Эволюция человека и нанотехнологии

2.03.6 Робототехника

Молекулярные роторы -- синтетические наноразмерные двигатели, способные генерировать крутящий момент при приложении к ним достаточного количества энергии.

Нанороботы -- роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, то есть самовоспроизводству, называются репликаторами. Возможность создания нанороботов рассмотрел в своей книге «Машины создания» (1986) американский учёный Эрик Дрекслер. Вопросы разработки нанороботов и их компонентов рассматриваются на профильных международных конференциях.

Молекулярные пропеллеры -- наноразмерные молекулы в форме винта, способные совершать вращательные движения благодаря своей специальной форме, аналогичной форме макроскопического винта.

С 2006 года в рамках проекта RoboCup (чемпионат по футболу среди роботов) появилась номинация «Nanogram Competition», в которой игровое поле представляет собой квадрат со стороной 2,5 мм. Максимальный размер игрока ограничен 300 мкм.

2.03.7 Концептуальные устройства

Nokia Morph -- проект сотового телефона будущего, созданный совместно научно-исследовательским подразделением Nokia и Кембриджским университетом на основе использования нанотехнологических материалов.

3. Влияние нанотехнологий на людей и на их эволюцию

В статье журнала “Nature Nanotechnology”, авторы показали, что положительное или отрицательное отношение человека к нанотехнологиям зависит от того, насколько он религиозен. Из данных по странам Европы и США следует, что чем набожнее население государства, тем менее благосклонно оно воспринимает нанотехнологии.

Авторы исследования считают, что набожность создает некий фильтр, через который люди пропускают всю новую информацию. В результате они воспринимают ее во многом иначе, чем атеисты. Но если отвлечься от иррационального страха, то может возникнуть вопрос: что если нанотехнологии действительно представляют опасность? Чего боятся противники нанотехнологий?

Как это часто случается, отрицательные свойства наночастиц являются продолжением положительных. Частицы с приставкой "нано" стали популярными благодаря нескольким своим характеристикам. Необычные свойства наночастиц объясняются их размером (чтобы подчеркнуть, насколько важна эта характеристика, ее даже вынесли в название частиц). Чтобы называться наночастицей, "что-то" хотя бы в одном измерении должна быть размером от одного до ста нанометров (то есть, одной миллиардной метра).

Измельчение вещества до крупинок наноразмеров кардинально меняет его свойства. "Виновата" в этом геометрия: чем меньше частица, тем больше для нее соотношение поверхности к объему. Другими словами, при уменьшении размера частицы многократно возрастает ее удельная поверхность. Атомы вещества, находящиеся на поверхности наночастицы, имеют необычные свойства, и, кроме того, их много (речь опять идет об относительных понятиях). Именно поверхностные атомы делают наночастицы отличными от просто маленьких частиц, обеспечивая чрезвычайно высокую химическую активность нановещества.

"Задел", созданный учеными, разрабатывающими процессоры и микроэлектронику, позволил быстро создать "умные" наноустройства. Например, умные пылинки, несущие микропроцессоры и обладающими объемом памяти около 200 байт. Или жидкость, которая способна изменять вязкость по сигналу извне. В перспективе ученые видят создание нанороботов - крошечных машин, которые смогут манипулировать отдельными атомами. Уже из этого краткого списка ясно, что микроскопические частицы открывают перед человечеством необозримые перспективы.

Или нет?

И все эти чудесные свойства наночастиц грозят обернуться стихийным бедствием и уничтожить человечество. Начнем с размера. "Нанокрохи" обладают очень высокой проникающей способностью независимо от того, из какого вещества они сделаны. То есть, в организм человека и прочих живых существ могут попасть молекулы тяжелых металлов или других токсичных веществ. Недавние исследования показали, что наночастицы способны не только проникать в ткани, но и накапливаться в них. Пока ученым не удалось непосредственно показать, что такой "запас" является вредоносным, но механизмов пагубного воздействия собранного в одном месте большого числа атомов на живые системы можно придумать немало.

Химически активные наночастицы могут образовывать прочные связи с биомолекулами (например, белками или ДНК), повреждая их, "выключая" или, наоборот, способствуя их повышенной активности. Еще один вариант отрицательного воздействия - катализ вредных для организма химических реакций. Даже если "подозреваемые" наночастицы окажутся безвредными, оказывать пагубное влияние могут содержащиеся в них примеси, которые очень трудно обнаружить (примесные вещества также могут образовывать с наночастицами прочные связи).

В противоположность высокоактивным существуют химически инертные наночастицы. Они особенно интересуют медиков, которые с их помощью рассчитывают решить проблему доставки лекарств через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). ГЭБ представляет собой дополнительный слой клеток, называемых глиальными, в капиллярах большинства отделов головного мозга. ГЭБ защищает мозг от проникновения вредных веществ, и он же препятствует попаданию туда лекарств или веществ, необходимых для диагностических процедур. Недавно было показано, что если "упаковать" лекарства в оболочку из определенных материалов, то полученные наночастицы способны проникать через ГЭБ.

Один из самых известных сценариев конца света, вызванного применением нанотехнологий - это превращение всего живого на Земле в "серую слизь" (gray goo) в процессе размножения саморазмножающихся нанороботов. Их число будет возрастать в геометрической прогрессии, и вскоре после начала деятельности одного такого наноробота на нашей планете не останется никого, кроме его копий.

Противники внедрения нанотехнологий указывают, что если в такую оболочку поместить не полезные вещества, а яды, то наночастицы могут стать идеальным орудием убийства.

Кроме проникновения через ГЭБ, использование нанотехнологий может повысить биодоступность некоторых необходимых человеку веществ. Но и это благо, по мнению скептиков, может обернуться злом. Нанотехнологии несут большой потенциал по продлению и улучшению качества жизни, но использовать этот потенциал, очевидно, смогут не все жители Земли. У большинства просто не хватит средств на наноэликсир долголетия. Таким образом, наночастицы могут спровоцировать рост социальной напряженности. Кроме нанолекарств раскол в обществе могут вызвать, например, альтернативные источники энергии, полученные с применением нанотехнологий. В этом случае недовольны окажутся жители стран-поставщиков традиционных энергоресурсов.

Кроме описанных выше последствий применения нанотехнологий, которые представляют потенциальную опасность, наночастицы и наноустройства могут быть прямо использованы для уничтожения человечества. Удивительные возможности новых материалов не могут остаться без внимания военных, террористов. Микроскопические бомбы невозможно обнаружить и легко доставить в нужное место. Безжалостные нанороботы будут методично уничтожать заданную цель. В идеале такое оружие могло бы само собираться на вражеских территориях. Этакий наноапокалипсис. Разработка наносенсоров, нанодатчиков и прочих систем отображения и передачи информации в итоге поставит крест на неприкосновенности частной жизни.

Вариантов уничтожения человечества с помощью нанотехнологий хватит на десяток фантастических фильмов. И именно поэтому стоит продолжать их изучение. Очевидно, что нанотехнологии несут огромные возможности, многие из которых, возможно, еще даже не осознаны. Но пока мы слишком мало знаем о свойствах частиц вещества размером в миллиардные доли метра (отсюда и обилие возможных апокалиптических сценариев). И это незнание само по себе представляет не меньшую опасность, чем гипотетические нанобомбы.

Вывод

Проанализировав все свойства нанотехнологий и рассмотрев преимущества и недостатки при использовании наноматериалов мы пришли к выводу, что не смотря на плохие предсказания на счет нанотехнологий не стоит бояться негативных последствий нанотехнологий. Общество, как изменяющаяся структура не должно стоять на месте. Человечество постоянно должно прогрессировать, развиваться, стремиться к лучшему. Нанотехнологии - это путь к успеху! Они необходимы для улучшения комфорта жизни человечества.

Литература

1. Еськов К. Ю. “История Земли и жизни на ней: От хаоса до человека”.

2. Марков А. В. “Рождение сложности”.

3. Воронцов Н. Н. “История эволюционного учения”.

4. Грант В. “Эволюционный процесс. Критический обзор эволюционной теории”.

5. Иорданский Н. Н. “Эволюция жизни”.

6. Северцов А. С. “Теория эволюции”.

7. Солбриг О., Солбриг Д. “Популяционная биология и эволюция”.

8. Futuyma D. J. “Evolution”. 2005.

9. Gould S. J. “The Structure of Evolutionary Theory”. 2002.

10. Mayr E. “What Evolution Is”. 2001.

11. Ridley M. “Evolution”. 2004.

12. Крис Туоми “God in the lab”. 2009.

Основные термины

Эволюция, ген, мутация, рекомбинация, антропогенез, коэволюция, кооперация, адаптация, нанотехнология, наночастица, наномедицина

Размещено на Allbest.ru