Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии - [31]
Ответ на вопрос «Как бы вы отнеслись к идее ходить в одежде, связанной собственноручно?» не дает полной картины возможного. Вопрос надо отнести практически ко всему: одежда — лишь незначительная деталь.
Риск возможностей, представляемых «умной» материей.
Риск «универсальной отмычки».
Риск «меняющейся внешности» и «меняющихся папиллярных линий» как источник невозможности суждений, в том числе экспертных.
Риск неготовности современных институтов к новой среде, определяемой свойствами «умной» материи и другими особенностями нано.
Риск неизбежной трансформации институтов современности под давлением технологических изменений.
Риск «одноразовой» вещи как риск неэффективного использования ресурсов.
Глава 3
Страсти по квантам
3.1. Квантовые эффекты — это актуально?
Если мираж окажется действительностью, требуйте компенсации.
Станислав Ежи Лец
Нанотехнологии связывают с квантовыми эффектами, что для наиболее сложных нанотехнологий более чем справедливо. Вообще, как было отмечено во введении, использование квантовых эффектов, т. е. таких эффектов, которые в классической физике запрещены, давно на повестке дня. Наиболее известные нам «квантовые» технологии — это технологии, которые мы не связывали ранее, не связываем и сегодня с понятием нано. Это и транзистор, и лазер, и ядерный магнитный резонанс, и многое другое. Однако когда мы говорим о квантовом характере нанотехнологий, мы имеем в виду нечто иное. В чем же это различие?
Квантовые эффекты, используемые ранее, т. е. квантовые технологии вне области нано, — это те поправки к классической физике нашего мира, которые возникают из-за того, что на атомарном уровне мир устроен иначе, по квантовым законам. Но в нашем мире мы не видим самих квантовых законов: мы видим их следствия в строении вещества нашего мира, вещества, состоящего из колоссального числа квантовых частиц и объектов — фотонов, электронов, атомов и др.
Было время, когда кинематографисты при снятии сцен шумной толпы использовали следующий прием: каждый актер-статист выкрикивал номер своего телефона. Но в результате зритель слышал гул толпы — и никаких телефонов. Так и с квантовыми эффектами: в нашем мире от них до нас доносится только «гул». Но нанотехнологии имеют дело с объектами, состоящими из малого числа частей, каждая из которых подчиняется квантовым законам. И «голос» каждого хорошо слышен — мы уже можем разобрать отдельные «номера телефонов».
Таковы, например, квантовые точки — малые квантовые объекты на кристалле, способные эффективно светиться, что и делает их основой хорошо нам известных светодиодов. Вот и свет их иной — когерентный, как от лазера. Мы привыкли, что обычно свет от различных частей источника исходит независимо. Волны (а свет — это, прежде всего, волна) складываются случайно. Это и есть привычный нашему глазу свет. А вот когерентное излучение, т. е. такое излучение, в котором разница между пиками и провалами световых волн остается постоянной, не только непривычно нашему глазу, но и во многих оптических явлениях ведет себя иначе.
Но это не все. То, что мы заглянули внутрь материи и увидели там квантовые эффекты, предъявили их, воспользовались ими, не исчерпывает всех ожиданий, которые связывают с нанотехнологиями. Есть ожидание, что в силу корреляционных эффектов мы получим пусть микро, но с точки зрения атомарных размеров большие объекты, которые будут (нет, не подчиняться квантовым законам, они и так подчиняются, просто для больших объектов само требование следовать квантовым законам делает их «классическими») подобны атомарным квантовым объектам. Другими словами, мы надеемся иметь, например, нанокластер, который будет вести себя подобно электрону или фотону.
Возможно ли такое? Авторы сомневаются — и сомневаются обоснованно. Но если это так, если сомнения оправданны, то такие активно декларируемые сегодня квантовые технологии, как квантовая криптография или квантовый компьютер, невозможны. Идея квантовых технологий — построить устройство, машину, подчиняющуюся квантовым законам. А такая машина — уж точно не отдельный электрон.
Но предположим, что в силу каких-либо корреляционных механизмов квантовой физики (например, спин-спинового взаимодействия) такую квантовую машину сделать удалось. К чему это приведет? Последствия нетривиальны. Некоторые из них описаны в следующих разделах данной главы.
Но, прежде чем вы о них узнаете, авторы хотели бы еще раз настойчиво подчеркнуть, что все написанное далее справедливо лишь при перенесении квантовых законов на объекты (в целом, а не на их части!), для которых такие законы, как показывает наш сегодняшний опыт, неприменимы. Иными словами, скорее всего, мир нас защищает от подобного — его законы таковы, чтобы сделать невозможным то, что мы сконструировали мысленно на базе наших неполных знаний о мире.
Но риск есть риск. Сказать «это невозможно» можно только при полной уверенности.
Риск завышенных квантово-механических ожиданий.
Риск перенесения квантово-механических законов на объекты и механизмы нашего мира.
3.2. Занять все, или черная пурга
