CC BY
12
2006.02.012. БЕНСАУД-ВИНСЕНТ Б. СУЩЕСТВУЮТ ЛИ ДВЕ КУЛЬТУРЫ НАНОТЕХНОЛОГИИ?
BENSAUDE-VINCENT B. Two cultures of nanotechnology? // HYLE: Intern. j. for philosophy of chemistry. - Karlsruhe, 2004. - Vol.10, N 2. -P.65-82. - (Mode of access: http://www.hyle.org).
Споры вокруг идей К.Э. Дрекслера о возможности «машины творчества»1 помогают выяснить метафизические предположения нанотехнологий. Как сам Дрекслер, так и его противники нобелевский лауреат Р. Смолли и Дж. Вайтсайдес1 черпают вдохновение из одного источника - анализа живых систем, которые они описывают как механизмы. Автор ставит задачу - охарактеризовать конкурирующие модели наномеханизмов, которые позволяют поставить вопрос о существовании двух культур нанотехнологий.
Понятие механизма является многозначным. В последние десятилетия этот термин вошел в язык биологов. Живая ячейка теперь рассматривается как фабрика, переполненная многочисленными действующими наномехнизмами. В химии и науке о материалах говорится о молекулах-перевозчиках, об управляющих молекулах, удаляющих и возрождающих молекулах и т. д.
Спор между Дрекслером и Вайтсайдесом касается способов изготовления наномеханизмов. Сначала Дрекслер опирался на сравнение биохимических компонентов с операциональными единицами макроскопических механизмов. Его молекулярное производство - это экстраполяция к наименьшему масштабу сегодняшних автоматизированных фабрик. Наносистемы подобны фабрикам, использующим стандартные блоки материи как сырье и создающим объекты по программам, вложенным проектировщиками в механические устройства. Ключевое слово - «молекулярные сборщики (ассемблеры)», т.е. устройства, способные проводить химические реакции, соединяя реагирующие молекулы с
1См.: Drexler K.E. Engines of creation. - N.Y., 1986; Drexler K.E. Introduction in nanotechnology // Prospects in nanotechnology. - N.Y., 1995. - P.1-20; Drexler K.E. Machine-phase nanotechnology // Scientific American. - N.Y., 2001. - N 9. - P.66-67. -Прим. ред.
1См.: Smalley R.E. On chemistry, love and nanobots // Scientific American. -N.Y., 2001. - N 9. - P.76-77; Whitesides G. The once and future nanomashines // Scientific American. - N.Y., 2001. - N 9. - P.78-83. - Прим. ред.
высокой, атомной точностью. Они описаны как универсальные сборщики (ассемблеры), которые могут собрать все виды материалов тем же самым способом, которым рибосомы могут собрать все виды белков.
Таким образом, описание молекулярного производства опирается на классическую механику, но неявно обращается к вычислительным механизмам. Другая особенность состоит в том, что используется идея программного управления. В живых системах Дрекслер находит важный руководящий принцип для улучшения химических технологий. Ферменты - его любимая модель сборщиков (ассемблеров). Ферменты собирают большие молекулы, освобождая маленькие молекулы от воды вокруг них, скрепляя их вместе так, чтобы образовалась связь. Этим способом они собирают ДНК, белки и многие другие биологические структуры.
Однако ферменты не обеспечивают совершенную модель для нанотехнологии. Дрекслер предлагает использовать их только для первого поколения наномеханизмов. Затем, следует подражать живым устройствам, работающим по генетическим законам, чтобы производить механизмы более совершенные, чем организмы.
Кроме того, Дрекслер заимствовал из биологии концепцию эволюции. Он защищает эволюционную модель технологических изменений, представляя человеческую технологию как продолжение естественной. Появление молекулярного производства описывается на фоне грандиозной картины зарождения космического порядка из хаоса при постепенном развитии организации, репликации и технологии. Эволюционные принципы определяют как возможности, так и пределы технологических достижений.
Таким образом, Дрекслер и его сторонники развили концепцию механизма, которая объединяет старую механистическую модель, унаследованную от декартовской механики, - пассивная материя, перемещаемая внешними силами, - с более поздней вычислительной моделью, унаследованной от кибернетики.
Механическая и кибернетическая модели основываются на механизме, работающем без разума при контроле программы. Сама биологическая эволюция толкуется как слепой механизм, используемый и управляемый всесильным алгоритмом.
Совершенно другая перспектива разработки нанотехнологий обозначена химиками. Центр их внимания перемещается с мате-
риала на отношения между отдельными компонентами материи. Смолли выдвинул два возражения против идеи универсальных сборщиков (ассемблеров) Дрекслера. Дрекслер видел в ферментах модель универсальных ассемблеров, своего рода «молекулярные руки», при помощи которых возможно движение частей к правильному положению для соединения. С точки зрения Смолли, «молекулярные пальцы» занимают слишком много места и предотвращают сближение, необходимое для реакции в наномасштабе (проблема «толстых пальцев»). Кроме того, эти пальцы удерживали бы атомы, лишая их возможности переместить стандартный блок (проблема «липких пальцев»). Дрекслер отвечал, что речь идет о молекулах, а не об атомах.
Вайтсайдес отклонял в целом проект Дрекслера, полагая, что главная цель химиков состоит в том, чтобы обойтись без ассемблеров, самосборкой. Ни управление молекулами, ни программирование механизмов не требует внешнего вмешательства. Самосборка предполагает, что инструкции для нее являются неотъемлемой частью материальных компонент.
Для химиков стал актуальным вопрос о том, как же взаимодействуют молекулы, чтобы произвести свойства и поведение знакомых макроскопических химических веществ. В отличие от работы ученых-компьютерщиков, которые стремятся копировать обычные механизмы на наноуровне, работа химиков включает иерархию структур в живых системах.
Современная дискуссия между двумя парадигмами нанотех-нологии может быть соотнесена с более старой философской проблемой. Механистическая модель может иметь эвристическое значение в течение недолгого времени. Но как модель упрощения она сталкивается с трудностями, поскольку игнорирует внутреннюю динамику и мощь как живых организмов, так и технологических систем.
Л.А.Боброва, М.А.Кузнецов
