Генрих Эрлих
Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий
Введение
Нанотехнологии, нанотехнологическая революция… Если вы понимаете, что это такое, то вы – счастливое исключение. Большинство людей этого так и не уразумели, несмотря на огромное количество публикаций в СМИ, телевизионных передач и разъяснений с самого высокого уровня. А разобраться все же хочется, даже людям, далеким от науки. Ведь в нанотехнологии государство инвестирует сотни миллиардов рублей, которые можно было бы потратить на более внятные цели – проблем хватает. И хотелось бы знать, во что все это выльется. Речь не идет о том, окупятся ли вложения, в этих категориях у нас мыслят только экономисты, да и те плохо. Но как все это отразится на нашей жизни? Появятся ли новые товары, устройства и технологии? Станет ли от этого наша жизнь лучше и безопаснее или получится, как всегда, – опыт революций у нас богатый и оснований для пессимистических ожиданий предостаточно.
Хотите знать правду? Уточняю потому, что с правдой дело обстоит непросто. Люди, громче всех кричащие о том, что их обманывают и они хотят знать всю правду, верят, как показывает опыт, только тому, что отвечает их умонастроению и ожиданиям, и эту “правду”, как правило ужасную, им с готовностью поставляют СМИ. Люди же здравомыслящие знают, что до правды никогда не докопаться, потому что у каждого она своя, да и кому она нужна, эта правда? “Тьмы низких истин нам дороже нас возвышающий обман”, – как сказал наш великий поэт.
Настаиваете? Отвечаю: никакой нанотехнологической революции не было, нет и не будет. Разговоры о революции потребовались для того, чтобы побудить государства и корпорации раскошелиться на науку, к которой чиновники и бизнесмены стали остывать, а в нашей стране и вовсе махнули на нее рукой. Не будем осуждать ученых за этот маленький блеф, потому что другого способа пробить стену непонимания у них не было.
А нанотехнологии есть? Есть, вот за это – руку на рельсы, голову на плаху. Тут я, поверьте, ничем не рискую. Вы и сами легко убедитесь в этом. Надо всего лишь отогнать навязанный призрак нанотехнологической революции и вглядеться в окружающий нас мир. Он весь наполнен объектами, имеющими наноразмеры, они витают в воздухе и плавают в воде, из них сложено почти все, попадающееся нам на глаза, включая нас самих.
Этот природный наномир ученые изучали на протяжении всей истории науки. Да, они не могли увидеть воочию объекты этого мира, такую возможность им предоставил электронный микроскоп, изобретенный лишь в начале 1930-х годов, разглядеть же тонкую структуру этих объектов ученые смогли только с помощью сканирующих зондовых микроскопов. Именно с изобретения этих уникальных приборов в 1980-х годах многие и ведут отсчет эпохи нанотехнологий. Но это не так. Ученым совсем не обязательно видеть объект, чтобы понять, как он устроен, и тем более для того, чтобы манипулировать им. В конце концов, электроны и электромагнитные волны мы до сих пор разглядеть не можем, но уже более ста лет используем, к нашему всеобщему удовольствию.
То же и с нанообъектами. Исследователи научились управляться с природными нанообъектами и изменять их, получать искусственные нанообъекты и создавать из них разнообразные материалы и устройства. “Разберите” свой компьютер, телевизор, автомобиль, материалы, которыми отделана ваша квартира, одежду, которую вы носите, и продукты из супермаркета, которые вы употребляете в пищу, – везде вы обнаружите множество наноразмерных “деталей”, созданных руками человека, созданных осознанно и целенаправленно. Как можно одним словом назвать все это искусство и производство? Правильно, это нанотехнологии.
Кто их придумал? Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. Можно проследить историю отдельно взятой технологии – до отца-основателя, что, кстати, и делают пропагандисты “революционных” нанотехнологий. Но в том-то и дело, что слово это употребляется во множественном числе, существует великое множество принципиально различных технологий, которые объединяет только то, что все они включают манипулирование объектами наноразмеров. Соответственно и отцов у этого детища современности – нанотехнологий – множество.
Нас ведь в первую очередь интересуют люди – не так ли? Поэтому рассказывать я вам буду о людях, проложивших новые пути в науке и технологиях, об их жизни, о том, как они сделали открытия и как их восприняли современники, какой смысл они вкладывали в обнаруженные явления (зачастую это совсем не то, что мы теперь приписываем им) и понимали ли они сами, что открыли (случалось и такое). Тут мне поневоле придется немного углубиться в науку, но обещаю – никаких формул! Я расскажу вам, во что претворились эти идеи, какие технологии, созданные на их основе, используются уже сейчас, а какие могут быть созданы в будущем и как они изменят нашу жизнь.
Чтобы не упустить важных деталей, я воспользовался новейшим достижением нашего времени – сканирующим зондовым микроскопом. Я проводил его иглой над необъятным полем наномира, пока не обнаруживал “точку роста”, и, зацепившись за нее, доводил нить повествования до наших дней. А потом вновь отправлялся в свободное сканирование. Так что рассказ мой получился причудливым, мы будем легко переноситься из века в век, из страны в страну, из одной области науки в другую. Мне остается только надеяться, что все эти фрагменты пестрой мозаики сложатся у вас в голове в образ нанотехнологий.
Глава 1 Первый
Он был первым, первым во множестве разнородных областей человеческой деятельности, которыми ему выпало заниматься. В одних он был первопроходцем, в других – первенствовал по всеобщему мнению. Его называли “первым американцем”, потому что он олицетворял рождение новой, американской нации, был первым американцем, признанным в Старом Свете, одним из отцов-основателей США, по нему лепили свою жизнь многие поколения американцев, ведь именно он придумал “американскую мечту” и концепцию о неограниченных возможностях янки. Это, несомненно, самый узнаваемый американец, потому что его портрет украшает купюру, перед которой благоговеют все, включая ненавидящих доллар и предсказывающих ему скорый крах. Этого лысоватого патлатого старика знают все, даже не слышавшие его имени, – Бенджамин Франклин.
Звание одного из отцов-основателей нанотехнологий немного прибавит к его заслугам, но мне кажется, что Франклин, разобравшись в сути вопроса, не стал бы отказываться от него, как не отказывался от всех остальных. А мне, признаюсь, начинать рассказ с Франклина просто удобнее, потому что от его экспериментов, выполненных 250 лет назад, легко протянуть несколько логических цепочек вплоть до наших дней. Опять же, 250 – хорошее, круглое число, долгая история придает солидности народам, партиям и наукам.
Описание экспериментов и рассуждения об их отношении к нанотехнологиям оставляем на десерт, а начинаем с главного блюда, с рассказа о личности Бенджамина Франклина и истории его жизни, пытаясь понять, что подвигло его разливать масло на воде (ну вот, проговорился), как он ухитрялся видеть необычное в обыденном и делать неожиданные, глобальные выводы из простых наблюдений, доступных всем и каждому.
Бенджамин Франклин родился в 1706 году, он был пятнадцатым в череде из семнадцати детей сурового пуританина Джозайи Франклина, эмигрировавшего в Бостон из Англии в 1685 году, спасаясь от религиозных гонений. В такой семье не забалуешь – школу мальчик покинул в десятилетнем возрасте, отучившись два класса, все его дальнейшее образование проходило, как говорится, без отрыва от производства. Способ образования был классический, неизменный на протяжении столетий, – чтение всего, что попадется на глаза. Производство вначале было незамысловатым – Бенджамин варил мыло и плавил воск для свечей в мастерской своего отца. Через два года он приобщился к более интеллигентной профессии – стал подмастерьем в типографии своего старшего брата Джеймса.
К тому же времени относятся и первые литературные опыты Франклина – он принялся печь как блины стихотворные баллады, которые с пылу с жару печатались и распродавались его оборотистым братом. Конец этому бизнесу положил отец. “Все поэты – нищие”, – сказал он. Бенджамин проникся аргументом родителя и впредь занимался только прозой, достигнув в ней подлинного мастерства, его “Автобиография” – действительно блестящее литературное произведение. Но, возможно, Франклин при этом утратил что-то важное, не случайно Макс Вебер в своей знаменитой книге “Протестантская этика и дух капитализма” называл Франклина стопроцентным буржуа и расчетливым эмпириком, абсолютно чуждым поэзии, в общем, образцовым американцем.
Вскоре Джеймс Франклин стал издавать газету “Нью-Ингленд курант”, вторую, появившуюся в Америке. Многие считали эту затею безнадежной, полагая, что одной газеты для Америки вполне достаточно. Людям вообще свойственно ошибаться в оценке перспектив идей и предприятий. Вот и Билл Гейтс когда-то считал, что 20 килобайт – максимальный объем оперативной памяти, который когда-либо потребуется пользователям персональных компьютеров. Бенджамин играл роль “мальчика за всё”: набирал и печатал очередной номер, а потом разносил газеты подписчикам. И при этом писал статьи, которые тайком подбрасывал в редакцию.
Отношения с Джеймсом постепенно накалялись, ведь тот видел в Бенджамине в первую очередь подмастерье, которого можно гонять в хвост и в гриву, и только потом – младшего брата. В 17 лет
