстых пальцев. За простыми названиями эти проблемы ясно представляют трудности, присущие механическим манипуляциям с молекулами и атомами. Наше тело является примером того, как можно создавать вещи, но их нелегко «тронуть», когда они такие маленькие.
Смолли предположил, что нанофабрикаторы могут действовать посредством химических процессов, подобных тем, которые происходят внутри клеток. Однако даже у этой точки зрения есть существенные недостатки, такие как ограниченное разнообразие молекул, которые могут быть получены, и необходимость развития обширной области химии, которая просто еще неизвестна.
Репликатор, преобладает недоверие?
Вкратце: научная мысль последних лет закрепилась на позициях Смолли, сдерживая порыв к исследованиям репликатора. Тем не менее вера некоторых ученых в возможность того, что нанороботы (роботы наноразмеров) сегодня и нанофабрикаторы завтра произведут революцию в обществе, остается неизменной. Сегодня наиболее близкой реализацией к практическому нанопроизводству является полимеразная цепная реакция (ПЦР), оригинальное изобретение, лежащее в основе широкого использования секвенирования ДНК, тестирования на инфекционные заболевания и судебно-медицинских исследований.
Как это работает? Думайте об этом немного как о «штампе-клоне» Photoshop. С помощью специальной смеси химических веществ, называемых «реагентами», и специальной машины, называемой «термоциклер», ПЦР дублирует данную цепочку генетического материала сотни миллионов раз.
В итоге
Нанопроизводство определенно возможно, хотя препятствия огромны. Но революция, которую он может совершить для человеческой цивилизации, означает, что идея иметь репликатор слишком заманчива, чтобы отказаться от нее. Награда стоит терпения, и люди будут продолжать преследовать ее. Пограничная наука, короче говоря, но наука. И этого достаточно.
