Популярные Нано Технологии

Размещение материала

Для размещения материала в данном разделе заполните пожалуйста эту форму.

Учеба

Нанотехнологии как новая реальность / 29.01.2016

© Вячеслав Мейдер

Источник: Popnano.RU

Лекция Вячеслава Мейдера о нанотехнологиях
 
1. Динамика науки: вверх и вглубь!
 
На протяжении многих тысячелетий человеческая мысль движется по 2 направлениям.
Одно ведет в мир звезд и галактик, где разлетающееся вещество достигает почти световых скоростей, другое — в микромир с исчезающее малыми масштабами расстояний и длительностью существований. Как писал российский физик-теоретик Л. Д. Ландау (1908 — 1968), величайшим достижением человеческого гения является то, что «человек может понять вещи, которые он уже не в силах вообразить».
 
Начало XX в. знаменовало рождение квантовой механики — физической теории, изучающей законы движения материи на микроуровне.
Это были первые дни истории новой физики, дни революционных открытий в науке.
И если физическая картина мира, начатая исследованиями г Галилея (1564 — 1642) и И. Ньютона (1643 — 1727) и завершенная Дж. Максвеллом (1831 — 1879) соответствовала положению древних: «природа не делает скачков, процессы непрерывны», то квантовая механика заставила взглянуть на суть явлений иначе: «природа делает скачки».
Проникновение в удивительный, неисчерпаемый, но познаваемый мир атомов (микромир) при помощи богатого арсенала средств науки началось с конца 19 века. Однако в глубине веков теряются истоки представлений о многообразии миров, о бесконечности и неисчерпаемости природы.
Многие ученые осознанно или неосознанно руководствовались этими принципами, понимая их эвристическую роль. Автор специальной и общей теории относительности А. Эйнштейн (1879 — 1955) писал: «Вера в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта, лежит в основе всего естествознания. Но так как чувственное восприятие дает лишь информацию об этом внешнем мире, или “физической реальности”, опосредованно, мы можем охватить последнюю только путем рассуждений.
Из этого следует, что наши представления о физической реальности никогда не могут быть окончательными. Мы всегда должны быть готовы изменить эти представления» (А. Эйнштейн, 1967, Т. IV, с. 136).
 
Естественнонаучное познание первой половины 20 века подвело к необходимости перехода от старых классических понятий и принципов к новым, отражающим свойства материи на атомном уровне. Американский физик Р. Фейнман (1918 — 1988) замечал: «Мир, если смотреть на него издали, кажется круглым, гладким, чисто отполированным шариком, но если смотреть на него вблизи, он оказывается очень сложным: миллиарды крохотных атомов, всевозможных неровностей» (Энциклопедия … Физика. 2002, с. 213). В. Гейзенберг (1901 — 1976), подчеркивал, что в экспериментах с атомными процессами человек имеет дело с особой реальностью: атомы и элементарные частицы образуют скорее мир тенденций или возможностей, чем мир фактов. О загадочном мире элементарных частиц писал Дж. Максвелл: «Мы, которые дышим воздухом нашего века и знаем только характеристики современного мышления, — не можем предсказать общий тон науки будущего, не можем предвидеть тех открытий, которые принесет это будущее» (Дж. Максвелл, 1968, с. 16).
 
Процесс познания бесконечен в силу бесконечности и многообразия материи, однако в последние 10-летия замечено, что качество нашего незнания изменилось. Если в недалеком прошлом биологи, исследуя жизненные процессы, спрашивали: «Как это может быть?», то сегодня с высот знания, они спрашивают: «Из многих способов, как это может быть, какой способ сама природа выбрала?».
Когда мы проникаем в творческую лаборатории ученых, то нам открывается их психология, влияние на нее не только научной информации, но и культуры в целом. Мир предстает в многомерном измерении.
Биофизик и основоположник гелиобиологии А. Л. Чижевский (1897 — 1964) вспоминал одну из бесед с К. Э. Циолковским (1857 — 1935), в которой речь шла о совершенствовании человека, тайнах природы, о том, что «материя через посредство человека не только восходит на высший уровень своего развития, но и начинает мало-помалу познавать самое себя».
В статье «Эффект К. Э. Циолковского» он обращает внимание на особенности научного познания: «Наука отличается от искусства тем, что каждое новое открытие решительным образом колеблет прежние представления, а зачастую и совсем сметает их со своего пути.
Подолгу удерживаются в науке лишь всеобщие законы, да и то со временем в них вносятся поправки или дополнения, и они представляются нам уже совсем в ином виде, обновленными и преображенными. Поэтому каждый ученый должен быть готов спокойно принять дополнение, изменение или даже опровержение сделанного им открытия» (Чижевский, 1995, с. 426).
История научного познания есть волнообразный процесс, процесс смены, казалось бы устоявшейся, «нормальной» (по Т. Куну) науки революционными прорывами. Он наполнен жаждой исследования, в нем реализуется способность человека к удивлению. Ведущую роль в развитии современной науки играют вера в силу человеческого интеллекта, убежденность в безграничной возможности разума проникать в неведомое.
 
В последние 10-летия в условиях необычайного роста мировой науки, техники, технологии и образования наряду с понятиями «ноосфера», «техносфера», «этосфера» формируется и наполняется содержанием понятие «наносфера».
Человечество стремительно создает и входит в искусственный технологический мир. В широком смысле мы имеем определенное противостояние естественного и искусственного. В текущем столетии на передние позиции выдвигаются инженерно-биотехнологические задачи.
Это закономерный процесс бесконечного познания реального и воображаемого мира на основе объективной истины и здравого смысла.
Вполне уместно вспомнить здесь слова русского философа Н. А. Бердяева (1874 — 1948): «Чтобы добыть свет в нахлынувшей на мир тьме, необходимо космическое (мы бы сказали, “планетарное” — В. М.) “углубление” сознания. Если остаться на поверхности жизни, то тьма поглотит нас» (Бердяев, 1999, с. 400).
Итак, природа ставит перед человеком все новые и новые задачи, сложные и одновременно удивительные, изменяющие как его самого, так и все окружающее бытие. И сегодня нанотехнологии стали тем «стержнем», вокруг которого удачно структурировались научные, технологические, социальные, образовательные и этические программы.
 
2. Нанотехнологии — новый революционный прорыв в структуру физической реальности
 
Исходно «нано» (от греч. νανος — карлик) есть приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц. Например, 1 нанометр = 10-9 м. Переход от «микро» к «нано» — это скачок к манипуляциям с отдельными атомами.
На этом уровне законы макромира перестают «работать», ибо вступают в силу принципиально новые — законы микромира (квантовой механики), часто приводящие к непредсказуемому поведению живой или неживой материальной системы.
 
Кажется, что в силу своих малых размеров, нанообъекты трудно представить и пронаблюдать.
Вместе с тем мы знаем, что нанообъекты окружают нас. Человек как сложно организованное биологическое и социальное существо содержит в себе весьма малые объекты: ДНК, белки, жиры, углеводы, вирусы, бактерии… А если обратиться к истории быта человека, то можно увидеть, что дрожжи (а они также относятся к миру нанообъектов) он использовал при приготовлении теста, сыров, соков, вина, пива…
Кремниевые радиоустройства, микроскопы, киборги и т. п. приблизили нас к миру нанообъектов.
Интересен такой факт.
Ученые из национальной физической лаборатории Великобритании изготовили «Снеговика», которого можно разглядеть только под микроскопом.
Его голова имеет диаметр 0,01 мм (0,2 толщины человеческого волоса), а нос — всего 0,001 мм.
«Человечек» был создан «вручную» с использованием системы для управления структурами наноразмера.
 
Возможно, что первым ученым, который использовал единицу измерения в 1 нм в своих исследованиях, был А. Эйнштейн.
В 1905 г он теоретически показал, что размер молекулы сахара равен именно этой величине.
 
Наномир ведет нас не только в мир весьма малых размеров, но и в мир, обладающий высокой прочностью. Это происходит потому, что масса нанообъектов уменьшается пропорционально кубу их размеров, площадь же поперечного сечения нанообъектов — пропорционально квадрату.
Следовательно, механическая нагрузка на каждый элемент объекта (отношение массы элемента к площади его поперечного сечения) уменьшается пропорционально размерам объекта. Скажем, пропорционально уменьшенный наностол обладает в миллиард раз более толстыми (а, следовательно, более прочными) наноножками, чем это необходимо для данного наностола.
 
Итак, манипулируя нанообъектами, мы создаем нечто новое, обладающее особыми физико-химическими эффектами (свойствами).
Исходные представления о нанообъектах вводят нас в мир нанотехнологий.
Под нанотехнологиями понимается совокупность процессов, позволяющих создавать материалы, устройства и технические системы, функционирование которых определяется в первую очередь, наноструктурой, то есть фрагментами структуры размером  1 - 100 нанометров.
Кроме того, с нанотехнологиями мы связываем способность человека искусственно создавать или находить в природе нанообъекты, уметь их контролировать и применять на благо людей, опираясь на фундаментальные законы физики, химии, биологии, математики и других наук. Важнейшей компонентой нанотехнологий является химический синтез нанопродуктов. В них выражено единство таланта химика-синтетика с мастерством инженера. Процессы нанотехнологии подчиняются законам квантовой механики, включают в себя атомную «сборку» (ассемблеры) молекул, новые методы записи и считывания информации, локальную стимуляцию химических реакций на молекулярном уровне и т. п. Нанотехнология — это междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с атомно-молекулярным уровенем материи.
Нанотехнология — это путь к становлению новой цивилизации с новыми ценностями и идеалами. Она ведет к такой же революции в манипулировании материей, какую произвели компьютеры в манипулировании информацией.
Мир нанотехнологии — это мир новых возможностей, искусственных объектов, позволяющих по-новому оснастить наши природные способности.
Комбинации с межатомными силами позволяют человеку реализовать 2 противоположных подхода в мире технологий:
1) «сверху — вниз», т. е. от большего объекта к меньшему путем отсечения (обкалывания, отпиливания, обтачивания) «лишнего» материала и превращения его в нечто полезное и
2) «снизу — вверх», то есть путем безотходной «сборки» необходимого объекта на атомно-молекулярном уровне. В своей сущности 2й подход представляет самоорганизацию систем, что уже на протяжении 40 лет находится в центре внимания так называемого синергетического подхода 1.
Нам представляется, что к теме нашего интереса вполне подходит изречение древнекитайского мыслителя и педагога Конфуция (ок. 551 — 479 до н. э.), выраженное строками немецкого поэта И. Шиллера (1759 — 1805):
 
Ясность в широте таится,
в бездне истина гнездится.
 
Нанотехнология представляет собой новое революционное проникновение человека в мир материальных структур на основе прямого или косвенного научно-технологического изменения среды обитания человека. Создаваемая им наносфера есть очередной этап в развитии цивилизаций. Наносфера как область человеческой деятельности и существования сопряжена с техносферой, ноосферой (сферой научно-планетарного разума) и таким общим фактором современности, как глобализация. Человечество — на пороге новой целостности, охватывающей макро- и микромир, социальную и природную среду, а также несущей мощную материальную и инеллектуальную силу. Эта целостность предполагает новый шаг к гармонии с природой и культурой, этой «второй» природой.
В настоящее время уже ряд стран реализуют национальные программы развития нанотехнологий. В их рамках рассматриваются проблемы экономики, здравоохранения, образования, этики, права, религии, безопасности… Можно согласиться с «законом», сформулированным английским ученым, изобретателем и писателем-фантастом А. Кларком (1917 — 2008) в книге «Профили будущего», что «любая достаточно ушедшая вперед технология неотличима от чуда».
 
3. К истории развития нанотехнологии 
 
Есть мнение, что «отцом» нанотехнологии является древнегреческий философ Демокрит (ок. 470/60 — 360 до н. э.), который словом «атомос» (ατομος) обозначил конечную «неделимую», «неразрезаемую» часть тела. Свой атомистический взгляд он перенес на все окружающее, в том числе и на математику.
По его мнению, объекты математики (шар, конус, пирамида и др.) признавались состоящими из тончайших листиков (плоскостей), плоскости — из тончайших нитей (линий), а линии — из мельчайших «зернышек» (атомов). Исходя из этого, длина есть сумма содержащихся в ней неделимых частиц, плоскость — сумма линий, а геометрическое тело — сумма плоскостей в нем. Эти бесконечно малые и неделимые атомы и можно рассматривать «аналогом» наночастиц.
От умозрительной, т. е. не подкрепленной экспериментом, но гениальной идеи Демокрита мы делаем временной скачок в более чем две тысячи лет.
Как отмечалось, в 1905 г А. Эйнштейн проводил исследования с наноразмерными частицами вещества (молекулами сахара). Через 26 лет (1931 г) немецкий физик Э. Руска (1906 — 1988) создал первый электронный микроскоп, ставший прообразом нового поколения подобных устройств, способных заглянуть в наномир.
В 1982 г он, совместно с г Рорером (р. 1933) и г Биннигом (р. 1947) создают сканирующий туннельный микроскоп, позволяющий строить трехмерную картину расположения атомов на поверхностях проводящих металлов. В 1986 г все трое стали лауреатами Нобелевской премии.
В этом же ряду располагается и нидерландский физик Ф. Цернике (1888 — 1966), который в 1932 г создал фазо-контрастный микроскоп (вариант оптического микроскопа), который позволил исследовать живые клетки. В 1953 г он стал Нобелевским лауреатом.
Рубежным стал 1959 г
Именно в этом году в Калифорнийском университете на рождественском вечере (29 декабря) прозвучала лекция лауреата Нобелевской премии, американского физика-теоретика Р. Фейнмана (1918 — 1988) под названием «Там внизу еще много места» («There's Plenty of Room at the Bottom»), в которой доказывалась возможность манипулирования отдельными атомами для создания очень малых объектов с необычными свойствами.
Позже он говорил: «Если бы меня спросили, какая область науки может обеспечить нам прорыв в будущее, я бы назвал нанотехнологии».
В своей речи Р. Фейнман употребил слово «внизу», что означало в «мире очень малых размеров».
Обратив свой взор в мир атома и его структуры, ученые как бы проскочили наноуровень. А ведь со времени создания учения о клеточном строении живого (XIX столетие) ученые в своих руках «держали» нанообъекты. Да и наш организм состоит из клеток. А клетка всю свою жизнь «работает» с нанообъектами, собирая из различных атомов молекулы сложных веществ и размещая их в различных частях — одни оказываются в ядре клетки, другие — в цитоплазме, а третьи — в мембране. Следовательно, клетка своей структурой и функционированием демонстрирует и наноуровень, и «нанотехнологию».
Р. Фейнман продемонстрировал гениальную прозорливость. Хотя его лекция имела подзаголовок «приглашение в новую область физики», он убеждал физиков заниматься и биологией. Что касается химиков, то они не приняли его утверждения относительно химического синтеза. «Почему нельзя разместить все 24 тома Британики на кончике иглы?» — задавал вопрос Фейнман. И отвечал: «Можно! Каждую букву можно будет записать с помощью аж 1000 атомов! А как это сделать? Уже созданы стандартные методы для этого! А как потом читать? Для этого пригодятся электронные микроскопы — они позволяют просто увидеть эти мелкие объекты!». Он утверждал, что принципы физики не отрицают возможности манипулирования атомами, как реальными объектами. «Пока мы вынуждены пользоваться атомными структурами, которые предлагает нам природа, — говорил ученый. — … Но в принципе физик мог бы синтезировать любое вещество по заданной химической формуле». Так нанотехнология стала выражением устремленности человека в глубинные структуры физической реальности и вместе с тем его тяги к совершенству.
Интерес к нанотехнологиям рос. Книга американского ученого Э. Дрекслера «Машины созидания: грядущая эра нанотехнологии» («Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology», 1986) обозначила противоположные подходы к нанотехнологиям. Один из них опирался (и опирается) на достижения физики, химии, биологии и связан с деятельностью промышленных корпораций, университетских научных центров, школ, лабораторий. Другой смыкается с образами научной фантастики, с широким спектром содержащихся в ней сценариев невероятных возможностей нанотехнологий в самых различных социальных контекстах.
По определению Э. Дрекслера, нанотехнология — это «ожидаемая технология производства, ориентированная на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомарной структурой». Она предполагает строительство нанороботов и молекулярных машин неорганического атомного состава методом «снизу — вверх». По замыслу Э. Дрекслера такие машины смогут строить копии, обладая информацией о своем построении. Нанотехнологии имеют тенденцию стереть грань между живым и неживым веществом мира.
Он предложил различать, наночастицы, наноматериал и продукты нанотехнологии как и само нанопроизводство (молекулярную нанотехнологию). Если первые уже в настоящем, то вторые — скорее с будущим. В 1997 г он объявил, что к 2020 г станет возможной промышленная сборка наноустройств из отдельных атомов. Время показывает, что эти прогнозы сбываются и даже с опережением.
 
4. Образовательные программы в области нанотехнологий 
 
Овладение человеком новым набором технологий, многократно увеличивающих возможности человека; признание истинности суждения о том, что та страна, которая раньше овладеет нанотехнологией, займет ведущее положение в техносфере текущего столетия и т. п. требуют существенных тактических и стратегических преобразований в области просвещения.
Просвещение в данном случае — это разновидность образовательной деятельности, направленной на большую аудиторию. Нанотехнологии нацеливают нас на такую аудиторию — молодежь и научно-педагогическое сообщество. «Просвещение… в контексте философии образования есть неотъемлемая часть человеческой культуры, часть эволюции как геокосмического процесса: когда просвещение включает в себя миропонимание в синтезе современной науки, культуры, искусства и того глобального геополитического и эколого-культурного пространства, которое сложилось к началу третьего тысячелетия» (Наливайко, Паршиков, 2002, с. 87).
Просвещение предполагает небывало интенсивный обмен научной информацией как на национальном, так и интернациональном уровнях между учеными разных специальностей (математиками, физиками, химиками, биологами, психологами, технологами и др.). При этом контакты ученых не должны уходить в тень в угоду политическим и экономическим отношениям. Научные коммуникации требуют единства международных отношений, промышленности и науки на планетарном уровне. Они требуют обмена идеями и высокой мобильности ученого. Трудно, например, переоценить значение стажировок студентов и молодых ученых в зарубежных университетах, а также их личных контактов с коллегами других стран. Они создают реальную ткань сферы разума нашей планеты.
Если в эпоху Античности и Средневековья учитель руководствовался принципом «Делай, как я, и будь мудрым, как я». А в Новое время и эпоху Просвещения исходил из принципа «Стань таким же, как и я, носителем книжных знаний» (это так называемая «Галактика Гутенберга», в соответствии с названием книги М. Маклюэна). Сегодня же он (учитель) проводит в жизнь принцип «Овладевай, как и я, искусством интерпретации», Иными словами, мы из «Галактики Гутенберга» ускоренно перешли в «Галактику Интернет» («Галактика Интернет» — название книги М. Кастельса) на основе компьютерной техники. И если в информационном обществе доминировал «Свободный человек с компьютером», то в нанообществе (можно предположить!) будет доминировать «Свободный человек с нанотехнологией».
Реалии наших дней требуют ускоренного формирования многоуровневой системы нанотехнологического образования: абитуриент, студент, бакалавр, магистр, аспирант, докторант. В ней должны найти место школьники старших классов и учащиеся других типов учебных заведений. Важно, чтобы ведущие научно-исследовательские вузы нашей страны сохранили и преумножили лучшие традиции отечественного образования. Возрастает роль научно-просветительской деятельности ученых. По словам академика В. Е. Захарова, «участие в образовательном процессе ученых, занятых фундаментальными исследованиями, дает возможность воспитывать действительно высококлассных специалистов… немногие из них станут профессиональными учеными, зато частные и государственные компании, занятые производством новых технологий, получат новых и ценных сотрудников, способных совершать “инновационные прорывы”» (Захаров, 2009, с. 5).
Талантливая, тем более, гениальная молодежь нужна всюду. Наноотрасли потребуют не только высокого уровня образованности специалистов, но и понимания ими интегрированных (синтезированных) знаний из области естественно-математических, технических и гуманитарных наук. Программы подготовки специалистов-нанотехнологов должны обеспечить охват: а) фундаментальных наук (математика, физика, химия, микробиология…); б) инженерных наук (механика, электротехника, биохимия, генетика…); в) информационных наук (молекулярное кодирование, био-вычисление, информационное моделирование…) Нанотехнологии ломают узкопрофессиональную деятельность.
Минобнауки в 2003 г принял решение об открытии нового направления подготовки специалистов — «Нанотехнология». В январе 2006 г был утвержден Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по этому направлению, который установил перечень специальностей: «Нанотехнология в электронике» и «Наноматериалы», а также квалификацию выпускника — «Инженер».
Ведущие университеты развернули эту работу с опережением.
Так, уже в 1991 г в МГУ имени М. В. Ломоносова был создан факультет наук о материалах (ФНМ), студенты и аспиранты которого задействованы в научных исследованиях и поисках наноматериапов.
В рамках программы «Инновационный Университет» на факультете развивается система инновационного образования. Для направления «Химия, физика и механика материалов» разрабатываются магистерские программы инновационного типа по наноматериалам и нанотехнологиям. В университете функционирует научно-образовательный центр (НОЦ) по нанотехнологиям. Его идея состоит в том, что базовое университетское образование должно быть реализовано на основе одной из естественнонаучных дисциплин — физики, химии или биологии.
Однако затем для тех, кто будет работать в области нанотехнологий, необходимо заполнить пробелы в смежных дисциплинах. В этом одна из задач НОЦ. Нанотехнологии неотделимы от практических приложений.
Поэтому НОЦ усиливает технологическую составляющую классического образования, которое дает МГУ. Реализуя межфакультетские программы, формируются группы студентов 4-го учебного года по трем специальностям: 1) «наносистемы и наноустройства» (в основном для студентов с физическим образованием); 2) «функциональные наноматериалы» (для студентов-химиков); 3) «нанобиотехнологии и нанобиоматериалы» (для студентов химического и биологического факультетов).
Главная цель НОЦ — современное образование, а не научные исследования, ибо последние осуществляются в процессе базового образования в стенах МГУ. Университет стал пионером и в проведении Интернет-олимпиад по нанотехнологиям под девизом «Нанотехнологии — прорыв в будущее!». Подготовку нанотехнологических кадров осуществляют МГГУ им. Н. Э. Баумана, Санкт-Петербургский государственный университет, Московский инженерно-технический институт и другие научно-исследовательские центры.
Если достижения ушедшего века позволяют говорить, что 20 век был веком узкоспециализированных профессионалов, то сегодня, поступая в то или иное высшее учебное заведение, молодой человек не может быть абсолютно уверен, что специальность, на которую он собирается потратить 5 лет своей жизни, через очень короткое время не окажется «старой». Нанотехнологическая «волна» докатилась до школьников и их учителей.
Речь идет не о специальном предмете «Нанотехнология», а о создании кружковой работы специально подготовленными педагогами, учеными, инженерами. Цель таких дополнительных занятий, в основе которых интерес и любознательность, — ознакомление с новой отраслью знаний. Их задачи: а) расширение представлений школьников о физической картине мира, о структуре материи; б) установление тесных межпредметных связей в области естественно-математических наук; в) обретение знаний из истории возникновения нанотехнологий, методов создания нанообъектов, их применения в различных отраслях производства, медицине, быту и т. д.
Школьные программы по естественным наукам в основном несут знания уровня 17-19 веков. Но школьники будут работать в 21 веке.
Школьное образование должно соответствовать не только сегодняшним реалиям, но и опережать их. Особое значение имеет естественно-математический и информационно-логический блоки учебных предметов.
Математика — это системообразующий предмет, благодаря которому синтезируются и исследуются природные процессы и закономерности, формируется абстрактное мышление.
Информатика также является системообразующим предметом, который охватывает все виды человеческой деятельности, связанные с применением ЭВМ. Она связана со сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием информации.
На основе методов научного познания и математического аппарата физика исследует строение материи, формы ее движения и взаимодействия на макро- и микроуровнях. Химия своей главной целью ставит изучение превращения веществ, которые сопровождаются изменением их состава и строения.
Биология задает целостное представление о жизни и живой природе.
На основе физико-химического знания она позволяет анализировать процессы в сложных многоуровневых системах-организмах растений, животных и человека, а также понять механизмы регуляции, устойчивости систем к внешним воздействиям, Логика учит правильному, последовательному, аргументированному и непротиворечивому мышлению человека независимо от его профессии.
Интеллектуальное развитие все шире практикуется в дошкольных образовательных учреждениях. Особенно широко оно распространено в США, Японии, Италии, которые первыми провозгласили нанотехнологии приоритетным направлением развития науки.
 
5. Национально-государственные нанотехнологические программы 
 
Первой страной, оценившей возможности нового научного направления, а также задавшей научную, экономическую, финансовую тактику и стратегию его развития, стали США. Финансирование соответствующих исследований начал в 1991 г Национальный научный фонд.
К концу 90-х годов (после тщательного и долгого анализа нового феномена) группа высокопрофессиональных ученых — экспертов (во главе с этим фондом) сформулировала программу, которая легла в основу Национальной Нанотехнологической Инициативы (National Nanotechnology Initiative, NNI), принятой в 2000 г.
Но уже в 1994 г Президент США Б. Клинтон в своей речи подчеркивал единство науки, техники и образования: «Будущее наших детей определяется тем, будем ли мы продолжать вкладывать средства в фундаментальную науку… Для того, чтобы сохранить высокий уровень исследований, их необходимо вести широким фронтом. Различные научные направления и соответствующие передовые технологии тесно связаны друг с другом. Прогресс в одной области часто приносит непредсказуемые важные результаты в совсем других областях. Более того, природа раскрывает свои наиболее ценные секреты тем, кто хорошо подготовлен и настойчив, причем этот процесс не поддается детальному планированию» (Цит. по: Третьяков, Гудилин, 2009, с. 5).
В 2000 г он выделил 3 направления исследований в области нанотехнологий:
1) создание новых более легких и прочных материалов;
2) разработку запоминающих устройств повышенной мощности;
3) развитие новых методов борьбы с раковыми заболеваниями, позволяющих обнаружить опухоль на начальной стадии появления пораженных клеток.
В плане реализации NNI в США развернулись курсы переподготовки специалистов, работающих не в отраслях нанопромышленности; началась подготовка молодежи по новым программам, ориентированным на нанотехнологии; началась реконструкция всей системы образования, включая школьное, с целью повышения качества естественнонаучного образования. В США имеется тенденция концентрировать систему образования вокруг нанотехнологий и преподавания таких учебных дисциплин, как физика, химия, биология. Их изучение осуществляется не отдельно, а в гармоническом комплексе. Комплексный подход переносится и на преподавание социальных наук. В общем, постепенно меняется стиль мышления учащейся молодежи, а в учебном процессе осуществляется переход от редукционизма (сведения сложного процесса к простому или сведение явления одного порядка к явлениям другого порядка) к холизму (определенной целостности как началу).
Согласно программе NNI, до 2020 г должно последовательно появиться 4 поколения продуктов с использованием нанотехнологий. Первое поколение (2000 — 2005) называется «пассивные наноструктуры» (нанопорошки), которые можно добавлять в разные материалы (полимеры, керамику, металлы, покрытия, лекарства, косметику, пищу и т. п.). Второе поколение (2005 — 2010), названное «активные наноструктуры», предусматривает создание компонентов нанобиотехнологий, нейроэлектронных интерфейсов (систем специальных связей), наноэлектромеханических систем и т. п. Третье поколение (2010 — 2015), называется «системы наносистем». На этом историческом этапе предусматривается управляемая самосборка наносистем, нанороботов и т. п. Четвертое поколение (2015 — 2020), названное «молекулярные наносистемы», предполагает создание молекулярных устройств, атомного дизайна (см.: Стрельникова, 2008, с. 40). Исходя из этого, можно предположить, что на ближайшее десятилетие нанотехнологии возводятся в США в ранг одной из приоритетных национальной стратегий.
Каковы общие черты отечественной стратегии в нанотехнологиях? Нормативно-правовые акты российского законодательства позволяют усмотреть, по крайней мере, три этапа в развитии государственной политики в этой области.
На первом, начальном этапе (1996 — 2004) нанотехнологии впервые упоминаются в перечнях критических технологий; организуются институт нанотехнологий (1996), концерн «Наноиндустрия» (2001), Научный совет по наноматериалам при Президиуме РАН (2002); начинается финансирование работ по разделу «Фундаментальные проблемы физикохимии наноматериалов»; в мае 2003 г правительству дано поручение подготовить предложения по повышению результативности исследований и разработок в области наноматериалов и нанотехнологий; в декабре 2004 г в Государственной Думе РФ состоялось совещание на тему «Нанотехнологии — проблема развития и подготовки кадров». Было предложено разработать и принять федеральную целевую программу «Развитие нанотехнологий в России».
На втором этапе (2004 — 2007) уже четко обозначается необходимость ускоренного развития нанотехнологий. В Послании Президента РФ Федеральному собранию (май, 2006 г) подчеркивалось, что нанотехнологии — «это одно из самых перспективных направлений и путей развития энергосбережения, элементной базы, медицины, робототехники». Тогда уже были утверждены приоритетные направления развития науки, технологий и техники России. А в рамках президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии» (2007 г) были поставлены основные задачи развития наноиндустрии в стране. Значимые проекты этих лет вошли в федеральную целевую программу «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития нанотехнологического комплекса России на 2007 — 2012 гг». На этой основе формируется структура национальной нанотехнологической сети, обеспечивающей концентрацию ресурсов соответствующих исследований, их эффективность. Последнее обусловило создание отдела для обмена научно-техническими и инженерными данными — «Nano — Net». Тогда же вышло и Постановление «О правительственном совете по нанотехнологиям».
Эти и другие шаги Правительства РФ, а также последовавшие монографические исследования и научные статьи по нанотехнологиям нацеливали промышленные предприятия и корпорации, научные и учебные заведения на недопущение отставания России в нанотехнологиях (по сравнению, скажем, с США и Японией). Академик РАН Ю. Д. Третьяков в статье «Проблема развития нанотехнологий в России и за рубежом» с тревогой отмечает, что «научному сообществу нашей страны сильно не повезло. Прежде всего потому, что оно в целом потеряло для интенсивной творческой работы почти целое десятилетие, последовавшее за распадом СССР и мучительными поисками путей элементарного физического выживания. Разумеется, это касалось не только развития нанотехнологий, но прежде всего именно их, поскольку визуализация и контролируемое создание нанопродуктов требовало крайне дорогостоящего оборудования, которым наши исследователи в большинстве своем не располагали» (Третьяков, 2007, с. 6). И далее: «Если мы сумеем сохранить то лучшее, что было заложено в отечественной системе университетского образования (прежде всего его фундаментальность) и пополним последнее междисциплинарностью и способностью владеть современным синтетическим и диагностическим инструментарием, то появится надежда на возможность преодоления нашей страной нанотехнологического отставания» (там же, 2007, с. 8).
На третьем этапе (2007 — 2010) создаются Межведомственные научно-технические советы и корпорации по проблемам нанотехнологий и наноматериалов с соответствующими нормативно-правовыми актами и направленным финансированием. В частности, в 2007 г была создана государственная корпорация «Роснанотех» с начальным капиталом в 134 млрд. рублей. В марте того же года Государственная Дума РФ проводит круглый стол на тему «Влияние науки на политическую ситуацию России. Взгляд в будущее». А созданное «Нанотехнологическое общество России» (октябрь, 2008) ставит задачу: «Просвещение российского общества в сфере нанотехнологий и формирование положительного мнения общества в пользу нанотехнологического развития государства».
Поставленная задача, действительно, важна, ибо «для большей части населения России нанотехнологии — это такие же абстракции, как атомная энергия в 30-е годы». В памяти отношение общества (в том числе и части научного сообщества) к кибернетике, генетике, информатике. По данным на 2007 г, опубликованным Всероссийским Центром изучения общественного мнения (ВЦИОМ), лишь 43 % граждан сталкивались с понятием «нанотехнологий», а 53 % такого слова не слышали. Наиболее осведомленная о нанотехнологиях категория россиян, — это молодые мужчины с высшим образованием. Вместе с тем 82 % жителей России считают, что нанотехнологии будут полезны обществу. Более половины россиян (52 %) готовы покупать товары, изготовленные с применением нанотехнологий.
Социологические исследования, проведенные в 2008 г в 153 населенных пунктах из 46 регионов России показали, что доля респондентов, слышавших о нанотехнологиях составила 43 % от всех опрошенных 1600 человек. Наиболее популярным источником информации о нанотехнологиях считаются телевизионные программы — 81 %. Такой же показатель был при ответе на вопрос: «Принесут ли людям пользу нанотехнологии?».
«Развитие нанонауки, нанотехнологии и наноиндустрии в мире, — отмечают Ю. Д. Третьяков и Е. А. Гудилин, — вполне возможно, станет самым тяжелым испытанием для доминирующей в России жесткой системы административно-бюрократических отношений, неотъемлемой частью которой… стали коррупция и сращивание чиновничества с бизнесом. Есть все основания полагать, что до тех пор, пока экстра-прибыли будут обеспечиваться за счет нефтяного, газового и строительного бизнеса, воротилы оного предпочтут воздержаться от серьезных инвестиций в развитие по-настоящему инновационных, но одновременно рискованных по последствиям вложений в создание наноиндустрии» (Третьяков, Гудилин, 2009, с. 5).
Большое значение для ускоренного развития наносферы в мире имеет международная кооперация. Российские управленческие структуры предполагают, в частности (а) обеспечивать взаимодействие с соотечественниками, занятыми научной, научно-технической и инновационной деятельностью за рубежом, активно привлекать их к реализации с участием России международных научных программ и проектов; (б) расширять практику подготовки и переподготовки зарубежных специалистов в российских высших учебных заведениях и ведущих научных центрах; (в) содействовать поддержанию и развитию международных контактов субъектов РФ в научно-технической области, а также в сфере образования; (г) поддерживать взаимодействие между наукой и гражданским обществом при международном обсуждении вопросов влияния нанотехнологий на здоровье людей, а также другие социально-гуманитарные аспекты влияния этих технологий.
Без соответствующего уровня фундаментальной науки не будет прорывных технологий. Между тем, по словам академика РАН В. Е. Захарова, «российская наука находится в критически плохом состоянии — худшем, чем когда-либо за 285 лет своего существования… времени для спасения российской науки почти не осталось… <…> Некоторое беспокойство правительство проявляет. Принимаются программы по привлечению ученых-эмигрантов к работе со студентами. Несомненно, следует приветствовать любую форму интеграции российской науки в мировую, но нужно понимать, что молодой специалист встанет перед выбором: уехать к своему наставнику в аспирантуру или остаться в России, где он будет работать в лабораториях с устаревшим оборудованием и никогда не сможет купить себе квартиру. Всюду в мире есть острая потребность в талантливой молодежи — ее всегда не хватает, и она представляет собой огромную ценность» (Захаров, 2009, с. 4, 6 — 7).
 
6. Социальные и этические аспекты развития нанотехнологий
 
Как сложное междисциплинарное научное направление оно заключает в себе множество социальных и культурных аспектов. Они связаны с потребностями общества, гуманитарными и мировоззренческими ожиданиями от новой технологии, широким «полем» приложения нанотехнологий. Нанотехнологии по-новому ставят вопросы о жизни и смерти, месте человека в мире, о природе сознания и т. д, Нанотехнология становится особой субкультурой, элементом киберкультуры и знаком смены технологических парадигм, движения от микро- к наноуровню с локальными и глобальными цивилизационными последствиями. Проблемы этики и биоэтики становятся здесь неизбежными. Нанотехнология только начала развиваться, но уже идут серьезные дебаты между нанофилами и нанофобами. В целом, перед учеными-нанотехнологами стоит важнейшая гуманистическая задача: получить от нанотехнологий максимальную пользу и вместе с тем показать, как минимизировать, взять под контроль возможные негативные последствия этой новой реальности. Аксиомой должно быть правило: успехи науки, оторванные от личной нравственности ученого и его социальной ответственности, толкают человечество в пропасть.
Между тем разрыв между традиционными моральными ценностями и техническими возможностями современных нанотехнологий осложняется растущим моральным плюрализмом и динамизмом общества. Не случайно в конце прошлого столетия была запущена программа «Этика, наука и технологии», в рамках которой сформировалась Международная комиссия (COMEST). Ее задача состоит в том, чтобы не только решать этические вопросы, но и предвосхищать их.
С этой целью создаются и специальные центры. Скажем, имеется он в Государственном университете Аризоны (Arizona State University, ASU), в Калифорнийском университете Санта-Барбара (University of California, Santa Barbara) и других научно-исследовательских университетах. Их цель — изучение взаимодействия нанотехнологий с социальной средой, их влияние на общество, а также уяснение тех направлений развития этой области, которые задает само общество. Созданная центром ASU программа «Оценка технологий в реальном времени» (Real time technology assessment, RTTA) будет отслеживать динамику исследований в области нанотехнологий, проводить обсуждение по поводу их возможного будущего.
С 2005 г функционирует международная рабочая группа, которая в центр своего внимания ставит изучение социальных последствий развития нанотехнологий. В октябре 2006 г Международным Советом по нанотехнологиям опубликована обзорная статья, в которой проводится идея об обязательном ограничении распространения информации относительно нанотехнологических исследований в целях соблюдения безопасности. А организация «Гринпис» стремится добиться полного отказа от исследований в этой области.
Каково соотношение между наукой и моралью? С моей точки зрения, «внутри» науки и техники как специфических формах познания и деятельности, «внутри» научного и технического знания нет морального измерения, можно сказать: наука внеморальна, т. е. не аморальна и не моральна. Морально-этические аспекты возникают лишь там и тогда, где и когда она погружается в человеческие отношения, когда взаимодействуют друг с другом люди, научные сообщества. Именно реальный, целостный человек (а не его отдельное, узкое проявление и деятельность как ученого) или научное сообщество принимает решения относительно приложения знания, делает выбор между добром и злом (политические и идеологические факторы мы оставляем в стороне).
Вся история научной и философской мысли полна размышлений о взаимоотношении знания и нравственности: «мудр не тот, кто знает много, а тот, чьи знания полезны» (Эсхилл); «нравственным может стать только знающий, просвещенный человек» (Сократ); «кто двигается вперед в науках, но отстает в нравственности, тот более идет назад, чем вперед» (Аристотель); «нельзя признавать наличие технического прогресса, если он превосходит прогресс нравственный» (К. Э. Циолковский); «в наши дни существует опасность, что научные открытия, содержащиеся в секрете, могут послужить не всему человечеству, а могут быть использованы в эгоистических интересах отдельных политических и национальных группировок» (П. Л. Капица); нужно научиться мыслить «по-новому» и избрать «путь непрерывного прогресса в счастье, знании и мудрости» (Б. Рассел, А. Эйнштейн); «проникновение в сокровенные тайны природы должно находиться в неразрывной связи с прогрессом нравственным» (А. Тарковский); «я принадлежу к тому поколению, для которого единство науки и нравственности является аксиомой» (А. П. Александров)…
Единство знаний и нравственности выражается в том, что знания должны служить нравственности и наполняться гуманистическим содержанием. Кроме того, как едины ум, сердце и воля, так «триедины» истина, красота и добро. Это имеет прямое отношение и к области нанотехнологий. Интеллект — это тот рычаг, с помощью которого можно поднимать науку, экономику, культуру, образование и другие сферы бытия. Соединяя интеллект человека с его нравственными идеалами, Н. В. Гоголь (1809 — 1852) замечал, что ум «идет впереди, когда идут вперед все нравственные силы в человеке. Разум не дает полной возможности человеку стремиться вперед».
Единство знаний и этических ценностей на протяжении более чем 2500 лет успешно реализуется в медицине. Как никакая другая сфера культуры, медицина пронизана нравственными проблемами. Ее знание непосредственно «сопрягается» с человеком, его организмом и здоровьем. Начиная с V в. до н. э., все лечебные методики контролировались рядом обращенных к врачу этических императивов, сложившихся в «клятву Гиппократа». То есть изначально медицина шла от нравственности, от стремления спасти человека, сохранить его жизнь и здоровье. Во второй половине XX в. гуманистические аспекты медицины и биологии трансформировались в новую форму социогуманитарного знания — биоэтику. Сегодня под биоэтикой понимается учение о нравственной стороне деятельности человека в медицине и биологии. При ее возникновении ставилась задача — обосновать возможность этического контроля в биомедицинском воздействии на человека.
В научный обиход это понятие ввел американский биолог-биохимик и ученый-гуманист В. Р. Поттер (1911 — 2001), Он характеризовал биоэтику как «соединение биологического знания и человеческих ценностей»; как «науку о выживании»; как «научный гуманизм и новую культуру»; как новую этику, способную противостоять тому вызову, который бросили человечеству научно-технические достижения; как «новое этическое учение, объединяющее смирение, ответственность и компетентность»; как междисциплинарную науку, которая «объединяет все культуры и расширяет значение слова “гуманизм”». В своей фундаментальной работе «Биоэтика: мост в будущее» (1971 г) он писал, что если существуют «две культуры» (естественнонаучная и гуманитарная), то мы «можем построить “мост в будущее” при помощи этой новой дисциплины как моста между двумя культурами». В своей книге он стремился показать, что противостояние и противопоставление фундаментальных общечеловеческих моральных ценностей и ценностей науки становится одной из причин кризиса, угрожающего человечеству и самой жизни на Земле. «Человечеству срочно требуется новая мудрость, которая бы являлась “знанием о том, как использовать знание” для выживания человека и улучшения его жизни».
Сегодня «новая мудрость» связана с генной инженерией, которая позволяет переосмыслить функционирование живых организмов на генном уровне. Накопленные за последние два десятилетия знания о человеке и генетике живых организмов поставили перед человечеством трудные задачи: «во-первых, необходимо научиться читать и анализировать генетические тексты; во-вторых, осуществить переход к манипулированию известными генами и созданию новых генетических текстов, не существовавших ранее в природе; в-третьих, «человечество должно перейти к созданию системы, которая бы позволила вносить в организм генетическую информацию, создавать новые организмы» (Скрябин, 2009, с. 243).
Какие достижения в медицинской бионанотехнологии вызывают гордость и тревогу у человека?
Целенаправленное изучение генома человека осуществляется около 10 лет. Заметно нарастание темпов и результатов исследований. Сейчас расшифрованы геномы шести человек. Но если на прочтение в 2001 г первого генома ушло 10 лет, а в 2007 г — 1 год, то сегодня расшифровка индивидуального генома возможна за 100 дней. В перспективе чтение генома сократится до одного дня. «Чтение единичных молекул, — говорил академик К. г Скрябин, — это и есть нанотехнология. К 2010 — 2012 гг сделать это можно будет так же легко, как сейчас сделать анализ крови» (там же, 2009, с. 244).
Сегодня, «взяв у человека анализ крови, с помощью чипа можно определить, есть ли ошибки в его генетическом материале, есть ли у него предрасположенность к каким-либо заболеваниям» (там же). В перспективе важная задача — создание этно-генетических карт территории России. Это станет вкладом в создание мировой генетической карты.
Молекулярная биотехнология способна изменить «направленность» клетки: «отремонтировать» клетку, откорректировать функции клеток, а также функции того или иного органа, перестроить работу тканей человеческого организма, излечить безнадежно больных людей, а также, возможно, тех, которые были заморожены методами крионики и т. д. Не исключено, что ученым удастся «переделать» программу, записанную в ДНК, с целью задержать или ликвидировать старение. Созданы нанороботы, позволяющие установить причины старения; открыт фермент теломераза, который многие ученые склонны считать «ферментом бессмертия», ибо он придает клетке способность делиться неограниченно долго; выяснена регенерирующая роль стволовых клеток, которые могут помочь омолодить или заменить больные (изношенные) органы и т. д. Что касается источников стволовых клеток, то они могут быть получены не только от эмбрионов (во многих странах запрещены подобные работы) или из костного мозга, но и из зубов мудрости. Благодаря усилиям японских ученых из Национального института промышленной науки и технологии (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) пульпа зубов мудрости стала еще одной «этической альтернативой» эмбриональным стволовым клеткам (ЭСК). Исследователи доказывают, что стволовые клетки (СК), полученные из зубов мудрости (а они в большинстве случаев после хирургических операций выбрасываются), не только проще хранить (до 3-х лет в специальном холодильнике), но и по своим свойствам они лучше тех, что получены из костного мозга. Обнаружены и изучены редкие свойства магнитных частиц, находящихся в тканях мозга, что позволяет наблюдать и выявлять механизмы заболеваний этого органа, а также проектировать такие технические устройства, в основе которых лежат принципы функционирования тканей мозга. Наночастицы значительно меньше живых клеток, не влияют на кровообращение, проходят через капиллярные сосуды, но не проникают через их стенки в ткань организма человека. В силу этого, если суспензию из полупроводниковых нанокристаллов поместить в кровеносный сосуд, то на экране монитора прямо через кожу можно наблюдать капиллярную сеть в форме миниатюрного «кораллового деревца». И в зависимости от наблюдаемых изменений «кроны» этого деревца, можно сделать выводы о поражении ткани, скажем, в результате тромбоза сосудов.
Подобная визуализация процессов в организме человека с использованием контрастных наночастиц (биомаркеров) представляет уже сегодня одно из важнейших направлений в наномедицине.
В медицине уже сформировалось самостоятельное направление исследований под названием нанотоксикология. Разворачиваются нанотехнологические исследования и в стоматологической индустрии. «Можно ожидать, — пишет Н. Кобаяси, — что лекарственные препараты в XXI в. будут выпускаться буквально в индивидуальном порядке (т. е. для каждого конкретного пациента на основе его генной информации будут разрабатываться препараты, обеспечивающие максимальный лечебный эффект при данном заболевании и т. п.). Такая ориентированная на заданного человека система лечения уже даже получила название «индивидуальной» терапии или «лечения по заказу» (tailor-made therapy) и она, безусловно, открывает перед практикующими врачами огромные перспективы. Дальнейшие исследования позволят перейти от генома человека к изучению молекулярной структуры белков, особенностей их функционирования в живых организмах, механизмов их взаимодействия…» (Кобаяси, 2007, с. 23 — 24).
Обобщая, можно выделить такие основные области применения нанотехнологий в медицине, как доставка активных лекарственных веществ, новые методы лечения на нанометровом уровне, диагностика, медицинские имплантаты.
С развитием био- и нанотехнологий возникает множество принципиально важных этических вопросов. Конкретизируем некоторые из них: имеют ли право родители создавать генетически измененных детей? Есть ли право у человека клонировать самого себя и вмешиваться в свою генетическую информацию? Этично ли увеличивать продолжительность жизни человека и делать его бессмертным? До какой степени права и интересы нынешних поколений людей должны преобладать над правами и интересами будущих поколений, и наоборот? Должны ли быть разные критерии отбора для интеллектуальных, спортивных, музыкальных и иных видов соревнований (одни для «чистых» людей, а другие для людей, стимулированных лекарственными препаратами, бионикой, генной инженерией и т. п.)? Есть ли у человека право менять свои генетически определенные зародышевые характеристики с целью избежать наследования тех или иных болезней или нарушений в организме у будущих поколений? Какую экологическую угрозу человечеству несут отходы нанотехнологий? Этично ли использовать ДНК в качестве материала для изготовления нового типа компьютеров? Допустимо ли взаимодействие между живой клеткой и роботом (киборгом)? Каков уровень токсичности наночастиц? Не нарушат ли нанотехнологии принцип неприкосновенности частной жизни человека и его гражданских прав? Останется ли тайной только врача генетическая информация того или иного человека? Этично ли обществу создавать будущие «элиты», которые бы совершенствовали себя с помощью искусственного интеллекта и генной инженерии? Уменьшат ли или даже устранят полностью нанотехнологии пределы государственной безопасности? Приведут ли нанотехнологии страну к экономической и военной независимости? Как будет функционировать та или иная политическая система?
Это множество вопросов, с одной стороны, показывает гуманитарную направленность нанотехнологий и нановеществ в медицинской и социальной практике, а с другой — требуют от человека быть предельно осторожным. Обозначим несколько групп тревожных обстоятельств.
Во-первых, не выявлено до конца все то, что связано с безопасностью нанотехнологий. Между тем мир быстро насыщается искусственно созданными нанообъектами, входящими в состав строительного материала, бытовой техники, одежды, продуктов питания, лекарств, косметики и т. д. Если нанообъекты (в силу их малости) будут носится в воздухе, питьевой воде, попадут внутрь организма человека, внутрь его клеток, то какие изменения они могут там произвести? Следовательно, необходимы специальные методы контроля за поведением нанообъектов.
Во-вторых, здесь не ясны социальные последствия. Замена традиционного промышленного производства новым может привести к сокращению рабочих мест, возникнут новые коллизии в образе жизни, в семье, в воспроизводстве поколений. Многих людей вполне удовлетворяет их нынешняя жизнь, не возникнет ли острая консервативная реакция против вала новшеств?
Эти проблемы дополняются многими другими: контроль за коммерческим и личным перемещением, контроль за местонахождением сотрудников по магнитным бейджам, информационное считывание и распространение данных о генетическом коде того или иного человека; генетический выбор потомства, его пола, физического здоровья, интеллектуальных способностей и т. п. Не приведет ли это к новой форме евгеники? Навсегда может остаться тайной как для ученых, так и родителей что «подправлено» (и зачем) в геноме зародыша нового живого существа. Поистине мы создаем новый дивный мир. Это будет принципиально другой мир. И если информационная революция (персональные компьютеры, мобильные телефоны, Интернет и т. п.) коснулась лишь «внешних» контуров жизни человека, то нанотехнологическая революция тотально изменит как человека, так и среду его обитания. Будет новое общество, новая страна. Таковы вопросы, прогнозы и гипотезы, высказанные в рамках американской Национальной технологической инициативы. Эти инициативы многие страны восприняли с энтузиазмом.
Но, как пишет г Эрлих, «распространить эту модель в полном объеме на все человечество невозможно в принципе, для этого не хватит, в частности, материальных ресурсов. Если использовать аналогию из мира науки, то самоорганизующаяся структура в лице США сможет существовать лишь за счет притока энергии и вещества из внешнего мира, пребывающего в состоянии детерминированного (и контролируемого) хаоса. А мы, жители этого внешнего мира, будем с завистью, недоумением, сожалением (дело вкуса) заглядывать за новый железный занавес, без которого в этой ситуации никак не обойтись и который в общем-то уже возводится» (Эрлих, 2008, с. 37).
Думается, что какой бы характер ни носили вопросы и ответы, принимаются или отвергаются они научным сообществом, главное, чтобы не забывался категорический императив И. Канта: поступай только согласно такой максиме, руководствуясь которой ты в то же время можешь пожелать, чтобы она стала всеобщим законом. Человек должен осознавать, что нанотехнологии не дадут ему неограниченную власть над природой, ее законами и многообразием проявлений материи, но к улучшению качества его жизни они, несомненно, уже ведут.
Для иллюстрации можно сослаться на двойственный эффект шарообразных молекул C60, которые называют фуллеренами. Они могут вызывать серьезные заболевания и вредить окружающей среде. Поэтому не случайно американская Комиссия по безопасности пищевых продуктов и лекарств (FDA) заявила о необходимости лицензирования и регулирования широкого спектра товаров (продуктов, косметики, лекарств…), изготовленных с помощью нанотехнологий. Вместе с тем ученые предполагают, что негативное воздействие фуллеренов можно использовать и на благо человека — для лечения раковых опухолей. Двигаясь в этом направлении, на основе фуллеренов можно создавать сверхэффективные антибактериальные препараты.
Что касается клонирования, то о социальных последствиях искусственного вмешательства в геном человека мы знаем слишком мало. Представим себе, что будет создано несколько его копий. Но будет ли сохранена тождественность различной пространственной локализации во всех носителях? Ведь каждый человек уникален. Все острее осознается, что даже простая небрежность экспериментатора (или некомпетентность персонала лаборатории) может привести к необратимым последствиям. Скажем, будет создан организм с совершенно новыми, а главное — нежелательными наследственными признаками, которых нет сегодня на Земле.
В числе прямых угроз, идущих от молекулярных нанотехнологий (МНТ), нарушение принципов сосуществования государств, прав людей на неприкосновенность частной жизни. Найдутся «экспериментаторы», которые лозунг «совершенствование биологической природы человека» сделают средством политической борьбы. «Косвенная угроза, исходящая от МНТ, — пишет О. В. Летов, — связана с тем обстоятельством, что ее развитие способно существенно изменить геополитическую карту мира» (Летов, 2008, с. 125).
А. А. Давыдов замечает, что «перспективы развития нанотехнологий, особенно возможных изменений биологической природы Homo Sapiens, бросают вызов традиционным постулатам многих религий. Эксперты предполагают, что в будущем нанообществе возможны идеологические конфликты между традиционными религиями и Nanoscale Science (нанонаукой — В. М.), религиозные конфликты с новыми нанорелигиями, в основе которых, возможно, будет лежать постулат о тождестве Nano sapiens и Бога, адаптация традиционных религий к новым нанотехнологическим реалиям, обратное влияние религии на нанотехнологии» (Давыдов, 2007, с. 123).
 
7. Нанотехнологии, бессмертие и трансгуманизм
 
Хотя некоторые вероисповедания относятся к проблеме бессмертия негативно, она не лишена научных и гуманистических аспектов. Нам думается, что по мере развития техногенной цивилизации, а также успехов в области нанобиотехнологий, проблема бессмертия перемещается с системы «религия — природа — естествознание» на систему культуры («второй» природы), в мир технической, искусственной реальности.
В свете современных нанотехнологических возможностей, процесс клеточного повреждения (смерть) можно устранить с помощью молекулярного «ремонта», осуществляемого нанороботами. Как уже отмечалось, они «ремонтируют» ДНК, останавливают («обращают») биологическое время в текущем физическом времени.
В данном случае можно вспомнить мысленный эксперимент (1867 г) английского физика Дж. Максвелла. Он вообразил некое гипотетическое разумное существо микроскопического размера, которое способно нарушать «Второе начало термодинамики»: «Невозможен процесс, при котором теплота переходила бы самопроизвольно от тел более холодных к телам более нагретым». В повести братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу» такое существо названо «демоном Максвелла». А в их повести «Стажеры» рассказывается о гигантской флуктуации (случайном отклонении системы от некоторого среднего положения): ваза с водой забрала в себя энергию комнаты, в которой она находилась, довела воду до кипения, а в комнате же выпал иней.
Воображаемое разумное существо Максвелла способно было понижать энтропию (функцию состояния) системы, комбинируя атомы и молекулы. А это как раз то, что позволяет делать нанотехнология. Отсюда, понимая смерть человека как проявление процесса увеличения энтропии, этот процесс можно «обратить» (понизить энтропию системы — организм человека), подарив тем самым человеку и человечеству вечную молодость (или даже бессмертие). Следовательно, новая наука и техника (нанонаука и нанотехнология) переводит фантастические идеи в реальную плоскость.
Идеи бессмертия прослеживаются как в русской литературе, так и в философии. Основное произвед
TOP100 самых популярных
учебных материалов
за месяц
Место Наименование Показов
1

Конкурс научных проектов учащихся 9-11 классов «Ученые будущего»

С 8 по 10 октября 2010 г. корпорацией Intel и Московским государственным университетом имени М.В.Ломоносова в рамках инициатив Intel в сфере корпоративной социальной ответственности, V Фестиваля науки

1687
2

Цикл научно-популярных видео лекций «Мир нанотехнологий»

Лекции созданы издательством «БИНОМ. Лаборатория знаний» по заказу ГК «РОСНАНО». Целью таких лекций является разъяснение основных понятий и терминов, раскрывающих наиболее перспективные области исполь

694
3

Умные материалы

Автор: Обуденов Александр Современная наука успешно продвигается в создании различных «наноматериалов». Ученые не только синтезируют новые вещества, но и задают им желаемые свойства (например, манипул

362
4

Нанотехнологии и нанофизика — открытия и перспективы

Юрий Лозовик: "Я хотел рассказать о некоторых первых шагах нанотехнологии и о том, как нанотехнология связана с фундаментальными науками, как они друг друга взаимно дополняют и обогащают. Вообще, лиди

215
5

Нанотехнологии в медицине и фармации

  Сегодня много говорят о том, что человечество стоит на пороге новой научно-технической революции — нанотехнологической. Пожалуй, не существует исчерпывающего определения понят

134

Авторизация

логин
пароль
Регистрация Забыли пароль?

Реклама нефтегаз

Анонсы событий