Они представляют собой простое и мощное доказ
ательство, что законы природы позволяют маленьким группам атомов вести
себя как управляемым машинам, способным строить другие наномашины. Одна
ко вопреки тому, что они в основе напоминают рибосомы, ассемблеры будут о
тличаться от всего, что находится в клетках; хотя они состоят в обычных дв
ижениях молекул и реакциях, то, что они делают, будет иметь новые результа
ты. Например, ни одна клетка не производит алмазного волокна.
Мысль, что новые виды наномашин дадут новые полезные способности, может
казаться потрясающей: за все миллиарды лет развития жизнь в основе всегд
а полагалась только на белковые машины. Но говорит ли это о том, что усовер
шенствования были невозможны? Эволюция идёт небольшими изменениями, и э
волюция ДНК не может легко заменить ДНК. Так как система ДНК-РНК-рибосома
специализирована для построения белков, жизнь не имела никакой реально
й возможности развить альтернативный вариант. Любой производственный
менеджер хорошо может оценить причины этого; жизнь Ц больше чем фабрика
, она не может себе позволить прекратить деятельность, чтобы заменить св
ои системы на новые.
Улучшенные молекулярные машины должны нас удивлять не больше, чем сплав
стали, который в десять раз прочнее кости, или медные провода, передающие
сигналы в миллион раз быстрее нервов. Автомобили обгоняют гепардов, реак
тивные самолеты летают быстрее соколов, и компьютеры уже считают быстре
е самых талантливых из людей. Будущее даст новые примеры улучшений в био
логической эволюции, из которых второе поколение наномашин будет лишь о
дним.
В физических терминах, достаточно ясно, почему усовершенствованные асс
емблеры будут способны делать больше чем существующие белковые машины.
Они будут программироваться подобно рибосомам, но они будут способны ис
пользовать более широкий диапазон инструментов чем все ферменты в клет
ке вместе взятые. Поскольку они будут сделаны из материалов намного боле
е прочных, твёрдых и устойчивых, чем белки, они будут способны развивать б
ольшие мощности, двигаться с большей точностью, и выносить более суровые
условия. Подобно промышленным манипуляторам, но в отличие от чего-либо в
живой клетке, они будут способны вращаться и двигать молекулы в трёх изм
ерениях под программным управлением, делая возможным точную сборку сло
жных объектов. Эти преимущества будут давать им возможность собирать на
много более широкий спектр молекулярных структур, чем это делали живые к
летки.
Не имеет ли жизнь в себе нечто особое сверхъестественное, без чего молек
улярные машины не будут работать?
Можно было бы сомневаться, что искусственные наномашины могли бы даже пр
иблизиться к способностям наномашин в клетке, если бы была причина думат
ь, что в клетках есть нечто сверхъестественное, что заставляет их работа
ть. Эта идея называется «витализм». Биологи отказались от неё потому что
они нашли химические и физические объяснения для каждого уже изученног
о аспекта живой клетки, включая движение, рост и воспроизводство. Действ
ительно, это знание является самой основой биотехнологии.
Наномашины, плавающие в стерильных испытательных пробирках вне клеток,
заставили выполнять все основные виды действий, которые они выполняют в
нутри живых клеток. Начиная с химических веществ, которые могут быть пол
учены из дыма, биохимики построили работающие белковые машины без помощ
и клеток. Р.Б. Меррифилд, например, использовал химические приёмы для сбор
ки простых аминокислот в рибонуклеазу поджелудочной железы бычка, комп
лекс ферментов, который разбирает на части молекулы РНК. Жизнь специфичн
а по структуре, по поведению, а также по тому, что она чувствует изнутри по
поводу того, что она жива, но законы природы, которые управляют механизма
ми жизни, также управляют всей остальной вселенной.
Доказательства реализуемости ассемблеров и других наномашин могут каз
аться обоснованным, но почему бы просто не подождать и не посмотреть, дей
ствительно ли они могут быть разработаны?
Чистое любопытство кажется причиной, достаточной, чтобы исследовать во
зможности, открытые нанотехнологией, но есть более сильные причины. Эти
достижения охватят мир в пределах от десяти до пятидесяти лет, то есть в п
ределах сроков жизни наших собственных или членов наших семей. Что более
существенно, заключения следующей главы подсказывают, что политика «по
дождём-посмотрим» была бы слишком дорогой: она бы стоила миллионы жизне
й, и, возможно, конец жизни на Земле.
Является ли доказательство реализуемости нанотехнологии и ассемблеро
в достаточно обоснованными, чтобы быть принятыми серьезно? По-видимому
это так, поскольку суть доказательства опирается на два известных факта
науки и конструирования. Они следующие: (1) что существующие молекулярные
машины служат целому ряду простых функций, и (2) что части, служащие этим пр
остым функциям, могут быть скомбинированы так, чтобы строить сложные маш
ины. Поскольку химические реакции могут связывать атомы различным обра
зом, и поскольку молекулярные машины могут направлять химические реакц
ии в соответствии с программными инструкциями, ассемблеры определённо
реализуемы.

Нанокомпьютеры

Ассемблеры принесут одно крупное достижение очевидной и фундаментальн
ой важности: инженеры будут их использовать, чтобы сократить размер и ст
оимость микросхем компьютера и ускорить их функционирование на много п
орядков.
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