Кристиан Жоаким - Нанонауки. Невидимая революция

• Название: Нанонауки. Невидимая революция
• Автор: Кристиан Жоаким
• Издательство: КоЛибри
• Жанр: Научпоп
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-389-00631-7

Кристиан Жоаким — один из известнейших специалистов по физике твердого тела, директор Центра структурных исследований и разработки новых материалов (CEMES) в Тулузе. Ответственный руководитель группы Nanosciences. Вместе с журналисткой Лоранс Плевер он рассказывает о том, что такое наномир, как выглядят его обитатели, чем отличаются нанонауки от нанотехнологий и что они сулят человечеству в ближайшем будущем.

---

В июне 1992 года задули ветры, благоприятствовавшие экотехнологии. Сенатор от штата Теннесси Альберт Гор побывал на Втором мировом саммите, состоявшемся в Рио-де-Жанейро. Мероприятие задело и без того экологически настроенного политика за живое, и, вернувшись в Вашингтон, сенатор организовал слушания в сенате на тему «Новые технологии для устойчивого развития». Выступали лучшие американские специалисты, в том числе Эрик Дрекслер. Его книга пользовалась бешеным успехом. В самом деле: если в отправной точке — в 1986 году — сама возможность манипуляции одиночными атомами, требующаяся для создания нанопроцессоров и других наномашин, представлялась чистой фантазией, и многие сведущие люди сомневались в том, что нечто подобное в принципе возможно, то в 1989 году уже было известно, что туннельный микроскоп позволяет экспериментатору произвольно менять местоположение атома. И этим достижением мы обязаны Эрику Дрекслеру. 26 июня 1992 года его пригласили выступить перед комиссией американских сенаторов, собранной Алом Гором. Речь его поразила слушателей трезвостью и даже сухостью. Законодатели узнали, что, передвигая молекулу за молекулой, можно построить машину и что подобные приемы молекулярного машиностроения обещают со временем превратиться в такую технологию, которая окажется и надежнее и действеннее всех нынешних технологий. Чтобы сенаторы поняли, что его утверждения не голословны, но опираются на солидные научные основания, докладчик ловко вставил в речь имя Роберта Фейнмана, лауреата Нобелевской премии по физике. Процитировав прославленного физика, который в одном из своих выступлений обмолвился о промышленном производстве нанометрического масштаба, Дрекслер заодно придал своему проекту историческое измерение: вот, сам Фейнман говорил о наномеханизмах еще в 1959 году! А чтобы задеть национальную гордость и воззвать к духу соперничества, Дрекслер, как бы походя, сообщил, что японцы уже ассигновали солидные суммы на исследования манипуляций с одиночными атомами.

Обдумав услышанное, Ал Гор поддержал Эрика Дрекслера, благо что достаточно полное представление о том, что Дрекслер задумал, можно было составить из ответов ученого на заданные ему вопросы. Дрекслер объяснял, что речь идет не просто о дальнейшей миниатюризации в духе того развития, который наблюдается в микроэлектронике. За несколько минут коротко и ясно он нарисовал перспективы производства «молекуломашин»: подбираясь к отдельным атомам и молекулам, нанотехнология будет создавать такие устройства, которые сумеют перемещать их поодиночке и затем строить из них какие угодно агрегаты, в том числе и работоспособные. Вслед за описанным эпизодом была создана группа давления: эти лоббисты отстаивали идею устойчивого развития технологии, а Эрик Дрекслер выступал в роли этакого проповедника или скорее современного Жюля Верна, охотно делившегося своими технологическими предвидениями. Он даже основал общество прорицателей, назвав его Институтом предвидения (Foresight Institute); организация эта обосновалась в Калифорнии.

Тем временем — Эрик Дрекслер правду говорил — японское правительство реализовывало программу исследований, в ходе которой японцы должны были научиться манипулировать атомами и тем самым обеспечить будущее своей микроэлектронной промышленности. Не то американцы уйдут вперед! И японцы добились невероятных успехов! Масакура Аоно, который работал в исследовательской лаборатории, финансировавшейся из государственного бюджета и занимавшейся миниатюризацией микросхем, изучал возможности создания электронных устройств атомарного размера. При этом он сумел сказать новое слово в искусстве гравюры: удаляя при помощи туннельного микроскопа атом за атомом с поверхности кремниевого кристалла, Аоно превзошел всех мастеров книжной миниатюры. С тех пор японцы и американцы шли — и продолжают продвигаться — голова в голову и ноздря в ноздрю.

Вернемся к политике. Билл Клинтон, избранный президентом в 1992 году, возложил заботы о новых технологиях на своего вице-президента Ала Гора. Соединенным Штатам в то время пришлось отвечать на множество вызовов. Завершение «холодной войны» поменяло приоритеты американской научно-исследовательской деятельности: страна должна была справляться с новым соперничеством, оживившимся во всем мире. Надо было не только удержать превосходство в военной науке, но и печься о научно-исследовательских программах, долженствующих повышать благосостояние и уровень потребления гражданского населения. Электронные отрасли промышленности Японии и Южной Кореи чувствовали себя как нельзя лучше, и зрелище чужой удачи не давало спокойно спать их американским конкурентам. Чтобы поддержать американскую науку, надо было подкормить университеты: оборудование, на котором работали исследователи, потихоньку ветшало. Прорабом на стройку, которая должна была перепахать всю организацию научно-исследовательских работ в США, назначили Ала Гора, и его проекту нужны были деньги, все больше денег. Вдохновляясь величественной научной программой, принятой президентом Рузвельтом в конце Второй мировой войны, Ал Гор к августу 1994 года обнародовал доклад со своими выводами, снабдив документ звучным названием «Наука на службе страны» (Science in the National Interest).

Защищал ли Ал Гор экотехнологический проект, породивший столько восторгов в его окружении? Увы, в его отчете не обнаруживается никаких упоминаний об устойчивом развитии, не считая пары-другой туманных намеков… Увлеченность экологией, которой любил щегольнуть вице-президент, куда-то и как-то походя испарилась[4]. Вместо поддержки изучения манипуляций с атомами и молекулами, дабы в будущем, на основе этих исследований, создать промышленность, бережнее относящуюся к окружающей среде, доклад Гора провозглашал стратегическую важность нанотехнологий для текущего промышленного развития США! То есть нынешней американской промышленности! Да, нанотехнологиям приписывалась ключевая важность, но не в деле устойчивого развития планеты, а для ближайшего будущего микроэлектронной, химической и фармацевтической промышленности. Ну и чем это обернулось в последующие годы?

Уж слишком многое было поставлено на кон в затее с реорганизацией научно-исследовательских работ в США и слишком уж много средств предполагалось отпустить из государственного бюджета, чтобы предприимчивые люди остались безучастными к новому делу. И в бойницах показались лоббисты промышленников, давая знать, что своего-то они не упустят и, следовательно, в докладе должны быть учтены интересы существующей индустрии. Тяготевшая к Алу Гору группа давления «за устойчивое развитие», в которой право выбора резервировалось за Эриком Дрекслером, вынуждена была уступить могучим соперникам. За два года ореол, окружавший Эрика Дрекслера, сильно поблек. На него нападали многие ученые, упрекавшие его — небезосновательно — в том, что его работы не опираются на серьезную научную базу. А некоторые американские журналисты начали сравнивать его с гуру, возглавляющим секту, считая таковой его Институт предвидения. Мало-помалу и влияние Дрекслера, и доверие к нему сходило на нет.

Промышленное лобби нашло своего глашатая и стойкого приверженца в лице Майкла Роко. Этого бывшего преподавателя механики в 1990 году назначали руководителем отдела проектирования и разработок американского научного ведомства (официальное название — Национальный фонд науки — NSF). В 1995 году по его почину было принято решение начать исследования наночастиц, а также наноматериалов, которые, быть может, удастся получить по ходу этих работ. Указывая на эту программу, он потребовал зажечь перед ним зеленый свет, и директор NSF Нил Лейн, профессор из Университета Райса в штате Техас, пошел Роко навстречу. Сам Лейн в 1998 году стал советником по науке при президенте Билле Клинтоне. Майкл Роко, рассудительный и цепкий университетский профессор, упорно воевал долгих пять лет за право определять облик американских нанотехнологий. На его взгляд, молекулярные заводы Эрика Дрекслера — пустые россказни, а нанотехнология, если под таковой понимать некую молекулярную технологию, неосуществима. Тем самым он встал на сторону тех ученых, которые выступали за нисходящую логику, то есть за дальнейшее продолжение миниатюризации, и отказывали прочим подходам в праве на существование. Нанотехнологии, считал Роко, объемлют все технологии миниатюризации, более или менее приближающиеся к шкале, измеряющей расстояния в нанометрах.

В начале 1997 года на связь с Майклом Роко вышел советник президента Клинтона по экономическим вопросам Том Калил. Советник прочел доклад Ала Гора и смог оценить экономические выгоды, которые сулили будущие нанотехнологии. С помощью Тома Калила Майкл Роко сколотил рабочую группу, и та, за два года потуг, зачала проект, превратившийся позднее в Национальную нанотехнологическую инициативу (NNI). Кроме того, он поработал с дюжиной агентств, что должны были финансировать нанотехнологии в США. В итоге получившийся проект устраивал всех и, самое главное, не давал повода для нападок сенаторам, которым наверняка хотелось потратить деньги налогоплательщиков на какие-то иные программы.