«Если», 2016 № 02 - Журнал «Если»
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Сегодня космическое путешествие — это сложная задача. Завтра оно будет простым и комфортным.
В 2015 году группа исследователей из Университета штата Северная Каролина (North Carolina State University), воздействуя на образцы аморфного углерода короткими сверхмощными импульсами лазера, получила новое вещество, названное Q-углерод и отличающееся от известных структур графита и алмаза. Новый материал превосходит алмаз по прочности, а его готовность высвобождать электроны делает Q-углерод перспективным для создания, например, сверхтонких дисплеев или медицинского оборудования.
Медицина. Человеческое тело состоит из молекул, и мы, естественно, будем использовать молекулярные технологии для восстановления здоровья. Больные, старые и раненые страдают от того, что атомы формируются в неправильные структуры из-за вторжения вирусов, процессов старения или вылетевших с дороги автомобилей.
В 2016 году команда исследователей из Темпльского университета показала возможность удаления генов ВИЧ из зараженных клеток и защиты их от повторного встраивания вируса в ДНК с помощью технологии CRISPR/Cas9. Данная технология основана на защитном механизме бактерий, позволяющем запоминать и избавляться от участков ДНК, содержащих опасные вирусы.
С помощью обычных лекарств и современной хирургии возможно лишь частичное стимулирование тканей к самовосстановлению. Молекулярные машины откроют возможность для ремонта с непосредственным воздействием на молекулу.
Чтобы починить автомобиль, механик сначала добирается до дефектного узла, затем опознает и удаляет плохие части и в конце концов восстанавливает их или заменяет. Ремонт клетки будет включать ровно те же основные задачи, принципиальную разрешимость которых живые системы уже доказали.
• Доступ. Белые клетки крови покидают кровяное русло и движутся через ткань, а вирусы входят в клетки. Молекулярные машины могут предотвратить этот процесс.
• Распознавание. Антитела, да и любое специфическое биохимическое взаимодействие, показывают, что молекулярные системы, входя в контакт с другими молекулами, могут их распознавать.
• Разборка. Пищеварительные ферменты показывают, что молекулярные системы могут разбирать поврежденные молекулы.
• Восстановление. Воспроизводящиеся клетки показывают, что молекулярные системы могут строить или восстанавливать любую молекулу, обнаруживаемую в клетке.
• Повторная сборка. Отделенные молекулы могут быть собраны вместе снова. Например, механизмы фага Т4 собирают сами себя из раствора, чему, очевидно, помогает единственный фермент.
Таким образом, природа демонстрирует все основные операции, необходимые для ремонта клеток на молекулярном уровне.
Однако самое простое медицинское применение наномашин будет включать не ремонт, а выборочное разрушение. Цель проста: необходимо лишь распознать и уничтожить опасные репликаторы, будь то бактерии, раковые клетки, вирусы или черви.
Как только биологи опишут нормальные молекулы, клетки и ткани, должным образом запрограммированные машины ремонта будут способны вылечить даже неизвестные болезни. Вместо того чтобы бороться с миллионом странных угроз, продвинутые медицинские наноустройства будут просто восстанавливать состояние здоровья.
А может, все было бы несколько иначе. Грег Бир. «Музыка, звучащая в крови», 1983 г. Пол Ди Филиппо. «Любимый компонент», 1995 г.
Но есть и задачи, по различным причинам находящиеся вне возможностей машин клеточного ремонта. Например, поддержание умственного здоровья. Фундаментальное ограничение для восстановления тканей представляет собой потеря информации. Если уникальные нейронные структуры действительно разрушены, то машины ремонта клеток могут их восстановить не более эффективно, чем реставратор мог бы восстановить гобелен из перемешанной золы. Быт. Технологическое развитие может не только прервать или продлить жизнь, но может и кардинально изменить ее качество. Продукты нанотехнологических производств войдут в быт, а последствия могут быть как заурядными (упрощение ведения домашнего хозяйства), так и существенными (сокращение причин домашних ссор).
Нет особой хитрости, например, в том, чтобы сделать все, от посуды до ковров, самоочищающимся, а воздух дома постоянно свежим. Для правильно сконструированных наномашин грязь станет источником энергии.
Нанотехнологические системы смогут производить свежие продукты — настоящее мясо, зерно, овощи и т. д. — прямо на дому и круглый год, что позволит людям есть привычную пищу, никого при этом не убивая.
Молекулярные технологии сделают возможными трехмерное телевидение и полноценную виртуальную и дополненную реальность.
Перед нами откроется целый мир технологических решений, по сравнению с которыми современный комфорт покажется неудобным и опасным.
Охрана природы. Нанотехнологии позволят разработать устройства, необходимые, чтобы ликвидировать то наследие, которое оставила индустриальная цивилизация XX века. Будущие машины исцеления планеты помогут исправить испорченные природные пейзажи и восстановить поврежденные экосистемы. С технологией восстановления клеток мы даже будем способны вернуть некоторые исчезнувшие виды из полного небытия.
Доктор Барбара Дуррант, репродуктивный физиолог зоопарка в Сан-Диего, аккуратно сохраняет в криогенном холодильнике образцы ткани видов, которые могут исчезнуть с лица планеты Земля. Хранение исключительно образцов тканей не спасает жизнь животного или экосистему, но его достаточно для сохранения генетической наследственности конкретного вида.
Но технологическое развитие одновременно с захватывающими перспективами таит немалые опасности.
Ключевые угрозы нанотехнологий
«Серая слизь». Всеядные «бактерии» искусственного происхождения, слишком жесткие, маленькие и быстрые, чтобы их остановить (по крайней мере, без предварительной подготовки), могли бы выиграть конкуренцию у настоящих, распространиться как летящая пыльца, стремительно размножаясь, и свести биосферу в пыль за считаные дни. У нас достаточно проблем с контролем над вирусами и фруктовыми мушками.
Злобный ИскИн. Если мы не будем подготовлены, нас могут сместить с позиции царя природы развитая система ИскИнов. Так же как с репликаторами, простое «эволюционное превосходство» не обязательно определит нас людей как победителей в конкурентной битве за мощность и эффективность разума.
Контроль над людьми. Третья угроза исходит со стороны государств и других крупных управляющих структур, которым новые технологии позволят консолидировать власть над людьми. Государства эволюционируют, а в войнах бьются как звери, используя граждан как свои кости, мозг и мускулы. Описание государств как квазиорганизмов охватывает только один аспект сложной реальности, однако оно подсказывает возможные направления развития. С усовершенствованной технологией контролировать людей будет не нужно, вместо этого можно от людей отказаться, переложив выполнение необходимых функций на ассемблеры и системы ИскИнов.
Обещанные технологические блага манят нас вперед, а давление конкуренции делает остановку практически невозможной. Попытки заморозить прогресс в одном городе, регионе или стране, самое большее — дадут другим перехватить инициативу. По мере того как гонка технологий ускоряется, новые разработки все быстрее входят в нашу жизнь, а фатальные ошибки становятся более вероятными.
Мы должны строить прогнозы и пытаться управлять развитием. Разработаем ли мы монстров до технологий, позволяющих посадить их в клетку, или после? Некоторые же монстры, единожды будучи отпущенными на свободу, уже не могут быть возвращены
