Безграничное будущее: нанотехнологическая революция - [20]
— Добро пожаловать, — говорит гид, — в реконструкцию завода по производству молекул 1990 года. Эти исследовательские инженерные проекты никогда не предназначались для фактического использования, но они демонстрируют основы молекулярного производства: изготовление деталей, их тестирование и сборку.
Машины заполняют зал. В целом, обстановка напоминает автоматизированную фабрику 1980-х или 1990-х гг. Кажется достаточно ясным, что должно происходить: большие машины стоят рядом с конвейерной лентой, загруженной наполовину готовыми блоками из какого-то материала (эта установка очень похожа на Рисунок 2); машины должны выполнять определенную операцию над блоками. Судя по конвейерной ленте, блоки в конечном итоге перемещаются от одной машины цеха к другой, пока не повернут за угол и не переместятся в следующий зал.
Рисунок 2. СБОРКА ФАБРИКИ НА ЧИПЕ
Завод достаточно большой, чтобы производить более 10 миллионов нанокомпьютеров в день, поместился бы на краю одной из современных интегральных схем. На картинке показана рука ассемблера вместе с заготовкой на конвейерной ленте.
Поскольку это всего лишь имитация, и экспонат не может быть поврежден, вы можете подойти к машине и дотронутся до нее. Она кажется такой же твердой, как стенка нанокомпьютера в предыдущем сеансе. Внезапно вы замечаете что-то странное: никаких бомбардирующих молекул воздуха и никаких капель воды нет, вообще нет никаких свободных молекул. Каждый атом кажется частью механической системы, дрожащей под воздействием тепловых колебаний, но, в остальном, полностью контролируемой. Все здесь похоже на нанокомпьютер или на жесткий маленький механизм; ничто не напоминает свободно свернутый белок или бушующее вещество живой клетки.
Конвейерная лента кажется неподвижной. Через равные промежутки времени по ленте перемещаются блоки используемого материала: заготовки. Ближайший блок имеет около сотни мраморных шариков в ширину, поэтому он должен содержать что-то вроде 100 х 100 х 100 атомов, а это миллион. Этот блок выглядит странно знакомым, с его стержнями, кривошипом и остальным. Это нанокомпьютер — или, скорее, блокоподобная часть нанокомпьютера, который все еще строится. Вдоль конвейерной ленты с частями нанокомпьютера, стоит ряд огромных манипуляторов. Их стволы поднимаются от пола, толстые, как старые дубы. Даже если они наклоняются, они возвышаются над головой.
— Каждая машина, — говорит гид, — это рука молекулярного ассемблера общего назначения.
Один манипулятор согнут так, что его кончик прижат к блоку на конвейерной ленте. Подойдя ближе, вы видите молекулярную сборку в действии. Рука манипулятора заканчивается устройством размером с кулак с несколькими выступающими шариками, похожими на костяшки пальцев. Прямо сейчас два дрожащих шарика — атомы — вдавливают в небольшую впадину в блоке. Вы видите, как два шарика очень быстро занимают свое место в блоке: идет химическая реакция. Рука ассемблера практически не двигается. Кулак потерял два сустава, а блок нанокомпьютера стал на два атома больше.
Гид утверждает:
— Универсальная концепция ассемблера напоминает, по сути, заводских роботов 1980-х гг. Эта механическая рука, управляемая компьютером, перемещает молекулярные инструменты в соответствии с заданной программой. Каждый инструмент похож на однозарядный степлер или заклепочный пистолет. Он имеет руку для захвата ассемблера и поставляется с небольшим количеством вещества — несколькими атомами — которые он прикрепляет к заготовке с помощью химической реакции.
Это действие похоже на восстановление белковой цепи в предыдущем сеансе.
Казалось, что атомы достаточно легко встают на свои места; могут ли они так же легко выпрыгнуть обратно? К этому времени рука ассемблера отошла от блока нанокомпьютера, оставив небольшой зазор, так что вы можете дотянуться и дотронуться до недавно добавленных атомов. Но когда вы сильно нажмете, как только сможете (вашими имитированными пальцами, сильными как сталь), атомы не сдвинутся с места на заметное расстояние. Сильные молекулярные связи удерживают их вместе.
Карманный гид, который пользуется для выполнения своей задачи мощью тысячи суперкомпьютеров 1990-х годов, замечает: «Молекулярные связи удерживают детали вместе. В сильных, стабильных материалах атомы либо связаны, либо нет, промежуточных состояний не существует. Ассемблеры работают, создавая и разрывая связи, поэтому каждый их шаг либо полностью успешен, либо полностью провален. В предпрорывном производстве, любые детали всегда изготовлялись с небольшими погрешностями. Это могло привести к ухудшению качества продукции. На молекулярном уровне эти проблемы исчезают. Поскольку каждый шаг совершенно точен, маленькие ошибки не могут складываться. Процесс либо работает, либо нет».
Но что можно сказать о тех упомянутых полных неудачах? Охваченный научным любопытством, вы подходите к следующему ассемблеру, хватаете наконечник и встряхиваете его. Почти ничего не происходит. Тогда вы толкаете еще сильнее, изо всех сил, наконечник перемещается примерно на одну десятую атомного диаметра, а затем возвращается назад.
