Кафедра Ваннаха: Нано-блюз

Надежды, которые возлагаются на нанотехнологии, велики и обширны. Но вот насколько они оправданны? И что это вообще за штука – нанотехнологии? Почему они вызывают такой интерес, и при каких условиях хлопоты не окажутся пустыми?

Дюжину лет назад в Отечестве нашем искали Национальную идею. Искали долго и мучительно, с упорством богатого мужичка выше среднего возраста, заполучившего наконец вожделенную модель и пытающегося что-то сделать или, хотя бы, изобразить. А потом, на самом конце эпохи нефтяного изобилия, показалось вдруг, что идея эта найдена. И она крайне плодотворна, хоть и очень мала. И идея эта – нанотехнологии.

Давайте же для простоты изложения выделим в нанотехнологиях, которые крайне обширны, ибо есть "междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники", всего две стороны – миф и новые, вполне реальные возможности для производства. Ну, миф известен очень широко. Он состоит в гипотетической возможности заменить все технологии, которыми пользуется человечество – обжиг керамики, варку стали и стекла, штамповку и прокат, шлифовку оптических линз, синтез полимеров, выращивание злаков, виноделие и печение хлеба, – одной единственной, а именно – складыванием потребного из отдельных атомов. Миф этот восходит к докладу Ричарда Фейнмана на конференции Американского физического общества в Калтехе в 1959 году "Там внизу много места", There’s Plenty of Room at the Bottom. Там великий физик и блистательный шутник предположил, что отдельные атомы перемещать можно механически. Инструментом для этого могут быть манипуляторы, каждый из которых будет создавать свою уменьшенную копию. У нас в стране идея получила широкую известность благодаря научно-фантастическому роману Георгия Гуревича "Мы из солнечной системы", 1965. Последовательность дублей, создающих свои уменьшенные копии, появилась в том же году и в культовом "Понедельник начинается в субботу" братьев Стругацких. (Впрочем у Станислава Лема сборка из атомов фигурировала ещё в "Двадцать третьем путешествии Йона Тихого", 1954.)

В 1980-е эстафету подхватил Эрик Дрекслер. Хотя его работы и насыщены математикой, но названия выдержаны в почти теологическом, нарочито архаизированном стиле – "Машины творения: грядет эра нанотехнологий", "Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology". Идея атомарно-молекулярных сборщиков распространилась крайне широко, её тиражировали научно-популярные издания. Даже идея гипотетической Grey goo – серой слизи, в которую могут превращать всё на свете молекулярные дизассемблеры, игравшая роль чёрной легенды, – подобно тому, как ядерной энергии сопутствует не менее гипотетическая ядерная зима, – работала на популярность наномашин. (Отметим, в плане защиты отечественного приоритета, что сёрая слизь, – под именем коллоидного газа, умножающегося за счёт тел своих жертв, – впервые появилась в романе Леонида Леонова "Дорога на океан", 1935. Книга эта насыщена технологическими предвидениями; оказала огромное влияние на Аркадия Стругацкого; вызывала пристальное внимание Сталина, которому Леонид Максимович даже осмеливался перечить, отстаивая авторский текст от высочайших правок.)

То есть наносборщики известны крайне широко. О них наслышан каждый, чьи интересы выходят за пределы дешёвого пива в пластике и китайских тряпок особо модного пошива. На роль национальной идеи, или хотя бы её суррогата – изумительно подходят. Ведь обещают чудо. Ничего не надо делать, а наносборщики всё сделают для тебя, соберут хрустальную рюмку, нацедят в неё очищенного да сервируют на порцеллановом фарфоре осетринку с хреном. И самое главное – не надо обещать этого впрямую. Сказал "нано" – и представился вожделенный образ. Ну, как при словах вампир или русалка…

Стоп! Вот мы и пришли к первому интересному моменту. О русалках с вампирами наслышаны все. Вот только никто (за исключением пациентов домов умалишенных) их не видел. И, несмотря на всю математику Дрекслера, несмотря на все успехи в туннельно-сканирующих мелкоскопах, никто также не видел наносборщиков… Так что наночудеса откладываются. Самое привлекательное оказывается, ну, если и не обманом, то мифом!

Но почему же по миру уделяется такое внимание наноисследованиям? Что, планетарный заговор? Да нет… Нано – это ещё и вполне реальные технологии с малыми допусками. И не обязательно в один нанометр, можно и до сотни… А допуски - это важно!

Вот творцы первых паровых машин восторгались поршнем, так пригнанным к цилиндру, что стёртая пенсовая монетка проходит между ними с трудом. Они же считали, что металл никогда не научатся обрабатывать с такой же точностью, что и дерево… (Самый качественный металл в Англии тогда был уральским.)

Потом это заблуждение преодолели, и паровые машины сделали Британию мастерской мира. Потом точность обработки росла, появились машины двойного и тройного расширения, более экономичные, сделавшие океанское судоходство из парусного паровым. Ещё повысилась точность – появились двигатели Ленуара и Отто, по планете побежали автомобили, воспарили аэропланы. Следующий этап – моторы Дизеля кайзеровских субмарин и паровые турбины дредноутов. Потом – газовые турбины. Насосы и форсунки ракетных двигателей. Потом – малые дизеля легковушек. Ну, о роли допусков в цифровой технике в "Компьютерре" писать излишне. Понятно, что повышение точности работы технологического оборудования даст его владельцам много интересного и коммерчески выгодного. Поэтому то и процветают наноисследования, государственные и частные, по всему миру. Но вот у нас о том, что нанотехнологии – это всего лишь технологии высокой точности, абсолютно необходимые, но не сулящие никаких чудес, у нас говорить почему-то не принято. И – ведь легко понять почему. Ну скажем, что нанотехнологии дадут более точные станки. Чудесно!

Но вот где ж прорыв в светлое завтра? Помните, какая участь постигла прецизионное оборудование советских заводов? (Молодые читатели пусть спросят у старших товарищей…) И почему считаем, что оборудование ещё более высокой точности, если его и удастся произвести, не постигнет та же участь? Почему полагаем, что эксплуатировать его окажется выгодным здесь, – давая россиянам рабочие места, а казне налоги, – а не в Китае, с куда более низкой ценой рабочей силы и накладными расходами? Не в странах с более высоким развитии логистики и более низкими пошлинами и таможенными тарифами, чем у нас? Что, кто-то отменил неизменные законы рыночной экономики? Так что, избегая неприятных, но неизбежных вопросов, те, кто успешно осваивает отнюдь не карликовые бюджеты на нано об этом умалчивают. Хотя, думается, сами прекрасно всё понимают. Пусть об этом задумаются и уважаемые читатели.