Безграничное будущее: нанотехнологическая революция - [39]

Японский институт физических и химических исследований (RIKEN) обладает широкой междисциплинарной силой. Хироюки Сасабе, руководитель программы Frontier Materials Research в RIKEN, отмечает, что институт обладает опытом в области органического синтеза, белковой инженерии и технологии СТМ. Сасабе говорит, что его лаборатории может понадобиться молекулярный манипулятор, описанный в следующей главе, чтобы достичь своих целей в молекулярной инженерии.

Исследовательские консорциумы в Японии также движутся в сторону нанотехнологий. Организация «Исследовательские программы для передовых технологий» (ERATO) параллельно спонсирует многие трех-пятилетние проекты, каждый из которых имеет конкретную цель. Рассмотрим текущую работу:

— Yoshida Nanomechanism Project

— Hotani Molecular Dynamic Assembly Project;

— Kunitake Molecular Architecture Project;

— Nagayama Protein Array Projectt

— Project проект Аоно Atomcraft.

Они сосредоточены на различных аспектах получения контроля над веществом на атомном уровне. Проект Nagayama Protein Array направлен на использование белков в качестве инженерных материалов для перехода к созданию новых молекулярных устройств. Проект Aono Atomcraft не включает в себя ядерную энергетику, как это может понять из его названия, но на самом деле представляет собой междисциплинарную попытку использовать СТМ для распределения вещества в атомном масштабе.

В какой-то момент работа над нанотехнологиями должна выйти за рамки ответвлений разработок в других областях и заняться проектированием и строительством молекулярных машин. Переход от приспособляющейся науки к организованной технике требует изменения отношения к этой технологии. В этом Япония опережает США.

Насколько хороша обоснованная догадка о том, сколько времени потребуется для развития молекулярных нанотехнологий?

Молекулярные нанотехнологии будут появляться постепенно. Основные вехи, такие как разработка белков и манипулирование отдельными атомами, уже пройдены. Чтобы получить представление о вероятном темпе развития событий, нам нужно посмотреть, как различные тенденции сочетаются друг с другом.

Компьютерные программы молекулярного моделирования являются порождением инструментов автоматизированного проектирования. Они будут развиваться. Базовая техническая база — компьютерное оборудование — на протяжении десятилетий улучшалась по цене и производительности по резко растущей кривой, что, как ожидается, будет продолжаться в течение многих лет. Эти достижения совершенно не зависят от прогресса в молекулярной инженерии, но они делают молекулярную инженерию проще, ускоряя прогресс ее развития. Компьютерные модели молекулярных машин начинают появляться, и это будет повышать заинтересованность исследователей.

Прогресс в разработке молекулярных машин, будь то с помощью проксимальных зондов или самосборки, в конечном итоге приведет к поразительным успехам; исследования в Японии начнут привлекать серьезное внимание; осознание долгосрочных перспектив молекулярной инженерии получит распространение. Некоторое сочетание этих разработок в конечном итоге приведет к изменению общественной оценки того, чего могут достичь эти технологии — и тогда мир мнений, финансирования и моды на исследования изменится. До сих пор прогресс был устойчивым, но бессистемным; отныне прогресс будет стимулироваться серьезным интересом крупных коммерческих, военных и медицинских исследовательских программ, потому что нанотехнологии будут способствовать достижению основных коммерческих, военных и медицинских целей. Сроки развития во многом зависят от того, когда, наконец, возникнет серьезное внимание.

Думая о том, когда все произойдет, люди склонны предполагать, что большие изменения должны занять много времени. Большинство — да, но не все. Карманные калькуляторы оказали пагубное влияние на судьбу логарифмической линейки: они заменили ее. Скорость, с которой это произошло, застала производителей логарифмических линеек врасплох, но темпы прогресса в электронике не замедлились только из-за того, что их не ждали.

Можно утверждать, что нанотехнологии будут развиваться быстро: многие страны и компании будут конкурировать, чтобы оказаться первыми. Они будут продвигаться вперед как за счет огромных ожидаемых выгод — во многих областях, включая медицину и защиту окружающей среды, — так и за счет потенциального военного применения. Это мощное сочетание мотивов, а конкуренция — проверенный ускоритель.

Есть, впрочем, и мнение, что развитие будет медленным: любой, кто сделал что-либо значимое в реальном мире технологии — проводя научный эксперимент, написав компьютерную программу, выводя новый продукт на рынок — знает, что достижение цели требуют больше времени, чем ожидалось. Действительно, закон Хофштадтера гласит, что проекты занимают больше времени, чем ожидалось, даже когда закон Хофштадтера принимается во внимание. Этот принцип хорошо работает и для простых краткосрочных проектов.

Однако ситуация меняется, когда в течение ряда лет несколько различных групп исследуют различные подходы. В этом случае большинство проектов действительно могут занять больше времени, чем ожидалось, но поскольку команд и подходов много, один из них может привести к успеху быстрее, чем ожидалось. Победитель гонки всегда быстрее, чем средний бегун. Джон Уокер отмечает: «Замечательное качество молекулярной инженерии заключается в том, что, похоже, есть много разных способов добиться там успеха, и в настоящее время быстрый прогресс происходит по многим путям одновременно».