Читать интересную книгу Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии - Сергей Тараненко

Но если между ними вставить жидкий кристалл, поворачивающий ось поляризации света на 90 градусов, свет станет «параллельным» и пройдет без потерь. Если к жидкому кристаллу приложить электрическое поле, то этот угол будет меньше, и пройдет только часть света, тем меньшую, чем больше приложенное напряжение. Свет от монитора идет всегда. Но не всегда проходит сквозь жидкий кристалл. Вот мы и видим изображение. Чем не хамелеон?

Изменять оптические свойства материала можно по-разному, например управляя радионевидимостью замаскированного под  гражданское воздушное судно разведчика: он только что был на радарах и вдруг исчез.

Но наиболее впечатляющими последствиями технологии «программируемой материи» является способность изменения формы. Фантастика ли это?

Уже сегодня есть простейшие способы реализации такой возможности. Речь идет о материалах с памятью формы. Применения данной технологии многообразны — от космической техники до медицины. Приложили сигнал — и компактно упакованная антенна или солнечная батарея орбитального спутника или межпланетного зонда развернулась во всей своей красе на многие десятки метров. Иногда и сигнала не нужно. Ортопедический имплантат медленно (так медленно, как это обусловлено темпами процессов роста в организме человека) расправляется и расправляет деформированную грудную клетку. Примеры можно продолжать бесконечно.

Однако это только начало. В перспективе речь идет о материалах, подстраивающихся к изменяющимся условиям, к разным требованиям.

Во введении мы уже писали об одном из таких материалов, подобном дельфиньей коже, обеспечивающей ламинарное[43] обтекание струей воздуха крыла и фюзеляжа самолета. Но возможны и другие «умные» материалы.

«Умные» материалы (smart materials) — такие материалы, которые активно реагируют на изменения окружающей среды и изменяют свои свойства в зависимости от обстоятельств.

Реагировать материал может разным способом, меняя разные свойства: геометрические, прочностные, оптические.

Хорошо известным примером «умного» материала, меняющего оптические свойства, являются покрытия стекол очков-хамелеонов. Также можно представить себе материал, который, не будучи прозрачным, как камбала повторяет цвета и рисунок того, на чем он лежит. Или даже объектив, который не надо наводить на фокус, — он всегда делает это сам.

Если материал сделать действительно «умным», т. е. организовать его по принципу нейронных сетей, свойства такого материала могут стать воистину удивительными. Но предсказать все риски от применения таких материалов сегодня крайне сложно. Давайте немного пофантазируем.

…Универсальная отмычка, ключ, подходящий к любому механическому замку, — наверное, самое простое, что может прийти на ум. Нет больше запертых дверей квартир и автомобилей, если они не снабжены электронным управлением. Нет механических сейфов — они бесполезны.

…Ужас бухгалтера, его ночной кошмар. Как ему учитывать материальную ценность? Записано — «стул». А в плохую погоду он скорее похож на предмет актуального искусства[44]. Как знать, какая погода будет в день ревизии? И что говорить ревизору?

…Меняющаяся внешность. Меняющиеся папиллярные линии (отпечатки пальцев). Свидетели преступления опознали не того. Эксперт подтвердил показания свидетелей.

Все это и многое другое, что только можно вообразить, имеет одну очень важную общую компоненту. Основной риск, обусловленный развитием технологий «программируемой материи», связан не с техногенными и техническими проблемами, а с неготовностью институтов нашего современного общества к предстоящим переменам. В приведенных примерах это институты собственности, бухгалтерского учета и следственно-судебные институты. Но то же самое можно сказать про множество других институтов современного мира, созданных в мире, в котором не было «хамелеонов», и поэтому к ним не приспособленных.

К технологии «программируемой материи» часто относят и вполне самостоятельную технологию 3D-печати (известную также под названием «3D-принтеры»). Если традиционная обработка материала, такая, например, как металлообработка с помощью фрез, резцов и сверел, следует завету Микеланджело «Искусство — это не красота, а умение отсечь все ненужное», то 3D-печать — прямая противоположность. Материал не удаляется, а наносится атом за атомом, слой за слоем (например, лазерной эпитаксией) в нужных местах.

Не думайте, что данная технология — пустые россказни. Сегодня уже есть первые, вполне практические, пусть и единичные результаты. Так, Европейский аэрокосмический и оборонный концерн (European Aeronautic Defence and Space Company, EADS)[45] использовал процесс аддитивного послойного изготовления (3D-печать с лазерной технологией) для создания готового к поездке напечатанного нейлонового велосипеда. Созданный прототип демонстрирует полную функциональность — он не хуже велосипеда, купленного в магазине.

Технология 3D-печати также может приводить к трансформации институтов, прежде всего к упрощению институтов производства. Так, можно осуществить постепенный переход от промышленного поточного производства к индивидуальному производству в домашних или офисных условиях.

Подобный механизм и риски, с ним связанные, описаны в п. 7.3 «Упрощение систем. Бездорожная экономика». Здесь же мы затронем то, о чем говорили ранее, в частности трансформацию института собственности. Возможность печатать изделия прямо дома или в соседнем офисе изменит саму культуру владения и избавит от необходимости накопления вещей.

Ценным станет владение не вещью, а ее информационной моделью и возможностью напечатать ее с помощью каких-то уникальных по свойствам материалов. Обратите внимание, подобное уже происходит: в мире все больше ценят технологии, чем конечную продукцию, с их помощью производимую. Технологии и информация — вот ценности новой экономики. Владение цифровым кодом позволит в любой момент воспроизвести изделие.

Эти изменения молчаливо предполагаются позитивными. Так, мы сможем производить только нужное и не растрачивать ресурсы. Но так ли это? Вряд ли!

Вещи перестанут окончательно быть ценностью. Не нужно — выбросил. Подобное уже происходило. Вспомните про пластиковые бутылки и одноразовую посуду. Под гимн о благих намерениях мы рискуем сделать нашу экономику еще более одноразовой, еще более расточительной.

А если учесть, что каждый сможет «творить», создавать нужное и ненужное, разрабатывать собственные механизмы, то наша цивилизация поточного производства, производства, построенного на разделении труда, может вполне стать предметом учебников по истории. При этом необходимо помнить: разделение труда — это базовый институт цивилизации, в которой мы живем со времен письменной истории человечества.

Ответ на вопрос «Как бы вы отнеслись к идее ходить в одежде, связанной собственноручно?» не дает полной картины возможного. Вопрос надо отнести практически ко всему: одежда — лишь незначительная деталь.

Краткая таблица рисков

Риск возможностей, представляемых «умной» материей.

Риск «универсальной отмычки».

Риск «меняющейся внешности» и «меняющихся папиллярных линий» как источник невозможности суждений, в том числе экспертных.

Риск неготовности современных институтов к новой среде, определяемой свойствами «умной» материи и другими особенностями нано.

Риск неизбежной трансформации институтов современности под давлением технологических изменений.

Риск «одноразовой» вещи как риск неэффективного использования ресурсов.

Глава 3

Страсти по квантам

3.1. Квантовые эффекты — это актуально?

Если мираж окажется действительностью, требуйте компенсации.

Станислав Ежи Лец

Нанотехнологии связывают с квантовыми эффектами, что для наиболее сложных нанотехнологий более чем справедливо. Вообще, как было отмечено во введении, использование квантовых эффектов, т. е. таких эффектов, которые в классической физике запрещены, давно на повестке дня. Наиболее известные нам «квантовые» технологии — это технологии, которые мы не связывали ранее, не связываем и сегодня с понятием нано. Это и транзистор, и лазер, и ядерный магнитный резонанс, и многое другое. Однако когда мы говорим о квантовом характере нанотехнологий, мы имеем в виду нечто иное. В чем же это различие?

Квантовые эффекты, используемые ранее, т. е. квантовые технологии вне области нано, — это те поправки к классической физике нашего мира, которые возникают из-за того, что на атомарном уровне мир устроен иначе, по квантовым законам. Но в нашем мире мы не видим самих квантовых законов: мы видим их следствия в строении вещества нашего мира, вещества, состоящего из колоссального числа квантовых частиц и объектов — фотонов, электронов, атомов и др.