хотя путь к ассемблерам имеет много шагов, каждый шаг сделает с
ледующий досягаемым, и каждый принесет непосредственный выигрыш. Первы
е шаги под названием "генная инженерия" и «биотехнология» уже предпринят
ы. Кажутся возможными и другие пути к получению ассемблеров. Исключая ра
зрушение мира или мировое господство, гонка технологий будет продолжат
ься вне зависимости, хотим мы этого или нет. И по мере того, как успехи в про
ектировании с помощью ЭВМ ускоряют развитие молекулярных инструментов
, продвижение к ассемблерам будет ускоряться.
Чтобы иметь хоть какую-то надежду понять наше будущее, мы должны понять п
оследствия ассемблеров, дизассемблеров, и нанокомпьютеров. Они обещают
влечь изменения, столь же глубокие, как индустриальная революция, антиби
отики, и ядерные оружие, соединённые в один огромный прорыв. Чтобы понять
будущее таких глубоких изменений, имеет смысл поискать принципы измене
ния, которые пережили величайшие изменения прошлого. Они окажутся полез
ным руководством.

Глава 2. ПРИНЦИПЫ ИЗМЕНЕНИЙ


Вы можете представить себе п
роцесс проектирования как, во-первых, генерирование альтернатив, а зате
м испытание этих альтернатив против целого ряда требований и ограничен
ий.
ГЕРБЕРТ А. САЙМОН

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ АССЕМБЛЕРЫ сделают такую революцию, какой не было со времё
н появления рибосом, примитивных ассемблеров в клетке. Получающаяся в ре
зультате нанотехнология может помочь распространению жизни вне Земли
Ц шаг, не имеющий аналогов, начиная с распространения жизни вне морей. Эт
о может помочь машинам обрести разум Ц шаг, не имеющий параллелей, с тех п
ор как разум появился в приматах. И это может позволять нашим умам обновл
ять и переделывать наши тела Ц шаг вообще не имеющий аналогов.
Эти революции принесут опасности и возможности, слишком обширные, чтобы
их могло вместить человеческое воображение. Все же принципы изменения, к
оторые выполнялись для молекул, клеток, животных, разума, и машинам, должн
ы продолжать деятельность даже в век биотехнологии, наномашин и искусст
венного разума. Те же самые принципы, которые приложимы в море, на земле и
в воздухе, должны сохраняться, когда мы будем распространять жизнь Земли
к звездам. Понимание сохраняющихся принципов изменения поможет нам пон
ять потенциал для хорошего и плохого в новых технологиях.

Порядок из хаоса

Порядок может появляться из хаоса без чьих-либо распоряжений: хорошо ор
ганизованные кристаллы конденсировались из бесформенного межзвездно
го газа намного раньше Солнца, Земли, или появления жизни. Из хаоса также п
оявляется кристаллический порядок и при более знакомых обстоятельства
х. Вообразите молекулу, возможно правильную по форме, а, возможно, неравно
мерную и узловатую как корень имбири. Теперь вообразите большое число та
ких молекул, перемещающихся беспорядочно в жидкости, переворачиваясь и
толкаясь как алкоголики в невесомости и темноте. Вообразите испаряющую
ся и охлаждающуюся жидкость, что заставляет молекулы быть ближе друг к д
ругу и замеляя их движения. Будут ли эти беспорядочно перемещающиеся, мо
лекулы странной формы просто собираться в беспорядочных «кучах»? В обще
м случае Ц нет. Обычно они будут устанавливаться в кристаллическую стру
ктуру, каждый аккуратно устраиваясь напротив своих соседей, формируя ст
роки и столбцы, такие же совершенные, как шахматная доска, хотя часто боле
е сложные.
Этот процесс не включает ни волшебство, ни какие-то специальные свойств
а молекул и квантово-механических сил. Это даже не требует специальных с
оответствующих друг другу форм, которые позволяют молекулам белка само
стоятельно собираться в машины. Если положить мраморные шарики одинако
вого размера на поднос и встряхнуть, также выпадают в правильные рисунки
.
Кристаллы растут путём проб и удалением ошибок, путём варьирования и сел
екции. Никакие крошечные руки их не собирают. Кристалл может начинаться
со случая молекул, собирающихся в группу: молекулы блуждают, сталкиваютс
я, и собираются в группы случайным образом, но группа держится вместе луч
ше всего когда она упакована в правильную кристаллическую структуру. Да
лее в первоначальный маленький кристалл ударяются другие молекулы. Нек
оторые тыкаются в неправильные места или с неправильной ориентацией; он
и плохо прилипают и от колебаний вновь отваливаются. Другие по случаю по
падают нужным образом; они лучше прилипают и часто остаются. Слой строит
ся на слое, расширяя кристаллическую структуру. Хотя молекулы сталкиваю
тся случайным образом, они не прилипают случайно. Порядок растёт из хаос
а путём варьирования и селекции.

Эволюционирующие молекулы


В росте кристаллов, каждый слой образует шаблон для следующего. Однородн
ые слои накапливаются и формируют твердый блок.
В клетках нити ДНК или РНК также могут служить в качестве шаблонов при по
мощи ферментов, которые действуют как молекулярные копировальные маши
ны. Но элементы, из которых строятся нити нуклеиновых кислот, могут быть у
строены во многих различных последовательностях, и нить шаблона может о
тделиться от копии. И нить, и её копия могут далее снова быть скопированы.
Биохимик Сол Спиджельман использовал копировальные машины (белки из ви
руса) для экспериментов в испытательной пробирке. Говоря просто, безжизн
енная среда дуплицирует молекулы РНК.
Представьте себе нить РНК, плавающую в испытательной пробирке вместе с к
опировальными машинами и элементами РНК.
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