С сегодняшней балк-технологией инженеры делают схемы на кремниевых чип
ах, обстреливая их атомами и фотонами, но схемы остаются плоскими и неизб
ежны дефекты молекулярного масштаба. С ассемблерами, однако, инженеры бу
дут строить схемы в трёх измерениях и строить с точностью до атома. Точны
е ограничения электронной технологии сегодня остаются неопределённым
и, поскольку квантовое поведение электронов в сложных сетях крошечных с
труктур представляет собой сложные проблемы, некоторые из них проистек
ают напрямую из принципа неопределённости. Но где бы ни были ограничения
, однако, они будут достигнуты с помощью ассемблеров.
Самые быстрые компьютеры будут использовать электронные эффекты, но са
мые маленькие могут не использовать. Это может казаться странным, однако
сущность вычисления не имеет никакого отношения к электронике. Цифрово
й компьютер Ц собрание выключателей, способных включать и выключать др
уг друга. Его переключатели начинают в одном положении (возможно, предст
авляющем собой 2+2), далее переключают друг друга в новое положение (предст
авляющем собой 4), и т. д. Такие схемы могут отображать почти всё что угодно.
Инженеры строят компьютеры из крошечных электронных переключателей, с
вязанных проводами просто потому что механические переключатели, связ
анные палочками или ниточками были бы сегодня большими, медленными, нена
дёжными и дорогими.
Идея относительно полностью механического компьютера вряд ли нова. В Ан
глии в течение середины 1800-х, Чарльз Баббаг изобрел механический компьют
ер, построенный из медных механических частей; его сотрудница Августа Ад
а, графиня лавеласов, изобрела программирование компьютера. Бесконечно
е перепроектирование машины Баббагом, проблемы с правильным изготовле
нием, противодействие критиков, контролирующих бюджет (некоторые сомне
вались в самой полезности компьютеров!), объединились, чтобы воспрепятст
вовать завершению проекта.
В этой же традиции Дэнни Хиллис и Брайен Силверман лаборатории Искусств
енного интеллекта Массачусетского Технологического института постро
или специализированный механический компьютер, умеющий играть крестик
и-нолики. Длиной и шириной в несколько метров, полный вращающихся валов и
подвижных рамок, который представляли состояние доски и стратегию игры,
он сейчас стоит в Музее компьютеров в Бостоне. Он выглядит во многом подо
бно большой молекулярной модели из шариков и палочек, поскольку он постр
оен из конструктора Тинкертой.
Медные механизмы и конструктор Тинкертой способствуют появлению больш
их, медленных компьютеров. Однако с компонентами шириной в несколько ато
мов, простой механический компьютер поместился бы в 1/100 кубического микро
на, т. е. оказался бы во много миллиардов раз более компактным, чем сегодня
шняя так называемая микроэлектроника. Даже с миллиардом байт памяти нан
омеханический компьютер мог бы поместиться в коробочку шириной один ми
крон, т. е. размером с бактерию. И был бы же он быстрым! Хотя механические си
гналы движутся около 100 000 раз медленнее чем электрические сигналы в сегод
няшних машинах, им бы требовалось проходить лишь 1/1 000 000 расстояния, поэтому
задержка оказалась бы меньше. Поэтому простой механический компьютер б
удет работать быстрее чем супербыстрые электронные сегодня.
Электронные нанокомпьютеры вероятно будут в тысячи раз быстрее чем эле
ктронные микрокомпьютеры, возможно, в сотни тысяч раз быстрее, если схем
а, предложенная Нобелевским лауреатом, физиком Ричардом Фейнманом себя
оправдает. Увеличенная скорость путём уменьшения размера Ц это старая
история в электронике.

Дизассемблеры

Молекулярные компьютеры будут управлять молекулярными ассемблерами, о
беспечивая быстрый поток инструкций, необходимых, чтобы направить разм
ещение крупных совокупностей атомов. Нанокомпьютеры с молекулярными у
стройствами памяти будут также хранить данные, произведенные процессо
м, который является противоположным сборке.
Ассемблеры помогут инженерам синтезировать вещи; их родственники, диза
ссемблеры, помогут ученым, и инженерам анализировать вещи. Что касается
ассемблеров, они опираются на способность ферментов и химических реакц
ий формировать связи, и способность машин управлять процессом. Дизассем
блеры же опираются на способность ферментов и химических реакций разру
шать связи, и машин Ц управлять процессом. Ферменты, кислоты, окислители,
металлы, щелочи, ионы и реагирующие группы атомов, называемых свободными
радикалы Ц все могут разрушать связи и удалять группы атомов. Поскольк
у нет ничего, что было бы абсолютно невосприимчивым к коррозии, по-видимо
му, молекулярные инструменты будут способны что-либо разбирать, по неск
ольким атомам за раз. Что более существенно, наномашина могла бы (в случае
необходимости и подходящего случая) также применять и механические сил
ы, в результате освобождая группы атомов.
Наномашина, способная это делать, записывая, что она удаляет слой за слое
м, Ц это дизассемблер. Ассемблеры, дизассемблеры, и нанокомпьютеры буду
т работать вместе. Например, нанокомпьютерная система будет способна на
править разборку объекта, записать его структуру, и потом управлять сбор
кой идеальной копии. И всё это Ц ещё только некоторые намёки реальной мо
щи нанотехнологии.

Обновлённый мир

Пройдут годы, пока появятся ассемблеры, но их появление кажется почти не
избежным:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117