Компьютерра, 2008 № 08 (724) - страница 27
Сегодня же мы ожидаем от развития нанотехнологий как раз эксцессов - стремительного взлета, прорыва, того, что синергетики называют "режимом с обострением". Пример такого процесса дает каменный уголь или любезные сердцу москвичей торфяники. Уголь и торф окисляются на воздухе, причем даже при комнатной температуре. Другое дело, что скорость окисления в этих условиях очень мала и без специальных приборов не регистрируется.
Но если уголь или торф собрать в большую кучу, то незначительное тепло, что выделяется в ходе реакции окисления, не будет успевать рассеиваться в окружающую среду.
уча угля или торфяник начнет саморазогреваться, скорость процесса и мощность тепловыделения возрастет (она экспоненциально зависит от температуры), и через некоторое время "без искры возгорится пламя". Классики советской науки Н. Н. Семенов, А. Д. Франк.Каменецкий и А. Г. Мержанов разработали для таких случаев теорию теплового взрыва, в рамках которой нашли предельные размеры куч, способных самовозгореться. Вот и сейчас правительство намерено собрать все нанотехнологии в одну кучу, хорошенько утрамбовать, напитать деньгами и… Однако, как показывает та же теория теплового взрыва, одного концентрирования недостаточно.
В общем случае для возникновения "режима с обострением" необходима положительная обратная связь (в приведенном примере это аррениусовская зависимость скорости химической реакции от температуры) и особый (не слишком сильный) режим рассеивания энергии (в приведенном примере это свободно.конвективный теплообмен). Продолжая параллель с развитием нанотехнологий, это можно выразить так: при некотором "критическом объеме" финансирования, правильно организованных положительных обратных связях и низкой диссипации средств нанотех перейдет в режим обострения, а вспыхнувший факел знаний осветит всю нашу экономику. Россия поднимется с колен, преодолеет вековую отсталость, задышит полной грудью… [А может, и в таком порядке: "преодолеет", "задышит" и "поднимется"]
В области построения полуизолированных и изолированных систем опыт у нашей страны огромный: можем шарашку организовать, а можем по примеру закрытых атомоградов "нано.десятку" отстроить. Нам только дай! Поэтому процессы диссипации рассматривать не будем, а обратимся сразу к положительным обратным связям. Тем более что такой опыт у нас тоже есть, но в основном отрицательный. Например, футболистам у нас платят хорошо, а играют они все равно плохо.
В последней нанотехнологической волне один из режимов обострения был ясно виден с самого начала.
Эрик Дрекслер скрестил идею Фейнмана о манипулировании материей на уровне атомов с идей фон Неймана о саморазмножающихся автоматах. Наноустройство-репликатор, захватывая атомы и энергию из окружающей среды, создает другие наноустройства - манипуляторы.
Они, в свою очередь, соединяясь друг с другом и тоже захватывая атомы и энергию из окружающей среды, создают нано., микро. и макрообъекты, в том числе и новые репликаторы.
Замечательная, красивая идея. Если манипуляторы на начальном этапе расходуются только на построение репликаторов, то количество последних растет в геометрической прогрессии. Цена их, разумеется, падает, а обратная величина соответственно растет. Так образуется положительная обратная связь (между количеством репликаторов и обратной ценой) и возникает режим с обострением.
Сегодня главным недостатком такого подхода является полное непонимание того, как создать хоть один действующий репликатор. Очевидно, что в первый образец можно вложить любые деньги, ибо через несколько шагов воспроизводства цена упадет очень сильно. Но как эти любые деньги вложить? Вот в чем вопрос. Подходы есть, начиная от изготовления на атомном силовом микроскопе и кончая использова.
нием в качестве репликатора модифицированных рибосом или целых бактерий. Пока же репликатор "страшно далек от народа". Большинство ученых, занятых в области нанотехнологий, рассматривает идеи Дрекслера как чистую фантастику, но не будем забывать, что сейчас время малых грантов. Как показывает практика, изменение масштаба финансирования может менять устоявшиеся взгляды достаточно радикально.
