Τα πάντα στην ύλη αποτελούνται από μόρια και άτομα τα οποία και αυτά με την σειρά τους, αποτελούνται από άλλα μικρότερα υποατομικά σωματίδια.Η ίδια η συγκρότηση στην ύλη και συνεργασία των σωματιδίων συντελείται και στους ζωντανούς οργανισμούς,αποτέλεσμα του οποίου είναι ο άνθρωπος.
Η υπερτεχνολογία των νανορομπότ είναι η κατασκευή πανέξυπνων μηχανών ρομπότ, με απίστευτες διαστάσεις ενός εκατομμυριοστού ή δισεατομμυριοστού του μέτρου, οι οποίες διαθέτουν ειδικούς νανουπερυπολογιστές.Αυτοί έχουν απίστευτη πυκνότητα αποθήκευσης στοιχείων.Αυτά λοιπόν μπορούν να μπουν στο ανθρώπινο σώμα και να κατασκευάσουν ή να αναπλάσουν ένα ή περισσότερα ζωτικά όργανα.
Τι θα λέγατε για μια καινούργια καρδιά στην ηλικία των 50,δεν θα ήταν καλή ιδέα;
Η γήρανση άσχετα με τον παράγοντα που την προκαλεί, έχει σαν απότέλεσμα τη φθορά των ζωτικών οργάνων και την οξείδωση των κυττάρων. Με συνέπεια την σταδιακή κατάρευση όλων των συστημάτων και με φυσικό επακόλουθο τον θάνατο.
Ο οργανισμός βέβαια προσπαθεί να διορθώνει τις βλάβες μέχρι και την τελευταία στιγμή, αλλά δυστυχώς ο αριθμός των κυττάρων που υπάρχει δεν επαρκεί.Και τούτο διότι κάποια στιγμή οι βλάβες πολλαπλασιάζονται με τέτοια πρόοδο, όπου όλες οι προσπάθειες καταλήγουν μάταιες.
Τα ειδικά νανορομπότ μπορούν να συναρμολογούν διάφορα όργανα του σώματος, τα οποία έχουν υποστεί βλάβη ή ακόμα και καταστροφή.Η εκπληκτική αποστολή τους είναι να κτίζουν και να επαναδομούν.Η εποχή της γήρανσης τελειώνει, οι αρρώστιες και ο θάνατος θα πάψουν να υφίστανται.Τα πάντα θα κατασκευάζονται μόριο προς μόριο και ο άνθρωπος δεν θα γερνάει ποτέ.
Βέβαια μιλάμε για μια βιοτεχνολογία η οποία αυτή την στιγμή είναι στα χέρια των λίγων.Όμως η νέα εποχή ήρθε και βρίσκεται προ των πυλών.Η νανοτεχνολογία είναι ένα από τα θαύματα που θα αλλάξουν εντελώς τον κόσμο τα επόμενα χρόνια.
Προτού αποπειραθεί κανείς να προβλέψει τα θαυμαστά πράγματα που
μπορεί να πραγματοποιήσει για μας η νανοτεχνολογία - στους
κομπιούτερ, στην ιατρική, στις πρώτες ύλες, στην εξερεύνηση του
διαστήματος -- πρέπει να αντιληφθεί τα όσα δεν μπορεί να κάνει η
νανοτεχνολογία. Η φύση επιβάλλει πάντοτε ορισμένα φυσικά όρια σε
όλες τις τεχνολογίες και από τον κανόνα αυτό δεν μπορεί να εξαιρεθεί
η νανοτεχνολογία. Αν και υπάρχουν άνθρωποι που προβλέπουν πολλές
θαυμαστές εξελίξεις μέσω της νανοτεχνολογίας, δεν θα λείψουν ποτέ κι
αυτοί που προβάλλουν λαθεμένους ισχυρισμούς για το τι είναι ικανή η
νανοτεχνολογία, αυτοί που κάνουν λάθη, καθώς και εκείνοι που
συνειδητά εξαπατούν τον κόσμο.
Ορισμένα προβλήματα βρίσκονται πέρα από τις δυνατότητες της
νανοτεχνολογίας. Εφ' όσον ο άνθρωπος έχει εξαφανίσει πολλά είδη,
ένας μεγάλος όγκος γενετικών πληροφοριών έχει χαθεί δια παντός,
ίσως πέρα από το σημείο που θα μας επιτρέψει ποτέ να τα
ξαναφέρουμε στη ζωή ανακαλύπτοντας πάλι τα χαμένα γονίδιά τους.
Και όσο και αν η νανοτεχνολογία θα φέρει επανάσταση στη γεωργία,
έχοντας τη δυνατότητα να προσφέρει σε όλους επαρκή τρόφιμα, τα
αποθέματα της γης είναι περιορισμένα. Και αν ο ανθρώπινος
πληθυσμός συνεχίσει να αναπτύσσεται υπερβολικά λόγω της καλύτερης
ιατρικής και του μεγαλύτερου μέσου όρου ζωής, οι άνθρωποι θα
αναγκαστούν να καταφύγουν στο διάστημα όπου οι πόροι και ο χώρος
είναι άφθονοι. Η νανοτεχνολογία μπορεί να μας φέρει πιο κοντά από
ποτέ στα όρια που μας επιβάλλει η φύση, αλλά δεν μπορεί να αλλάξει
αυτά τα όρια.
Η μεταμόρφωση της Γης
Σκεφθείτε προς στιγμή ένα δέντρο, που μεγαλώνει σιωπηλά και
αθόρυβα σε ένα δάσος. Προσλαμβάνει νερό και ηλιακή ενέργεια για
καύσιμα και αποδίδει νερό και οξυγόνο σαν απόβλητα. Αυτό που
ξεκίνησε σαν ένας μικρός σπόρος ο οποίος περιέκλειε το γενετικό
πρόγραμμα για την ανάπτυξη του δέντρου, τώρα απλώνεται και
καταλαμβάνει έκταση όσο ένα σπίτι. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι η
φύση γνωρίζει καλά νανοτεχνολογία. Τα κύτταρα του δέντρου είναι οι
αναπαραγωγικοί συναρμολογητές της, που μιτώνονται αδιάκοπα βάσει
οδηγιών από το DNA -- μια προσέγγιση εκ των κάτω προς τα άνω που
χρησιμοποιείται σε όλα τα "εργοστάσια" της φύσης.
Η ρύπανση θα είναι μια μέρα ένα γεγονός του παρελθόντος με την
ανάδυση της νανοτεχνολογίας. Το σημερινό πλιάτσικο στους πόρους
του πλανήτη και η εξαπόλυση βλαβερών υποπροϊόντων στη βιόσφαιρα
θα φαίνονται σαν μια επαίσχυντη περίοδος της ανθρώπινης ιστορίας. Η
σημερινή προσέγγιση της βιομηχανία εκ των άνω προς τα κάτω (π.χ.
κοπή δέντρων για ξυλεία ή εξόρυξη μετάλλων) θα αντικατασταθεί από
τη μοριακή βιομηχανική παραγωγή, δηλαδή από την ιδέα ότι μπορούμε
να κατασκευάσουμε ένα αντικείμενο από τα συστατικά του μόρια. Εφ'
όσον γνωρίζουμε τα μοριακά δομικά στοιχεία των περισσότερων υλών,
όπως του ξύλου ή του χάλυβα, μπορούμε να τα κατασκευάζουμε μόριο
προς μόριο και επιπλέον να τα κάνουμε πιο ανθεκτικά και πιο ελαφρά
από τα ανάλογά τους στη φύση. Με τη δύναμή της να ελέγχει την ύλη,
η μοριακή βιομηχανική παραγωγή θα κατασκευάζει ύλες με σχέση
βάρους-αντοχής εκατό φορές ισχυρότερη από το χάλυβα, ενδεχομένως
από καθαρό διαμάντι. Και όσο η ηλιακή ενέργεια της εποχής της
νανοτεχνολογίας θα γίνεται πιο φτηνή και πιο αποτελεσματική, η
βιομηχανική διαδικασία θα χρησιμοποιεί μόνο καθαρή ενέργεια και θα
αποδίδει αβλαβή υποπροϊόντα, όπως νερό και οξυγόνο, ακριβώς σαν τα
δέντρα της φύσης.
Μέχρι να καθαρίσουμε τη ζημιά που έχουμε ήδη κάνει, θα χρειαστεί να
ζήσουμε για λίγο από τα σκουπίδια μας. Εφ' όσον οι περισσότερες ύλες
έχουν κατασκευαστεί από άνθρακα, όπως πολυμερή του μαλλιού,
πολυεστέρες, ξύλο και νάυλον, καθώς και από δομικά υλικά όμως το
διαμάντι, η νανοτεχνολογία θα βασιστεί πολύ στο άφθονο αυτό
στοιχείο. Πράγματι, η "εξόρυξη" των 300 δισεκατομμυρίων τόνων
διοξειδίου του άνθρακα που έχουν εκπεμφθεί στην ατμόσφαιρα από τον
καιρό της βιομηχανικής επανάστασης θα προσφέρει αρκετό άνθρακα
για να χτιστούν με νανοτεχνολογικές μεθόδους ανθεκτικά και ελαφρά
σπίτια για κάθε οικογένεια σε ένα συνολικό πληθυσμό 10
δισεκατομμυρίων ανθρώπων. Μάλιστα, θα περισσέψει και το 95% απ'
αυτό το διοξείδιο, οπότε μπορεί να φανταστεί κανείς και τις άπειρες
ακόμα διευκολύνσεις που μπορούν να παραχθούν χωρίς να χρειαστεί
ούτε καν να αγγίξουμε την επιφάνεια της γης!
Αφού καθαρίσει την από πολλού μολυσμένη ατμόσφαιρα, η ανθρώπινη
ράτσα θα μπορεί να δουλέψει για την αποκατάσταση των εδαφών και
των υδάτων στη φυσική τους κατάσταση. Εκεί που υπήρχαν εργοστάσια
του 20ού αιώνα και μόλυναν τα γύρω εδάφη με τοξικά χημικά, θα
υπάρχει πάλι χλόη και δάση. Εκεί που υπήρχαν μολυσμένες λίμνες,
ακατάλληλες για ψάρεμα ή κολύμπι τις ζεστές καλοκαιρινές μέρες, θα
υπάρχουν πάλι κρυστάλλινα νερά, ανέγγιχτα από βιομηχανικά
απόβλητα. Τα οράματα αυτά μπορούν να γίνουν πραγματικότητα με
νανομηχανές που θα έχουν την ικανότητα να συλλαμβάνουν τα τοξικά
μόρια και να τα μετατρέπουν σε ακίνδυνα στοιχεία, κάτι που είναι
ανέφικτο σήμερα. Και όταν θα ολοκληρωθεί αυτή η απορρύπανση, η γη
θα παραμείνει πλέον σ' αυτή την κατάσταση με την καθαρή μοριακή
βιομηχανική διαδικασία.
Για να αντιστρέψουμε την καταστροφή του περιβάλλοντος
Τα παραδείγματα αυτά, καθώς και άλλα που θα ακολουθήσουν,
συστηματικά αποκαλύπτουν ότι η νανοτεχνολογία θα είναι
αποτελεσματική, καθαρή και επακριβής, πράγμα αναμενόμενο όταν θα
έχουμε έλεγχο πάνω στην ύλη στη μικρότερη δυνατή κλίμακα. Η
σημερινή γεωργία είναι ένα από τα σαφέστερα παραδείγματα σπάταλης,
ρυπαντικής και αναποτελεσματικής επιχείρησης, που η νανοτεχνολογία
μπορεί να αντιστρέψει. Τα συνθετικά λιπάσματα, τα ζιζανιοκτόνα και
τα εντομοκτόνα ρυπαίνουν το έδαφος και τα νερά σε μια προσπάθεια
να ταϊστεί ένας αυξανόμενος πληθυσμός ενώ η πείνα συνεχίζεται. Τα
δάση καταστρέφονται με απειλητικούς ρυθμούς, ολόκληρα
οικοσυστήματα χάνονται, ιδίως στα πλούσια σε ζωή υγρά δάση. Με τη
νανοτεχνολογία, θερμοκήπια που θα αστυνομεύονται από
"νανο-μυγοπαγίδες" θα μπορούσαν να κάνουν αχρείαστα τα
εντομοκτόνα και τα φυτά θα μπορούσαν να έχουν όλες τις αναγκαίες
θρεπτικές ουσίες, συνθήκες δηλαδή που λείπουν από το εξωτερικό
ανεξέλεγκτο περιβάλλον. Τα φυτά θα μπορούν να ζουν στη μεγάλη
υγρασία, την ομοιόμορφη θερμοκρασία και την πλούσια σε διοξείδιο
του άνθρακα ατμόσφαιρα των μοριακά κατασκευασμένων
θερμοκηπίων, κάνοντας τα τρόφιμα του μέλλοντος πολύ πιο φτηνά από
σήμερα. Με τα θερμοκήπια αυτά, κάθε άτομο θα χρειάζεται μόλις 250
τετραγωνικά μέτρα για την παραγωγή της τροφής του επί ένα χρόνο και
έτσι το 97% της σημερινής καλλιεργούμενης γης θα μπορεί να
επιστρέψει στη φύση. Χρησιμοποιώντας ένα μικρό τμήμα της γης τους
για την καλλιέργεια τροφίμων, οι αγρότες θα ανακαλύψουν ότι είναι
προς το συμφέρον τους να μετατρέψουν την υπόλοιπη γη σε πάρκο ή
παρθένα φύση.
Σήμερα, καθώς τα δάση καίγονται και καταστρέφονται, πολύτιμη
βιοποικιλία και γενετικές πληροφορίες χάνονται και το προϊόν
εκατομμυρίων χρόνων εξέλιξης εξαφανίζεται. Είναι τραγική η ιστορία
των ειδών που καταστράφηκαν στα υγρά δάση, αλλά τα λίγα τυχερά
είδη που τα γονίδιά τους έχουν διατηρηθεί θα βρουν μέσα από τη
νανοτεχνολογία τη δυνατότητα να επανέλθουν. Είναι γνωστό από παλιά
ότι τα γονίδια μπορούν να επιβιώσουν πολλά χρόνια στο αποξηραμένο
δέρμα, τα κόκαλα, τα κέρατα και το τσόφλι των αυγών, αλλά η
σημερινή τεχνολογία είναι ανίκανη να κάνει κάτι μ' αυτή τη γνώση.
Παρ' όλα αυτά, υπάρχει το πρόγραμμα "ΒιοΑρχείο" που συγκεντρώνει
βιολογικά δείγματα για μελλοντική αποκατάσταση ειδών, για την
εποχή που οι τεχνικές χειρουργικής των κυττάρων και μοριακής
επισκευής θα μας επιτρέψουν να μεταμορφώσουμε το αδρανές DNA σε
ζωντανά πλάσματα πάλι.
Απειροελάχιστοι σε μέγεθος κομπιούτερ
Ένας προφανής τρόπος όταν σκεφτόμαστε το πολύ μικρό είναι να
σμικρύνουμε το μέγεθος και το κόστος των κομπιούτερ και να
πολλαπλασιάσουμε την ταχύτητα λειτουργίας τους. Η σημερινή
τεχνολογία βασίζεται στη χάραξη καναλιών πάνω σε σιλικόνη ώστε να
μπορούν να ανοίγουν και να κλείνουν μικροσκοπικοί ηλεκτρονικοί
διακόπτες, δηλαδή η βάση του ψηφιακού κώδικα που αντιπροσωπεύει
ό,τι αντιλαμβάνεται ο κομπιούτερ. Οι αυριανοί νανο-κομπιούτερ θα
έχουν μοριακούς διακόπτες, ή λογικές ράβδους, που θα
αντικαταστήσουν το σημερινό ηλεκτρονικό είδος (στην αρχή, μάλλον).
Οι ράβδοι θα γίνονται από καρβύνη, μια αλυσίδα ατόμων άνθρακα που
συνδέονται με διπλούς και τριπλούς δεσμούς, και ανάλογα με τη θέση
τους θα έχουν τιμή 0 ή 1. Έστω και αν η κίνηση των μετακινούμενων
ράβδων είναι 100.000 φορές αργότερη από την κίνηση των
ηλεκτρονικών διακοπτών, τα μηχανικά μηνύματα θα πρέπει να
ταξιδέψουν μόνο το ένα εκατομμυριοστό της απόστασης, γεγονός που
αποβαίνει υπέρ των μηχανικών νανο-κομπιούτερ. Ένας απλός
νανο-κομπιούτερ θα χωράει σε ένα κύβο 100 φορές μικρότερο από ένα
κυβικό μικρόν και μια πιο σύνθετη εκδοχή του με αποθηκευτικό χώρο
megabytes θα χωράει σε ένα κουτί με πλευρά ενός μικρόν (μέγεθος
βακτηριδίου!) Η διαφορά μεγέθους ανάμεσα στους σημερινούς
κομπιούτερ και τους αυριανούς νανο-κομπιούτερ είναι πολύ πιο μεγάλη
από τη διαφορά ανάμεσα στα πρώτα συστήματα με ανοδικές λυχνίες
και μέγεθος δωματίου και τους σημερινούς κομπιούτερ.
Εντούτοις, οι μηχανικοί αυτοί νανο-κομπιούτερ που μόλις
περιγράψαμε, αν και πολύ ταχύτεροι από τους ηλεκτρονικούς
κομπιούτερ της δεκαετίας μας, θα φαίνονται σαν άγαρμπες μηχανικές
σακαράκες μπροστά στους ηλεκτρονικούς νανο-κομπιούτερ του
μέλλοντος, που θα βασίζουν τη λειτουργία τους σε κβαντικά
φαινόμενα. Πράγματι, όταν θα έχουμε την τεχνολογία να
κατασκευάζουμε νανο-κομπιούτερ, πιθανότατα θα έχουμε φτάσει πέρα
από τη μηχανική εκδοχή τους. Και ενώ οι ηλεκτρικοί νανο-κομπιούτερ
θα αποτελούν το αποκορύφωμα της ταχύτητας και ισχύος, τίποτα δεν
θα εμποδίζει τους μελλοντικούς μηχανικούς να τοποθετούν
τρισεκατομμύρια τέτοιους κομπιούτερ σε ένα χώρο όχι μεγαλύτερο από
ένα σημερινό μικροτσίπ. Για την αποθήκευση των στοιχείων θα
μπορούμε ίσως να χρησιμοποιούμε την "ατομική ταινία", δηλαδή μια
αλυσίδα ατόμων που θα αντιπροσωπεύουν το 0 και το 1, που με
εκπληκτική πυκνότητα πληροφοριών θα επιτρέπει θαύματα όπως οι
"βιβλιοθήκες τσέπης".
Ιατρικές μηχανές με μέγεθος βακτηριδίου!
Από τη σκοπιά των κυττάρων, η σημερινή χειρουργική φαίνεται
εντελώς βαρβαρική: Μια τεράστια λεπίδα κόβει περνώντας από ένα
πλήθος κυττάρων και σκοτώνοντας χιλιάδες. Κατόπιν ένα χοντρό
καλώδιο σέρνεται πάνω στην πληγή για να ράψει τη ζημιά
υποχρεώνοντας τα κύτταρα να εγκαταλείψουν τους νεκρούς τους και να
πολλαπλασιαστούν, ώστε να λάβει χώρα η επούλωση. Φαντασθείτε
τώρα, πάντοτε από τη σκοπιά των κυττάρων, τη χορήγηση ενός
φαρμάκου σε ασθενή. Τα μόρια του φαρμάκου χτυπάνε δεξιά και
αριστερά παντού έως ότου βρουν και ταιριάσουν στο μόριο που είναι ο
στόχος τους. Η αναγνώριση του στόχου γίνεται με την "αφή". Έχοντας
αυτά κατά νου, σκεφθείτε τώρα τι μπορεί να γίνει με μια μοριακή
μηχανή που μπορεί να νιώσει, να σχεδιάσει και να ενεργήσει σ' αυτό το
επίπεδο, εξοπλισμένη με ένα νανο-κομπιούτερ που περιέχει στοιχεία
για τη δομή όλων των υγιών ιστών. Μπορούν έτσι να κατασκευαστούν
επισκευαστικές μηχανές με μέγεθος βακτηριδίου που θα μπαίνουν και
θα βγαίνουν από τα κύτταρα, θα καταστρέφουν τους εισβολείς στα
αιμοφόρα αγγεία και θα μπορούν να ελέγχουν ακόμα και το DNA για
λάθη!
Για να περιγράψουμε τον απλούστερο τύπο αυτών των "μηχανών
θεραπείας", όπως τις έχει βαφτίσει ο πρωτοπόρος της νανοτεχνολογίας
Eric Drexler, φαντασθείτε ένα "νανο-υποβρύχιο" που ταξιδεύει στα
αιμοφόρα αγγεία του αίματος, απορροφώντας γλυκόζη και οξυγόνο για
την ενέργεια που χρειάζονται οι δύο προπέλες του. Δεν υπάρχει ανάγκη
για οποιοδήποτε σύστημα καθοδήγησης, επειδή οι αισθητήρες στην
πλώρη του θα το οδηγούν σε μια διαφορετική κατεύθυνση αν
προσκρούσει σε κάτι. Το υποβρύχιο δεν χρειάζεται να πάει προς
οποιαδήποτε κατεύθυνση, επειδή ο σκοπός του είναι να καταστρέψει
οποιοδήποτε εχθρικό βακτηρίδιο ή ιό βρει στο δρόμο του. Θα είναι σε
θέση να διασπά και να διαλύει οτιδήποτε για το οποίο έχει
προγραμματιστεί ο νανο-κομπιούτερ του. Ένας στόλος τέτοιων
νανο-υποβρυχίων θα μπορούσε βεβαίως να καθαρίσει το σώμα από
οποιαδήποτε βλαβερά σωματίδια.
Σε ένα υψηλότερο επίπεδο πολυπλοκότητας βρίσκονται οι μηχανές
επισκευής κυττάρων. Σήμερα, όταν ένα κύτταρο υποστεί βλάβη, οι
γιατροί καταφεύγουν σε μόρια φαρμάκων και στην ικανότητα του
κυττάρου να αυτό-επισκευάζεται, έστω και αν η διαδικασία αυτή δεν
αποκαθιστά πάντοτε την υγεία του ασθενούς. Με τις μελλοντικές
νανομηχανές, η επισκευή στα μικρότερα συστατικά μέρη του κυττάρου
θα επιτρέπει στους μελλοντικούς γιατρούς την αποκατάσταση ακόμα
και των κυττάρων που έχουν γίνει αδρανή λόγω βλάβης. Οι μηχανές
αυτές θα είναι σε θέση να φτάσουν στη ρίζα του προβλήματος και
κυριολεκτικά να αναδομούν μόρια εντός του κυττάρου.
Για να εννοήσετε την κλίμακα αυτών των θαυμάτων, κάντε στο
κύτταρο μια μεγέθυνση που θα επιτρέπει στα άτομα να φαίνονται
μεγάλα σαν βότσαλα. Στην κλίμακα αυτή, το κύτταρο θα έχει διάμετρο
ενός χιλιομέτρου και η μηχανή επισκευής, που καταλαμβάνει το ένα
εκατομμυριοστό του όγκου του κυττάρου, θα έχει το μέγεθος ενός
τριώροφου σπιτιού. Κάθε μηχανή έχει το δικό της νανο-κομπιούτερ
που περικλείει περισσότερες πληροφορίες από το DNA των κυττάρων
σε ένα χώρο με μέγεθος μικρού φορτηγού, ενώ τα μικρότερα
εξαρτήματα της μηχανής φτάνουν στο μέγεθος της άκρης του δαχτύλου
σας. Ένας αριθμός τέτοιων επισκευαστικών μηχανών θα συνδέονται με
ένα μεγαλύτερο κομπιούτερ που θα έχει το ύψος ενός κτιρίου 30
ορόφων και το πλάτος ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου.
Μπορούμε να διορθώνουμε τη φύση;
Λαμβάνοντας υπ' όψη μας ότι το ανθρώπινο σώμα περιλαμβάνει
περίπου δέκα χιλιάδες δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων δομές
πρωτεΐνης, που όλες τους είναι τμήμα μιας εξαιρετικά πολύπλοκης
μηχανής που φέρει τη ζωή, θα μπορούν οι μελλοντικές επισκευαστικές
μηχανές να βελτιώσουν σημαντικά αυτό που έχει πετύχει η φύση μέσω
της εξέλιξης; Οι πρώτες επισκευαστικές μηχανές κυττάρων κατά πάσα
πιθανότητα θα είναι πολύ ειδικευμένες. Θα εισέρχονται σε ένα
κύτταρο, θα εξετάζουν τη δραστηριότητα μέσα του και θα διορθώνουν
ένα μόνο τύπο προβλήματος, όπως επί παραδείγματι μια ενζυμική
έλλειψη ή κάποιο απλό είδος βλάβης του DNA. Όσο όμως η
τεχνολογία αυτή θα εξελίσσεται, οι μηχανές θα γίνουν ικανές να
επισκευάζουν διακοπές και λανθασμένους συνδέσμους στο DNA,
διορθώνοντας ουσιαστικά λάθη στην αλληλουχία της αλυσίδας του
DNA με τη χρήση σωστών αντιγράφων από πολλά άλλα κύτταρα σαν
υπόδειγμα. Για να πραγματοποιήσει άλλες λειτουργίες, ο
νανο-κομπιούτερ της μηχανής θα πρέπει να έχει πληροφορίες για το τι
διαφοροποιεί ένα υγιές κύτταρο από ένα προσβεβλημένο.
Αν στόχος είναι ένα συγκεκριμένο μόριο, η μηχανή θα χρειάζεται ένα
μηχανισμό "αναγνώρισης" μορίων, ακριβώς όπως τα αντισώματα
αναγνωρίζουν τις πρωτεΐνες δια της αφής. Και εδώ, θα χρειαστεί η
αξιοποίηση των τεράστιων πληροφοριακών αποθεμάτων που θα έχει
στη διάθεσή της από το νανο-κομπιούτερ για να μπορεί να διαβάσει
γρήγορα την αλληλουχία αμινοξέων και να διακρίνει ανάμεσα στις
περίπου 100.000 διαφορετικές ανθρώπινες πρωτεΐνες. Η δύναμη των
νανο-κομπιούτερ θα είναι τέτοια ώστε στο χρόνο που χρειάζεται ένα
τυπικό ένζυμο για να αλλάξει ένα δεσμό, ο κομπιούτερ θα έχει
πραγματοποιήσει πάνω από χίλια υπολογιστικά βήματα! Είναι φανερό
ότι οι κατασκευασμένες από τον άνθρωπο μηχανές επισκευής θα
νικήσουν σε ταχύτητα τις μοριακές μηχανές της φύσης. Θα μπορούν
όμως να ξεπεράσουν την ικανότητα της φύσης να αντιμάχεται τις
ασθένειες και τα δηλητήρια στο σώμα; Ναι, μέσω της ικανότητας να
θεραπεύουν ακόμα και άγνωστες ασθένειες. Εφ' όσον υπάρχουν πολλοί
περισσότεροι τρόποι να είναι άρρωστο το ανθρώπινο σώμα παρά υγιές,
αν οι ερευνητές μάθουν να περιγράφουν λεπτομερειακά κάθε όργανο
στην υγιή του κατάσταση, τότε οι νανο-επισκευαστές θα χρειάζεται
μόνο να ψάξουν για αποκλίσεις από αυτή την περιγραφή για να
μπορούν να αποκαταστήσουν την υγιή κατάσταση. Ούτε όμως ο
πολύπλοκος ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να εξαιρεθεί από τη δύναμη
των επισκευαστικών νανομηχανών. Η επισκευή συγκεκριμένων
συνάψεων των νευρικών κυττάρων δεν θα είναι και τόσο πολύπλοκη,
εφ' όσον η δομή τους είναι ήδη γνωστή, και κάποια στιγμή θα γίνει
δυνατό να χαρτογραφηθεί ολόκληρος ο ανθρώπινος εγκέφαλος.
Η νανοτεχνολογία προφανώς θα επαναστατικοποιήσει την ιατρική,
προσφέροντας στους ανθρώπους τη δυνατότητα να παρατείνουν τη ζωή
τους. Εφ' όσον ο θάνατος θεωρείται μια ασθένεια που προέρχεται από
προβληματικούς μοριακούς μηχανισμούς, χημικές ανισορροπίες και
μπερδεμένες δομές, δηλαδή από προβλήματα που εμπίπτουν στη
σφαίρα των επισκευαστικών νανομηχανών, η αποκατάσταση της υγείας
και της νεότητας φαίνεται δυνατή. Ας ελπίσουμε ότι ο άνθρωπος θα
αξιοποιήσει σωστά τον επιπλέον χρόνο που θα κερδίσει.
Διαστημικές χρήσεις: Από το απείρως μικρό στο απείρως μέγα
Πώς είναι δυνατό οι μικροσκοπικές αυτές μηχανές νανομετρικής
κλίμακας να δώσουν στον άνθρωπο τη δυνατότητα να φτάσει στην
κλίμακα των ετών φωτός και πιο πάνω; Οταν θα πραγματοποιηθεί η
νανοτεχνολογική επανάσταση και θα μεταμορφώσει τη γη σε αληθινό
παράδεισο, ίσως τότε η ανθρώπινη ράτσα θα θελήσει να περάσει αυτό
το τελικό σύνορο. Η νανοτεχνολογία θα διευκολύνει κι εδώ πολύ τον
άνθρωπο.
Πρώτα απ' όλα, όμως, πρέπει να αγνοήσουμε την παλιομοδίτικη ιδέα,
που βασίζεται στα παλιά κινέζικα πυροτεχνήματα, όταν θα πρέπει να
εξερευνήσουμε το ηλιακό σύστημα και πιο πέρα με πυραύλους. Αντί να
σκεφτόμαστε δυνατές εκρήξεις που ωθούν ένα διαστημόπλοιο, είναι
καλύτερα να ασχοληθούμε με ασθενέστερες δυνάμεις, όπως το ηλιακό
φως, που θα σπρώχνουν βαθμιαία ένα όχημα σε ολοένα και
μεγαλύτερες ταχύτητες, δηλαδή ένα ηλιακό ιστίο. Πράγματι, η ιδέα του
ηλιακού ιστίου έχει ήδη μελετηθεί από τους διαστημικούς μηχανικούς
της NASA και είναι μια ιδέα που θα γίνει πραγματικότητα μέσω της
νανοτεχνολογίας.
Ακριβώς όπως τα ιστιοφόρα πλοία διέσχιζαν τις θάλασσες επί αιώνες
μεταφέροντας τους επιβάτες τους σε άγνωστες χώρες χρησιμοποιώντας
μόνο τη δύναμη του αέρα, έτσι και τα ηλιακά ιστία θα χρησιμοποιούν
το φως του ήλιου για να διασχίσουν το διάστημα. Αντί όμως για το
καναβάτσο που φτιάχνει τα γήινα ιστία μας, τα ιστία φωτός θα
αποτελούνται από αντανακλαστικά κάτοπτρα. Και αντί να ταξιδεύουν
αποστάσεις μερικών εκατοντάδων χιλιομέτρων, τα ιστιοφόρα φωτός θα
ταξιδεύουν διαστρικές αποστάσεις! Κανονικά κάτι τέτοιο θα
χρειαζόταν χιλιάδες χρόνια αργής επιτάχυνσης, αλλά αν μπορούμε να
δώσουμε στο ιστίο φωτός μια μεγάλη αρχική ώθηση μέσω μιας
συστοιχίας λέιζερ που θα φώτιζαν την επιφάνειά του, θα είχαμε σχεδόν
φωτική ταχύτητα και θα μπορούσαμε έτσι να φτάσουμε στα άστρα (κάτι
ανάλογο με το δυνατό άνεμο που οι πρόγονοί μας συνεχώς
ευχόντουσαν). Αυτά τα υψηλής απόδοσης ιστία θα μοιάζουν με ιστό
αράχνης, με διάμετρο χιλιομέτρων όμως, που θα είναι φτιαγμένος από
ίνες γραφίτη και τα κενά του διαστήματα θα καλύπτονται από
αντανακλαστικά κάτοπτρα με πάχος μικρότερο κι από το πάχος μιας
σαπουνόφουσκας. Η εύθραυστη φύση τους θα απαιτεί να
κατασκευάζονται στο διάστημα και εδώ ακριβώς μπαίνει στη σκηνή η
νανοτεχνολογία. Ακριβώς όπως μεγαλώνει στη γη ένα φύλλο, το ιστίο
θα παίρνει σιγά σιγά μορφή καθώς αμέτρητοι νανοσυναρμολογητές θα
χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για να το χτίσουν και να γεμίσουν
τα διάκενα στη δομή του με πρώτες ύλες που θα προέρχονται από τη γη
ή θα εξορύσσονται από κάποιο κοντινό αστεροειδή.
Το διάστημα που περιβάλλει τη γη, για να μη μιλάμε μόνο για τα
ταξίδια στα άστρα, έχει υπεραρκετό χώρο για την ανάπτυξη της
ανθρώπινης ράτσας. Φαντασθείτε αυτό-αναπαραγόμενα συστήματα
συναρμολογητών ικανά να κατασκευάζουν τεράστιους
περιστρεφόμενους κυλίνδρους, κόσμους ολόκληρους που θα γεμίζουν
με χώμα, ποταμάκια, δάση και άφθονη λιακάδα. Θα είναι
κατασκευασμένοι από ισχυρά υλικά με βάση τον άνθρακα (π.χ.
διαμάντι) και τα όποία ίσως θα εξορύσσονται από αστεροειδείς (αυτά
τα περιφερόμενα στο διάστημα βουνά που το καθένα περιέχει πολύτιμα
μέταλλα αξίας τρισεκατομμυρίων δολαρίων). ’φθονο νερό θα μπορεί να
φτάνει από τους παγωμένους δορυφόρους του Δία, του Ουρανού και
του Κρόνου. Για την κατασκευή αυτών των μεγα-δομών, οι
νανοσυναρμολογητές θα αξιοποιούν την ενέργεια που εκπέμπει ο
ήλιος. Σήμερα, το 99,999999955% αυτής της ενέργειας χάνεται στο
διάστημα.
Και φαντασθείτε ακόμα ότι μια "σφαίρα Dyson" (από το όνομα του
Freeman Dyson ο οποίος υποστήριξε ότι ανώτεροι πολιτισμοί στο
σύμπαν θα πρέπει να την αξιοποιούν) που θα περιέβαλλε τον ήλιο, θα
μπορούσε να συγκεντρώνει κάθε δευτερόλεπτο 1.000 φορές την
ενέργεια που η ανθρώπινη ράτσα παράγει σε ένα χρόνο! Οι αναγκαίες
πρώτες ύλες για μια σφαίρα με τειχώματα πάχους μερικών χιλιοστών,
φτιαγμένα από ηλιακά κάτοπτρα, θα μπορούσαν να βρεθούν από ένα
μόνο αστεροειδή μέσου μεγέθους. Και τα κάτοπτρα αυτά βεβαίως θα
μπορούν να κατασκευαστούν με νανοτεχνολογία.
Οι νανομηχανές έχουν επίσης την ικανότητα να μας βοηθήσουν να
δούμε ακόμα πιο βαθιά στο σύμπαν, επιτρέποντάς μας να
κατασκευάσουμε τηλεσκόπια απίστευτου μεγέθους και απαράμιλλης
ακρίβειας. Με την προσέγγισή της "εκ των κάτω προς τα άνω" και την
ικανότητά της να χτίζει άτομο προς άτομο, η νανοτεχνολογία μπορεί να
μας προσφέρει τέλεια διαστημικά κάτοπτρα με επακριβείς
προδιαγραφές. Και αφού το κάτοπτρο του τηλεσκοπίου θα μπορεί να
περιέχει νανο-κομπιούτερ σε όλα τα σημεία της δομής του, θα μπορεί
να αλλάζει μορφή ανάλογα με τον τρόπο που θερμαίνει ο ήλιος
ορισμένα σημεία του. Ή ακόμα και να αυτο-επισκευάζεται, αν πέσουν
πάνω του μικρομετεωρίτες.
Η αστρονομία και η εξερεύνηση του διαστήματος θα
επαναστατικοποιηθούν λόγω της νανοτεχνολογίας. Οι περισσότεροι
άνθρωποι θα μετακομίσουν σε διαστημικές πόλεις σε γήινη τροχιά ή σε
αποικίες που θα χτιστούν στον ’ρη ή το φεγγάρι. Τα ταξίδια στο
διάστημα θα γίνουν τόσο απλά όσο και τα σημερινά αεροπορικά
ταξίδια όταν η μοριακή βιομηχανική παραγωγή θα φτάσει να
κατασκευάζει ελαφρά και ισχυρά διαστημικά λεωφορεία, ενώ οι
εξελίξεις στα "έξυπνα" υλικά θα οδηγήσουν σε πυραύλους που θα
αλλάζουν αεροδυναμικό σχήμα για να έχουν μεγαλύτερη
αποτελεσματικότητα κατά την εκτόξευση και επιστροφή τους στην
ατμόσφαιρα. Και καθώς οι άνθρωποι θα αρχίσουν να απλώνονται προς
τα άστρα, θα είναι πολλοί εκείνοι που θα απορούν πώς μπορούσαν
τόσο πολλοί άνθρωποι να ζουν τόσο καιρό χωρίς τα δώρα της
νανοτεχνολογίας.
Νανοτεχνολογία και τεχνητή νοημοσύνη
Πόσος καιρός θα χρειαστεί για να πραγματοποιηθούν οι εξελίξεις που
προβλέπει αυτό το άρθρο; Με το σημερινό επίπεδο ανάπτυξης, μερικές
από τις ιδέες που παρουσιάσαμε θα χρειαστούν εκατοντάδες ίσως και
χιλιάδες χρόνια μέχρι να τις πραγματώσουν οι άνθρωποι. Όμως, η
εκτίμηση αυτή αγνοεί την ολοένα και μεγαλύτερη δύναμη της τεχνητής
νοημοσύνης (ΑΙ), η οποία θα αλλάξει δραστικά τον τρόπο με τον οποίο
αντιμετωπίζουμε τις τεχνικές ανακαλύψεις.
Σήμερα, γίνεται ραγδαία πρόοδος στον τομέα της μηχανικής
νοημοσύνης. Αν και από πολύ καιρό οι κομπιούτερ θεωρούνται απλές
υπολογιστικές μηχανές, ικανές μόνο για επαναληπτική εργασία, οι
ερευνητές της ΑΙ υποστηρίζουν ότι οι κομπιούτερ μπορούν να γίνουν
έξυπνοι και παρουσιάζουν κομπιούτερ που μπορούν να νικήσουν
ακόμα και μεγάλους πρωταθλητές του σκακιού. Οι μηχανές με την
ικανότητα να μαθαίνουν και να οργανώνουν τη γνώση θα γίνονται όλο
και πιο κοινές, ενώ ο αυτοματισμός θα επιταχύνει την ανάπτυξη των
νανομηχανών πολύ περισσότερο απ' όσο θα μπορούσαν οι ανθρώπινες
ομάδες μηχανικών. Θα φτάσουμε στο σημείο όπου οι κομπιούτερ θα
σχεδιάζουν κομπιούτερ, κατασκευάζοντας όλο και καλύτερα
συστήματα σε κάθε γενεά. Και κάποια στιγμή, θα γίνει η απόπειρα να
πραγματοποιηθεί ο έσχατος στόχος της κατασκευής ενός κομπιούτερ
που θα προσομοιώνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Όπως το φωτοτυπικό
μηχάνημα, που μπορεί να μεταφέρει λέξεις από χαρτί σε χαρτί χωρίς να
τις καταλαβαίνει, έτσι και οι νευροβιολόγοι θα αντιγράψουν τη δομή
του εγκεφάλου χωρίς να κατανοούν τη γενική του οργάνωση. Οι
εξελιγμένες νανομηχανές και η νανοηλεκτρονική θα απομιμηθούν τη
συμπεριφορά των συνάψεων, μόνο που αυτό θα γίνει ένα εκατομμύριο
φορές ταχύτερα. Επειδή κάθε σύναψη του εγκεφάλου μας είναι κάτι
πολύ περισσότερο από ένα κλειστό-ανοιχτό διακόπτη και στην
πραγματικότητα μεταβάλλει τη δομή της με τη διαδικασία μάθησης,
κάθε τεχνητή σύναψη θα περιβάλλεται από νανο-κομπιούτερ που θα
λένε στο νανομηχανισμό πώς να προσαρμόσει το διακόπτη ανάλογα με
την επιθυμητή απόκριση. Και αν ένα κυβικό εκατοστό φαίνεται πάρα
πολύ μικρός χώρος για ένα κομπιούτερ τέτοιας πολυπλοκότητας,
σκεφθείτε ότι μιλάμε για ένα χώρο 1012 φορές μεγαλύτερο από το
νανο-κομπιούτερ που περιγράψαμε προηγουμένως!
Το μήλο του Παραδείσου δεν είναι ποτέ αθώο
Απ' ό,τι φαίνεται, η νανοτεχνολογία μπορεί να προσφέρει στον
άνθρωπο ασύγκριτα δώρα και γι' αυτό ο άνθρωπος δεν πρέπει να
αφήσει τη δυνητικά καταστρεπτική της δύναμη να σβήσει όλα όσα
μπορούν να κερδηθούν. Οι επιπτώσεις από τη χρήση της
νανοτεχνολογίας για επιθετικούς σκοπούς είναι πολύ πιο απειλητικές
από οποιοδήποτε προηγούμενο όπλο και γι' αυτό πρέπει συνεχώς να
ελέγχονται. Η μοριακή βιομηχανική παραγωγή επιτρέπει να
κατασκευάζονται όπλα πολύ ταχύτερα απ' όσο είναι σήμερα δυνατό,
αλλά πολύ πιο τρομαχτική είναι η προοπτική για την ανάπτυξη
προγραμματιζόμενων νανομηχανικών "μικροβίων" για ανορθόδοξο
πόλεμο. Η πιθανότητα παγκόσμιας καταστροφής υπάρχει επίσης, αν
σκεφθεί κανείς τις επιπτώσεις ανεξέλεγκτων νανομηχανών που θα
καταβροχθίζουν τις οργανικές ύλες σε ολόκληρη τη γη. Η αλήθεια είναι
πως η νανοτεχνολογία σε λάθος χέρια θα μπορούσε να έχει
καταστροφικές επιπτώσεις, αλλά ακόμα και οι υπεύθυνοι άνθρωποι που
θα την εφαρμόζουν για επωφελείς σκοπούς πρέπει να προσέχουν πολύ
για τους πιθανούς κινδύνους.
Αρχικά βέβαια, η νανοτεχνολογία θα είναι μια τεχνική πρόκληση πολύ
πιο ενδιαφέρουσα από την πιθανή πολεμική της χρήση. Η
νανο-τρομοκρατία δεν θα είναι εφικτή για πολλά χρόνια, έως ότου η
γνώση κατασκευής νανοσυναρμολογητών γίνει πιο προσιτή. Παρ' όλα
αυτά, για να αποτραπεί η καταστρεπτική δύναμη της νανοτεχνολογίας
από ισχυρά κράτη, είναι αναγκαίο να τεθούν εξ αρχής ορισμένοι
περιοριστικοί κανονισμοί. Αν δοθεί αρκετός χρόνος για να
πραγματοποιηθούν όλες οι ειρηνικές εφαρμογές της, τότε υπάρχει η
ελπίδα να είμαστε σε θέση να αποτρέψουμε οποιαδήποτε επιθετική
ενέργεια. Από την άλλη πλευρά, για να προληφθούν ατυχήματα, όπως
οι ανεξέλεγκτοι συναρμολογητές στο παραπάνω σενάριο, θα πρέπει να
ενσωματωθούν προληπτικοί μηχανισμοί σε όλους τους
ΚΑΛΩΣ ΗΡΘΑΤΕ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΤΗΣ ΑΠΙΣΤΕΥΤΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΟΥ ΕΙΚΟΣΤΟΥ ΠΡΩΤΟΥ ΑΙΩΝΑ.
Τα πάντα στην ύλη αποτελούνται από μόρια και άτομα τα οποία και αυτά με την σειρά τους, αποτελούνται από άλλα μικρότερα υποατομικά σωματίδια.Η ίδια η συγκρότηση στην ύλη και συνεργασία των σωματιδίων συντελείται και στους ζωντανούς οργανισμούς,αποτέλεσμα του οποίου είναι ο άνθρωπος.
Η υπερτεχνολογία των νανορομπότ είναι η κατασκευή πανέξυπνων μηχανών ρομπότ, με απίστευτες διαστάσεις ενός εκατομμυριοστού ή δισεατομμυριοστού του μέτρου, οι οποίες διαθέτουν ειδικούς νανουπερυπολογιστές.Αυτοί έχουν απίστευτη πυκνότητα αποθήκευσης στοιχείων.Αυτά λοιπόν μπορούν να μπουν στο ανθρώπινο σώμα και να κατασκευάσουν ή να αναπλάσουν ένα ή περισσότερα ζωτικά όργανα.Τι θα λέγατε για μια καινούργια καρδιά στην ηλικία των 50,δεν θα ήταν καλή ιδέα;
Η γήρανση άσχετα με τον παράγοντα που την προκαλεί, έχει σαν απότέλεσμα τη φθορά των ζωτικών οργάνων και την οξείδωση των κυττάρων. Με συνέπεια την σταδιακή κατάρευση όλων των συστημάτων και με φυσικό επακόλουθο τον θάνατο.
Ο οργανισμός βέβαια προσπαθεί να διορθώνει τις βλάβες μέχρι και την τελευταία στιγμή, αλλά δυστυχώς ο αριθμός των κυττάρων που υπάρχει δεν επαρκεί.Και τούτο διότι κάποια στιγμή οι βλάβες πολλαπλασιάζονται με τέτοια πρόοδο, όπου όλες οι προσπάθειες καταλήγουν μάταιες.
Τα ειδικά νανορομπότ μπορούν να συναρμολογούν διάφορα όργανα του σώματος, τα οποία έχουν υποστεί βλάβη ή ακόμα και καταστροφή.Η εκπληκτική αποστολή τους είναι να κτίζουν και να επαναδομούν.Η εποχή της γήρανσης τελειώνει, οι αρρώστιες και ο θάνατος θα πάψουν να υφίστανται.Τα πάντα θα κατασκευάζονται μόριο προς μόριο και ο άνθρωπος δεν θα γερνάει ποτέ.
Βέβαια μιλάμε για μια βιοτεχνολογία η οποία αυτή την στιγμή είναι στα χέρια των λίγων.Όμως η νέα εποχή ήρθε και βρίσκεται προ των πυλών.Η νανοτεχνολογία είναι ένα από τα θαύματα που θα αλλάξουν εντελώς τον κόσμο τα επόμενα χρόνια.
Προτού αποπειραθεί κανείς να προβλέψει τα θαυμαστά πράγματα που
μπορεί να πραγματοποιήσει για μας η νανοτεχνολογία - στους
κομπιούτερ, στην ιατρική, στις πρώτες ύλες, στην εξερεύνηση του
διαστήματος -- πρέπει να αντιληφθεί τα όσα δεν μπορεί να κάνει η
νανοτεχνολογία. Η φύση επιβάλλει πάντοτε ορισμένα φυσικά όρια σε
όλες τις τεχνολογίες και από τον κανόνα αυτό δεν μπορεί να εξαιρεθεί
η νανοτεχνολογία. Αν και υπάρχουν άνθρωποι που προβλέπουν πολλές
θαυμαστές εξελίξεις μέσω της νανοτεχνολογίας, δεν θα λείψουν ποτέ κι
αυτοί που προβάλλουν λαθεμένους ισχυρισμούς για το τι είναι ικανή η
νανοτεχνολογία, αυτοί που κάνουν λάθη, καθώς και εκείνοι που
συνειδητά εξαπατούν τον κόσμο.
Ορισμένα προβλήματα βρίσκονται πέρα από τις δυνατότητες της
νανοτεχνολογίας. Εφ' όσον ο άνθρωπος έχει εξαφανίσει πολλά είδη,
ένας μεγάλος όγκος γενετικών πληροφοριών έχει χαθεί δια παντός,
ίσως πέρα από το σημείο που θα μας επιτρέψει ποτέ να τα
ξαναφέρουμε στη ζωή ανακαλύπτοντας πάλι τα χαμένα γονίδιά τους.
Και όσο και αν η νανοτεχνολογία θα φέρει επανάσταση στη γεωργία,
έχοντας τη δυνατότητα να προσφέρει σε όλους επαρκή τρόφιμα, τα
αποθέματα της γης είναι περιορισμένα. Και αν ο ανθρώπινος
πληθυσμός συνεχίσει να αναπτύσσεται υπερβολικά λόγω της καλύτερης
ιατρικής και του μεγαλύτερου μέσου όρου ζωής, οι άνθρωποι θα
αναγκαστούν να καταφύγουν στο διάστημα όπου οι πόροι και ο χώρος
είναι άφθονοι. Η νανοτεχνολογία μπορεί να μας φέρει πιο κοντά από
ποτέ στα όρια που μας επιβάλλει η φύση, αλλά δεν μπορεί να αλλάξει
αυτά τα όρια.
Η μεταμόρφωση της Γης
Σκεφθείτε προς στιγμή ένα δέντρο, που μεγαλώνει σιωπηλά και
αθόρυβα σε ένα δάσος. Προσλαμβάνει νερό και ηλιακή ενέργεια για
καύσιμα και αποδίδει νερό και οξυγόνο σαν απόβλητα. Αυτό που
ξεκίνησε σαν ένας μικρός σπόρος ο οποίος περιέκλειε το γενετικό
πρόγραμμα για την ανάπτυξη του δέντρου, τώρα απλώνεται και
καταλαμβάνει έκταση όσο ένα σπίτι. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι η
φύση γνωρίζει καλά νανοτεχνολογία. Τα κύτταρα του δέντρου είναι οι
αναπαραγωγικοί συναρμολογητές της, που μιτώνονται αδιάκοπα βάσει
οδηγιών από το DNA -- μια προσέγγιση εκ των κάτω προς τα άνω που
χρησιμοποιείται σε όλα τα "εργοστάσια" της φύσης.
Η ρύπανση θα είναι μια μέρα ένα γεγονός του παρελθόντος με την
ανάδυση της νανοτεχνολογίας. Το σημερινό πλιάτσικο στους πόρους
του πλανήτη και η εξαπόλυση βλαβερών υποπροϊόντων στη βιόσφαιρα
θα φαίνονται σαν μια επαίσχυντη περίοδος της ανθρώπινης ιστορίας. Η
σημερινή προσέγγιση της βιομηχανία εκ των άνω προς τα κάτω (π.χ.
κοπή δέντρων για ξυλεία ή εξόρυξη μετάλλων) θα αντικατασταθεί από
τη μοριακή βιομηχανική παραγωγή, δηλαδή από την ιδέα ότι μπορούμε
να κατασκευάσουμε ένα αντικείμενο από τα συστατικά του μόρια. Εφ'
όσον γνωρίζουμε τα μοριακά δομικά στοιχεία των περισσότερων υλών,
όπως του ξύλου ή του χάλυβα, μπορούμε να τα κατασκευάζουμε μόριο
προς μόριο και επιπλέον να τα κάνουμε πιο ανθεκτικά και πιο ελαφρά
από τα ανάλογά τους στη φύση. Με τη δύναμή της να ελέγχει την ύλη,
η μοριακή βιομηχανική παραγωγή θα κατασκευάζει ύλες με σχέση
βάρους-αντοχής εκατό φορές ισχυρότερη από το χάλυβα, ενδεχομένως
από καθαρό διαμάντι. Και όσο η ηλιακή ενέργεια της εποχής της
νανοτεχνολογίας θα γίνεται πιο φτηνή και πιο αποτελεσματική, η
βιομηχανική διαδικασία θα χρησιμοποιεί μόνο καθαρή ενέργεια και θα
αποδίδει αβλαβή υποπροϊόντα, όπως νερό και οξυγόνο, ακριβώς σαν τα
δέντρα της φύσης.
Μέχρι να καθαρίσουμε τη ζημιά που έχουμε ήδη κάνει, θα χρειαστεί να
ζήσουμε για λίγο από τα σκουπίδια μας. Εφ' όσον οι περισσότερες ύλες
έχουν κατασκευαστεί από άνθρακα, όπως πολυμερή του μαλλιού,
πολυεστέρες, ξύλο και νάυλον, καθώς και από δομικά υλικά όμως το
διαμάντι, η νανοτεχνολογία θα βασιστεί πολύ στο άφθονο αυτό
στοιχείο. Πράγματι, η "εξόρυξη" των 300 δισεκατομμυρίων τόνων
διοξειδίου του άνθρακα που έχουν εκπεμφθεί στην ατμόσφαιρα από τον
καιρό της βιομηχανικής επανάστασης θα προσφέρει αρκετό άνθρακα
για να χτιστούν με νανοτεχνολογικές μεθόδους ανθεκτικά και ελαφρά
σπίτια για κάθε οικογένεια σε ένα συνολικό πληθυσμό 10
δισεκατομμυρίων ανθρώπων. Μάλιστα, θα περισσέψει και το 95% απ'
αυτό το διοξείδιο, οπότε μπορεί να φανταστεί κανείς και τις άπειρες
ακόμα διευκολύνσεις που μπορούν να παραχθούν χωρίς να χρειαστεί
ούτε καν να αγγίξουμε την επιφάνεια της γης!
Αφού καθαρίσει την από πολλού μολυσμένη ατμόσφαιρα, η ανθρώπινη
ράτσα θα μπορεί να δουλέψει για την αποκατάσταση των εδαφών και
των υδάτων στη φυσική τους κατάσταση. Εκεί που υπήρχαν εργοστάσια
του 20ού αιώνα και μόλυναν τα γύρω εδάφη με τοξικά χημικά, θα
υπάρχει πάλι χλόη και δάση. Εκεί που υπήρχαν μολυσμένες λίμνες,
ακατάλληλες για ψάρεμα ή κολύμπι τις ζεστές καλοκαιρινές μέρες, θα
υπάρχουν πάλι κρυστάλλινα νερά, ανέγγιχτα από βιομηχανικά
απόβλητα. Τα οράματα αυτά μπορούν να γίνουν πραγματικότητα με
νανομηχανές που θα έχουν την ικανότητα να συλλαμβάνουν τα τοξικά
μόρια και να τα μετατρέπουν σε ακίνδυνα στοιχεία, κάτι που είναι
ανέφικτο σήμερα. Και όταν θα ολοκληρωθεί αυτή η απορρύπανση, η γη
θα παραμείνει πλέον σ' αυτή την κατάσταση με την καθαρή μοριακή
βιομηχανική διαδικασία.
Για να αντιστρέψουμε την καταστροφή του περιβάλλοντος
Τα παραδείγματα αυτά, καθώς και άλλα που θα ακολουθήσουν,
συστηματικά αποκαλύπτουν ότι η νανοτεχνολογία θα είναι
αποτελεσματική, καθαρή και επακριβής, πράγμα αναμενόμενο όταν θα
έχουμε έλεγχο πάνω στην ύλη στη μικρότερη δυνατή κλίμακα. Η
σημερινή γεωργία είναι ένα από τα σαφέστερα παραδείγματα σπάταλης,
ρυπαντικής και αναποτελεσματικής επιχείρησης, που η νανοτεχνολογία
μπορεί να αντιστρέψει. Τα συνθετικά λιπάσματα, τα ζιζανιοκτόνα και
τα εντομοκτόνα ρυπαίνουν το έδαφος και τα νερά σε μια προσπάθεια
να ταϊστεί ένας αυξανόμενος πληθυσμός ενώ η πείνα συνεχίζεται. Τα
δάση καταστρέφονται με απειλητικούς ρυθμούς, ολόκληρα
οικοσυστήματα χάνονται, ιδίως στα πλούσια σε ζωή υγρά δάση. Με τη
νανοτεχνολογία, θερμοκήπια που θα αστυνομεύονται από
"νανο-μυγοπαγίδες" θα μπορούσαν να κάνουν αχρείαστα τα
εντομοκτόνα και τα φυτά θα μπορούσαν να έχουν όλες τις αναγκαίες
θρεπτικές ουσίες, συνθήκες δηλαδή που λείπουν από το εξωτερικό
ανεξέλεγκτο περιβάλλον. Τα φυτά θα μπορούν να ζουν στη μεγάλη
υγρασία, την ομοιόμορφη θερμοκρασία και την πλούσια σε διοξείδιο
του άνθρακα ατμόσφαιρα των μοριακά κατασκευασμένων
θερμοκηπίων, κάνοντας τα τρόφιμα του μέλλοντος πολύ πιο φτηνά από
σήμερα. Με τα θερμοκήπια αυτά, κάθε άτομο θα χρειάζεται μόλις 250
τετραγωνικά μέτρα για την παραγωγή της τροφής του επί ένα χρόνο και
έτσι το 97% της σημερινής καλλιεργούμενης γης θα μπορεί να
επιστρέψει στη φύση. Χρησιμοποιώντας ένα μικρό τμήμα της γης τους
για την καλλιέργεια τροφίμων, οι αγρότες θα ανακαλύψουν ότι είναι
προς το συμφέρον τους να μετατρέψουν την υπόλοιπη γη σε πάρκο ή
παρθένα φύση.
Σήμερα, καθώς τα δάση καίγονται και καταστρέφονται, πολύτιμη
βιοποικιλία και γενετικές πληροφορίες χάνονται και το προϊόν
εκατομμυρίων χρόνων εξέλιξης εξαφανίζεται. Είναι τραγική η ιστορία
των ειδών που καταστράφηκαν στα υγρά δάση, αλλά τα λίγα τυχερά
είδη που τα γονίδιά τους έχουν διατηρηθεί θα βρουν μέσα από τη
νανοτεχνολογία τη δυνατότητα να επανέλθουν. Είναι γνωστό από παλιά
ότι τα γονίδια μπορούν να επιβιώσουν πολλά χρόνια στο αποξηραμένο
δέρμα, τα κόκαλα, τα κέρατα και το τσόφλι των αυγών, αλλά η
σημερινή τεχνολογία είναι ανίκανη να κάνει κάτι μ' αυτή τη γνώση.
Παρ' όλα αυτά, υπάρχει το πρόγραμμα "ΒιοΑρχείο" που συγκεντρώνει
βιολογικά δείγματα για μελλοντική αποκατάσταση ειδών, για την
εποχή που οι τεχνικές χειρουργικής των κυττάρων και μοριακής
επισκευής θα μας επιτρέψουν να μεταμορφώσουμε το αδρανές DNA σε
ζωντανά πλάσματα πάλι.
Απειροελάχιστοι σε μέγεθος κομπιούτερ
Ένας προφανής τρόπος όταν σκεφτόμαστε το πολύ μικρό είναι να
σμικρύνουμε το μέγεθος και το κόστος των κομπιούτερ και να
πολλαπλασιάσουμε την ταχύτητα λειτουργίας τους. Η σημερινή
τεχνολογία βασίζεται στη χάραξη καναλιών πάνω σε σιλικόνη ώστε να
μπορούν να ανοίγουν και να κλείνουν μικροσκοπικοί ηλεκτρονικοί
διακόπτες, δηλαδή η βάση του ψηφιακού κώδικα που αντιπροσωπεύει
ό,τι αντιλαμβάνεται ο κομπιούτερ. Οι αυριανοί νανο-κομπιούτερ θα
έχουν μοριακούς διακόπτες, ή λογικές ράβδους, που θα
αντικαταστήσουν το σημερινό ηλεκτρονικό είδος (στην αρχή, μάλλον).
Οι ράβδοι θα γίνονται από καρβύνη, μια αλυσίδα ατόμων άνθρακα που
συνδέονται με διπλούς και τριπλούς δεσμούς, και ανάλογα με τη θέση
τους θα έχουν τιμή 0 ή 1. Έστω και αν η κίνηση των μετακινούμενων
ράβδων είναι 100.000 φορές αργότερη από την κίνηση των
ηλεκτρονικών διακοπτών, τα μηχανικά μηνύματα θα πρέπει να
ταξιδέψουν μόνο το ένα εκατομμυριοστό της απόστασης, γεγονός που
αποβαίνει υπέρ των μηχανικών νανο-κομπιούτερ. Ένας απλός
νανο-κομπιούτερ θα χωράει σε ένα κύβο 100 φορές μικρότερο από ένα
κυβικό μικρόν και μια πιο σύνθετη εκδοχή του με αποθηκευτικό χώρο
megabytes θα χωράει σε ένα κουτί με πλευρά ενός μικρόν (μέγεθος
βακτηριδίου!) Η διαφορά μεγέθους ανάμεσα στους σημερινούς
κομπιούτερ και τους αυριανούς νανο-κομπιούτερ είναι πολύ πιο μεγάλη
από τη διαφορά ανάμεσα στα πρώτα συστήματα με ανοδικές λυχνίες
και μέγεθος δωματίου και τους σημερινούς κομπιούτερ.
Εντούτοις, οι μηχανικοί αυτοί νανο-κομπιούτερ που μόλις
περιγράψαμε, αν και πολύ ταχύτεροι από τους ηλεκτρονικούς
κομπιούτερ της δεκαετίας μας, θα φαίνονται σαν άγαρμπες μηχανικές
σακαράκες μπροστά στους ηλεκτρονικούς νανο-κομπιούτερ του
μέλλοντος, που θα βασίζουν τη λειτουργία τους σε κβαντικά
φαινόμενα. Πράγματι, όταν θα έχουμε την τεχνολογία να
κατασκευάζουμε νανο-κομπιούτερ, πιθανότατα θα έχουμε φτάσει πέρα
από τη μηχανική εκδοχή τους. Και ενώ οι ηλεκτρικοί νανο-κομπιούτερ
θα αποτελούν το αποκορύφωμα της ταχύτητας και ισχύος, τίποτα δεν
θα εμποδίζει τους μελλοντικούς μηχανικούς να τοποθετούν
τρισεκατομμύρια τέτοιους κομπιούτερ σε ένα χώρο όχι μεγαλύτερο από
ένα σημερινό μικροτσίπ. Για την αποθήκευση των στοιχείων θα
μπορούμε ίσως να χρησιμοποιούμε την "ατομική ταινία", δηλαδή μια
αλυσίδα ατόμων που θα αντιπροσωπεύουν το 0 και το 1, που με
εκπληκτική πυκνότητα πληροφοριών θα επιτρέπει θαύματα όπως οι
"βιβλιοθήκες τσέπης".
Ιατρικές μηχανές με μέγεθος βακτηριδίου!
Από τη σκοπιά των κυττάρων, η σημερινή χειρουργική φαίνεται
εντελώς βαρβαρική: Μια τεράστια λεπίδα κόβει περνώντας από ένα
πλήθος κυττάρων και σκοτώνοντας χιλιάδες. Κατόπιν ένα χοντρό
καλώδιο σέρνεται πάνω στην πληγή για να ράψει τη ζημιά
υποχρεώνοντας τα κύτταρα να εγκαταλείψουν τους νεκρούς τους και να
πολλαπλασιαστούν, ώστε να λάβει χώρα η επούλωση. Φαντασθείτε
τώρα, πάντοτε από τη σκοπιά των κυττάρων, τη χορήγηση ενός
φαρμάκου σε ασθενή. Τα μόρια του φαρμάκου χτυπάνε δεξιά και
αριστερά παντού έως ότου βρουν και ταιριάσουν στο μόριο που είναι ο
στόχος τους. Η αναγνώριση του στόχου γίνεται με την "αφή". Έχοντας
αυτά κατά νου, σκεφθείτε τώρα τι μπορεί να γίνει με μια μοριακή
μηχανή που μπορεί να νιώσει, να σχεδιάσει και να ενεργήσει σ' αυτό το
επίπεδο, εξοπλισμένη με ένα νανο-κομπιούτερ που περιέχει στοιχεία
για τη δομή όλων των υγιών ιστών. Μπορούν έτσι να κατασκευαστούν
επισκευαστικές μηχανές με μέγεθος βακτηριδίου που θα μπαίνουν και
θα βγαίνουν από τα κύτταρα, θα καταστρέφουν τους εισβολείς στα
αιμοφόρα αγγεία και θα μπορούν να ελέγχουν ακόμα και το DNA για
λάθη!
Για να περιγράψουμε τον απλούστερο τύπο αυτών των "μηχανών
θεραπείας", όπως τις έχει βαφτίσει ο πρωτοπόρος της νανοτεχνολογίας
Eric Drexler, φαντασθείτε ένα "νανο-υποβρύχιο" που ταξιδεύει στα
αιμοφόρα αγγεία του αίματος, απορροφώντας γλυκόζη και οξυγόνο για
την ενέργεια που χρειάζονται οι δύο προπέλες του. Δεν υπάρχει ανάγκη
για οποιοδήποτε σύστημα καθοδήγησης, επειδή οι αισθητήρες στην
πλώρη του θα το οδηγούν σε μια διαφορετική κατεύθυνση αν
προσκρούσει σε κάτι. Το υποβρύχιο δεν χρειάζεται να πάει προς
οποιαδήποτε κατεύθυνση, επειδή ο σκοπός του είναι να καταστρέψει
οποιοδήποτε εχθρικό βακτηρίδιο ή ιό βρει στο δρόμο του. Θα είναι σε
θέση να διασπά και να διαλύει οτιδήποτε για το οποίο έχει
προγραμματιστεί ο νανο-κομπιούτερ του. Ένας στόλος τέτοιων
νανο-υποβρυχίων θα μπορούσε βεβαίως να καθαρίσει το σώμα από
οποιαδήποτε βλαβερά σωματίδια.
Σε ένα υψηλότερο επίπεδο πολυπλοκότητας βρίσκονται οι μηχανές
επισκευής κυττάρων. Σήμερα, όταν ένα κύτταρο υποστεί βλάβη, οι
γιατροί καταφεύγουν σε μόρια φαρμάκων και στην ικανότητα του
κυττάρου να αυτό-επισκευάζεται, έστω και αν η διαδικασία αυτή δεν
αποκαθιστά πάντοτε την υγεία του ασθενούς. Με τις μελλοντικές
νανομηχανές, η επισκευή στα μικρότερα συστατικά μέρη του κυττάρου
θα επιτρέπει στους μελλοντικούς γιατρούς την αποκατάσταση ακόμα
και των κυττάρων που έχουν γίνει αδρανή λόγω βλάβης. Οι μηχανές
αυτές θα είναι σε θέση να φτάσουν στη ρίζα του προβλήματος και
κυριολεκτικά να αναδομούν μόρια εντός του κυττάρου.
Για να εννοήσετε την κλίμακα αυτών των θαυμάτων, κάντε στο
κύτταρο μια μεγέθυνση που θα επιτρέπει στα άτομα να φαίνονται
μεγάλα σαν βότσαλα. Στην κλίμακα αυτή, το κύτταρο θα έχει διάμετρο
ενός χιλιομέτρου και η μηχανή επισκευής, που καταλαμβάνει το ένα
εκατομμυριοστό του όγκου του κυττάρου, θα έχει το μέγεθος ενός
τριώροφου σπιτιού. Κάθε μηχανή έχει το δικό της νανο-κομπιούτερ
που περικλείει περισσότερες πληροφορίες από το DNA των κυττάρων
σε ένα χώρο με μέγεθος μικρού φορτηγού, ενώ τα μικρότερα
εξαρτήματα της μηχανής φτάνουν στο μέγεθος της άκρης του δαχτύλου
σας. Ένας αριθμός τέτοιων επισκευαστικών μηχανών θα συνδέονται με
ένα μεγαλύτερο κομπιούτερ που θα έχει το ύψος ενός κτιρίου 30
ορόφων και το πλάτος ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου.
Μπορούμε να διορθώνουμε τη φύση;
Λαμβάνοντας υπ' όψη μας ότι το ανθρώπινο σώμα περιλαμβάνει
περίπου δέκα χιλιάδες δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων δομές
πρωτεΐνης, που όλες τους είναι τμήμα μιας εξαιρετικά πολύπλοκης
μηχανής που φέρει τη ζωή, θα μπορούν οι μελλοντικές επισκευαστικές
μηχανές να βελτιώσουν σημαντικά αυτό που έχει πετύχει η φύση μέσω
της εξέλιξης; Οι πρώτες επισκευαστικές μηχανές κυττάρων κατά πάσα
πιθανότητα θα είναι πολύ ειδικευμένες. Θα εισέρχονται σε ένα
κύτταρο, θα εξετάζουν τη δραστηριότητα μέσα του και θα διορθώνουν
ένα μόνο τύπο προβλήματος, όπως επί παραδείγματι μια ενζυμική
έλλειψη ή κάποιο απλό είδος βλάβης του DNA. Όσο όμως η
τεχνολογία αυτή θα εξελίσσεται, οι μηχανές θα γίνουν ικανές να
επισκευάζουν διακοπές και λανθασμένους συνδέσμους στο DNA,
διορθώνοντας ουσιαστικά λάθη στην αλληλουχία της αλυσίδας του
DNA με τη χρήση σωστών αντιγράφων από πολλά άλλα κύτταρα σαν
υπόδειγμα. Για να πραγματοποιήσει άλλες λειτουργίες, ο
νανο-κομπιούτερ της μηχανής θα πρέπει να έχει πληροφορίες για το τι
διαφοροποιεί ένα υγιές κύτταρο από ένα προσβεβλημένο.
Αν στόχος είναι ένα συγκεκριμένο μόριο, η μηχανή θα χρειάζεται ένα
μηχανισμό "αναγνώρισης" μορίων, ακριβώς όπως τα αντισώματα
αναγνωρίζουν τις πρωτεΐνες δια της αφής. Και εδώ, θα χρειαστεί η
αξιοποίηση των τεράστιων πληροφοριακών αποθεμάτων που θα έχει
στη διάθεσή της από το νανο-κομπιούτερ για να μπορεί να διαβάσει
γρήγορα την αλληλουχία αμινοξέων και να διακρίνει ανάμεσα στις
περίπου 100.000 διαφορετικές ανθρώπινες πρωτεΐνες. Η δύναμη των
νανο-κομπιούτερ θα είναι τέτοια ώστε στο χρόνο που χρειάζεται ένα
τυπικό ένζυμο για να αλλάξει ένα δεσμό, ο κομπιούτερ θα έχει
πραγματοποιήσει πάνω από χίλια υπολογιστικά βήματα! Είναι φανερό
ότι οι κατασκευασμένες από τον άνθρωπο μηχανές επισκευής θα
νικήσουν σε ταχύτητα τις μοριακές μηχανές της φύσης. Θα μπορούν
όμως να ξεπεράσουν την ικανότητα της φύσης να αντιμάχεται τις
ασθένειες και τα δηλητήρια στο σώμα; Ναι, μέσω της ικανότητας να
θεραπεύουν ακόμα και άγνωστες ασθένειες. Εφ' όσον υπάρχουν πολλοί
περισσότεροι τρόποι να είναι άρρωστο το ανθρώπινο σώμα παρά υγιές,
αν οι ερευνητές μάθουν να περιγράφουν λεπτομερειακά κάθε όργανο
στην υγιή του κατάσταση, τότε οι νανο-επισκευαστές θα χρειάζεται
μόνο να ψάξουν για αποκλίσεις από αυτή την περιγραφή για να
μπορούν να αποκαταστήσουν την υγιή κατάσταση. Ούτε όμως ο
πολύπλοκος ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να εξαιρεθεί από τη δύναμη
των επισκευαστικών νανομηχανών. Η επισκευή συγκεκριμένων
συνάψεων των νευρικών κυττάρων δεν θα είναι και τόσο πολύπλοκη,
εφ' όσον η δομή τους είναι ήδη γνωστή, και κάποια στιγμή θα γίνει
δυνατό να χαρτογραφηθεί ολόκληρος ο ανθρώπινος εγκέφαλος.
Η νανοτεχνολογία προφανώς θα επαναστατικοποιήσει την ιατρική,
προσφέροντας στους ανθρώπους τη δυνατότητα να παρατείνουν τη ζωή
τους. Εφ' όσον ο θάνατος θεωρείται μια ασθένεια που προέρχεται από
προβληματικούς μοριακούς μηχανισμούς, χημικές ανισορροπίες και
μπερδεμένες δομές, δηλαδή από προβλήματα που εμπίπτουν στη
σφαίρα των επισκευαστικών νανομηχανών, η αποκατάσταση της υγείας
και της νεότητας φαίνεται δυνατή. Ας ελπίσουμε ότι ο άνθρωπος θα
αξιοποιήσει σωστά τον επιπλέον χρόνο που θα κερδίσει.
Διαστημικές χρήσεις: Από το απείρως μικρό στο απείρως μέγα
Πώς είναι δυνατό οι μικροσκοπικές αυτές μηχανές νανομετρικής
κλίμακας να δώσουν στον άνθρωπο τη δυνατότητα να φτάσει στην
κλίμακα των ετών φωτός και πιο πάνω; Οταν θα πραγματοποιηθεί η
νανοτεχνολογική επανάσταση και θα μεταμορφώσει τη γη σε αληθινό
παράδεισο, ίσως τότε η ανθρώπινη ράτσα θα θελήσει να περάσει αυτό
το τελικό σύνορο. Η νανοτεχνολογία θα διευκολύνει κι εδώ πολύ τον
άνθρωπο.
Πρώτα απ' όλα, όμως, πρέπει να αγνοήσουμε την παλιομοδίτικη ιδέα,
που βασίζεται στα παλιά κινέζικα πυροτεχνήματα, όταν θα πρέπει να
εξερευνήσουμε το ηλιακό σύστημα και πιο πέρα με πυραύλους. Αντί να
σκεφτόμαστε δυνατές εκρήξεις που ωθούν ένα διαστημόπλοιο, είναι
καλύτερα να ασχοληθούμε με ασθενέστερες δυνάμεις, όπως το ηλιακό
φως, που θα σπρώχνουν βαθμιαία ένα όχημα σε ολοένα και
μεγαλύτερες ταχύτητες, δηλαδή ένα ηλιακό ιστίο. Πράγματι, η ιδέα του
ηλιακού ιστίου έχει ήδη μελετηθεί από τους διαστημικούς μηχανικούς
της NASA και είναι μια ιδέα που θα γίνει πραγματικότητα μέσω της
νανοτεχνολογίας.
Ακριβώς όπως τα ιστιοφόρα πλοία διέσχιζαν τις θάλασσες επί αιώνες
μεταφέροντας τους επιβάτες τους σε άγνωστες χώρες χρησιμοποιώντας
μόνο τη δύναμη του αέρα, έτσι και τα ηλιακά ιστία θα χρησιμοποιούν
το φως του ήλιου για να διασχίσουν το διάστημα. Αντί όμως για το
καναβάτσο που φτιάχνει τα γήινα ιστία μας, τα ιστία φωτός θα
αποτελούνται από αντανακλαστικά κάτοπτρα. Και αντί να ταξιδεύουν
αποστάσεις μερικών εκατοντάδων χιλιομέτρων, τα ιστιοφόρα φωτός θα
ταξιδεύουν διαστρικές αποστάσεις! Κανονικά κάτι τέτοιο θα
χρειαζόταν χιλιάδες χρόνια αργής επιτάχυνσης, αλλά αν μπορούμε να
δώσουμε στο ιστίο φωτός μια μεγάλη αρχική ώθηση μέσω μιας
συστοιχίας λέιζερ που θα φώτιζαν την επιφάνειά του, θα είχαμε σχεδόν
φωτική ταχύτητα και θα μπορούσαμε έτσι να φτάσουμε στα άστρα (κάτι
ανάλογο με το δυνατό άνεμο που οι πρόγονοί μας συνεχώς
ευχόντουσαν). Αυτά τα υψηλής απόδοσης ιστία θα μοιάζουν με ιστό
αράχνης, με διάμετρο χιλιομέτρων όμως, που θα είναι φτιαγμένος από
ίνες γραφίτη και τα κενά του διαστήματα θα καλύπτονται από
αντανακλαστικά κάτοπτρα με πάχος μικρότερο κι από το πάχος μιας
σαπουνόφουσκας. Η εύθραυστη φύση τους θα απαιτεί να
κατασκευάζονται στο διάστημα και εδώ ακριβώς μπαίνει στη σκηνή η
νανοτεχνολογία. Ακριβώς όπως μεγαλώνει στη γη ένα φύλλο, το ιστίο
θα παίρνει σιγά σιγά μορφή καθώς αμέτρητοι νανοσυναρμολογητές θα
χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για να το χτίσουν και να γεμίσουν
τα διάκενα στη δομή του με πρώτες ύλες που θα προέρχονται από τη γη
ή θα εξορύσσονται από κάποιο κοντινό αστεροειδή.
Το διάστημα που περιβάλλει τη γη, για να μη μιλάμε μόνο για τα
ταξίδια στα άστρα, έχει υπεραρκετό χώρο για την ανάπτυξη της
ανθρώπινης ράτσας. Φαντασθείτε αυτό-αναπαραγόμενα συστήματα
συναρμολογητών ικανά να κατασκευάζουν τεράστιους
περιστρεφόμενους κυλίνδρους, κόσμους ολόκληρους που θα γεμίζουν
με χώμα, ποταμάκια, δάση και άφθονη λιακάδα. Θα είναι
κατασκευασμένοι από ισχυρά υλικά με βάση τον άνθρακα (π.χ.
διαμάντι) και τα όποία ίσως θα εξορύσσονται από αστεροειδείς (αυτά
τα περιφερόμενα στο διάστημα βουνά που το καθένα περιέχει πολύτιμα
μέταλλα αξίας τρισεκατομμυρίων δολαρίων). ’φθονο νερό θα μπορεί να
φτάνει από τους παγωμένους δορυφόρους του Δία, του Ουρανού και
του Κρόνου. Για την κατασκευή αυτών των μεγα-δομών, οι
νανοσυναρμολογητές θα αξιοποιούν την ενέργεια που εκπέμπει ο
ήλιος. Σήμερα, το 99,999999955% αυτής της ενέργειας χάνεται στο
διάστημα.
Και φαντασθείτε ακόμα ότι μια "σφαίρα Dyson" (από το όνομα του
Freeman Dyson ο οποίος υποστήριξε ότι ανώτεροι πολιτισμοί στο
σύμπαν θα πρέπει να την αξιοποιούν) που θα περιέβαλλε τον ήλιο, θα
μπορούσε να συγκεντρώνει κάθε δευτερόλεπτο 1.000 φορές την
ενέργεια που η ανθρώπινη ράτσα παράγει σε ένα χρόνο! Οι αναγκαίες
πρώτες ύλες για μια σφαίρα με τειχώματα πάχους μερικών χιλιοστών,
φτιαγμένα από ηλιακά κάτοπτρα, θα μπορούσαν να βρεθούν από ένα
μόνο αστεροειδή μέσου μεγέθους. Και τα κάτοπτρα αυτά βεβαίως θα
μπορούν να κατασκευαστούν με νανοτεχνολογία.
Οι νανομηχανές έχουν επίσης την ικανότητα να μας βοηθήσουν να
δούμε ακόμα πιο βαθιά στο σύμπαν, επιτρέποντάς μας να
κατασκευάσουμε τηλεσκόπια απίστευτου μεγέθους και απαράμιλλης
ακρίβειας. Με την προσέγγισή της "εκ των κάτω προς τα άνω" και την
ικανότητά της να χτίζει άτομο προς άτομο, η νανοτεχνολογία μπορεί να
μας προσφέρει τέλεια διαστημικά κάτοπτρα με επακριβείς
προδιαγραφές. Και αφού το κάτοπτρο του τηλεσκοπίου θα μπορεί να
περιέχει νανο-κομπιούτερ σε όλα τα σημεία της δομής του, θα μπορεί
να αλλάζει μορφή ανάλογα με τον τρόπο που θερμαίνει ο ήλιος
ορισμένα σημεία του. Ή ακόμα και να αυτο-επισκευάζεται, αν πέσουν
πάνω του μικρομετεωρίτες.
Η αστρονομία και η εξερεύνηση του διαστήματος θα
επαναστατικοποιηθούν λόγω της νανοτεχνολογίας. Οι περισσότεροι
άνθρωποι θα μετακομίσουν σε διαστημικές πόλεις σε γήινη τροχιά ή σε
αποικίες που θα χτιστούν στον ’ρη ή το φεγγάρι. Τα ταξίδια στο
διάστημα θα γίνουν τόσο απλά όσο και τα σημερινά αεροπορικά
ταξίδια όταν η μοριακή βιομηχανική παραγωγή θα φτάσει να
κατασκευάζει ελαφρά και ισχυρά διαστημικά λεωφορεία, ενώ οι
εξελίξεις στα "έξυπνα" υλικά θα οδηγήσουν σε πυραύλους που θα
αλλάζουν αεροδυναμικό σχήμα για να έχουν μεγαλύτερη
αποτελεσματικότητα κατά την εκτόξευση και επιστροφή τους στην
ατμόσφαιρα. Και καθώς οι άνθρωποι θα αρχίσουν να απλώνονται προς
τα άστρα, θα είναι πολλοί εκείνοι που θα απορούν πώς μπορούσαν
τόσο πολλοί άνθρωποι να ζουν τόσο καιρό χωρίς τα δώρα της
νανοτεχνολογίας.
Νανοτεχνολογία και τεχνητή νοημοσύνη
Πόσος καιρός θα χρειαστεί για να πραγματοποιηθούν οι εξελίξεις που
προβλέπει αυτό το άρθρο; Με το σημερινό επίπεδο ανάπτυξης, μερικές
από τις ιδέες που παρουσιάσαμε θα χρειαστούν εκατοντάδες ίσως και
χιλιάδες χρόνια μέχρι να τις πραγματώσουν οι άνθρωποι. Όμως, η
εκτίμηση αυτή αγνοεί την ολοένα και μεγαλύτερη δύναμη της τεχνητής
νοημοσύνης (ΑΙ), η οποία θα αλλάξει δραστικά τον τρόπο με τον οποίο
αντιμετωπίζουμε τις τεχνικές ανακαλύψεις.
Σήμερα, γίνεται ραγδαία πρόοδος στον τομέα της μηχανικής
νοημοσύνης. Αν και από πολύ καιρό οι κομπιούτερ θεωρούνται απλές
υπολογιστικές μηχανές, ικανές μόνο για επαναληπτική εργασία, οι
ερευνητές της ΑΙ υποστηρίζουν ότι οι κομπιούτερ μπορούν να γίνουν
έξυπνοι και παρουσιάζουν κομπιούτερ που μπορούν να νικήσουν
ακόμα και μεγάλους πρωταθλητές του σκακιού. Οι μηχανές με την
ικανότητα να μαθαίνουν και να οργανώνουν τη γνώση θα γίνονται όλο
και πιο κοινές, ενώ ο αυτοματισμός θα επιταχύνει την ανάπτυξη των
νανομηχανών πολύ περισσότερο απ' όσο θα μπορούσαν οι ανθρώπινες
ομάδες μηχανικών. Θα φτάσουμε στο σημείο όπου οι κομπιούτερ θα
σχεδιάζουν κομπιούτερ, κατασκευάζοντας όλο και καλύτερα
συστήματα σε κάθε γενεά. Και κάποια στιγμή, θα γίνει η απόπειρα να
πραγματοποιηθεί ο έσχατος στόχος της κατασκευής ενός κομπιούτερ
που θα προσομοιώνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Όπως το φωτοτυπικό
μηχάνημα, που μπορεί να μεταφέρει λέξεις από χαρτί σε χαρτί χωρίς να
τις καταλαβαίνει, έτσι και οι νευροβιολόγοι θα αντιγράψουν τη δομή
του εγκεφάλου χωρίς να κατανοούν τη γενική του οργάνωση. Οι
εξελιγμένες νανομηχανές και η νανοηλεκτρονική θα απομιμηθούν τη
συμπεριφορά των συνάψεων, μόνο που αυτό θα γίνει ένα εκατομμύριο
φορές ταχύτερα. Επειδή κάθε σύναψη του εγκεφάλου μας είναι κάτι
πολύ περισσότερο από ένα κλειστό-ανοιχτό διακόπτη και στην
πραγματικότητα μεταβάλλει τη δομή της με τη διαδικασία μάθησης,
κάθε τεχνητή σύναψη θα περιβάλλεται από νανο-κομπιούτερ που θα
λένε στο νανομηχανισμό πώς να προσαρμόσει το διακόπτη ανάλογα με
την επιθυμητή απόκριση. Και αν ένα κυβικό εκατοστό φαίνεται πάρα
πολύ μικρός χώρος για ένα κομπιούτερ τέτοιας πολυπλοκότητας,
σκεφθείτε ότι μιλάμε για ένα χώρο 1012 φορές μεγαλύτερο από το
νανο-κομπιούτερ που περιγράψαμε προηγουμένως!
Το μήλο του Παραδείσου δεν είναι ποτέ αθώο
Απ' ό,τι φαίνεται, η νανοτεχνολογία μπορεί να προσφέρει στον
άνθρωπο ασύγκριτα δώρα και γι' αυτό ο άνθρωπος δεν πρέπει να
αφήσει τη δυνητικά καταστρεπτική της δύναμη να σβήσει όλα όσα
μπορούν να κερδηθούν. Οι επιπτώσεις από τη χρήση της
νανοτεχνολογίας για επιθετικούς σκοπούς είναι πολύ πιο απειλητικές
από οποιοδήποτε προηγούμενο όπλο και γι' αυτό πρέπει συνεχώς να
ελέγχονται. Η μοριακή βιομηχανική παραγωγή επιτρέπει να
κατασκευάζονται όπλα πολύ ταχύτερα απ' όσο είναι σήμερα δυνατό,
αλλά πολύ πιο τρομαχτική είναι η προοπτική για την ανάπτυξη
προγραμματιζόμενων νανομηχανικών "μικροβίων" για ανορθόδοξο
πόλεμο. Η πιθανότητα παγκόσμιας καταστροφής υπάρχει επίσης, αν
σκεφθεί κανείς τις επιπτώσεις ανεξέλεγκτων νανομηχανών που θα
καταβροχθίζουν τις οργανικές ύλες σε ολόκληρη τη γη. Η αλήθεια είναι
πως η νανοτεχνολογία σε λάθος χέρια θα μπορούσε να έχει
καταστροφικές επιπτώσεις, αλλά ακόμα και οι υπεύθυνοι άνθρωποι που
θα την εφαρμόζουν για επωφελείς σκοπούς πρέπει να προσέχουν πολύ
για τους πιθανούς κινδύνους.
Αρχικά βέβαια, η νανοτεχνολογία θα είναι μια τεχνική πρόκληση πολύ
πιο ενδιαφέρουσα από την πιθανή πολεμική της χρήση. Η
νανο-τρομοκρατία δεν θα είναι εφικτή για πολλά χρόνια, έως ότου η
γνώση κατασκευής νανοσυναρμολογητών γίνει πιο προσιτή. Παρ' όλα
αυτά, για να αποτραπεί η καταστρεπτική δύναμη της νανοτεχνολογίας
από ισχυρά κράτη, είναι αναγκαίο να τεθούν εξ αρχής ορισμένοι
περιοριστικοί κανονισμοί. Αν δοθεί αρκετός χρόνος για να
πραγματοποιηθούν όλες οι ειρηνικές εφαρμογές της, τότε υπάρχει η
ελπίδα να είμαστε σε θέση να αποτρέψουμε οποιαδήποτε επιθετική
ενέργεια. Από την άλλη πλευρά, για να προληφθούν ατυχήματα, όπως
οι ανεξέλεγκτοι συναρμολογητές στο παραπάνω σενάριο, θα πρέπει να
ενσωματωθούν προληπτικοί μηχανισμοί σε όλους τους
συναρμολογητές. Ο Drexler, παραδείγματος χάρη, προτείνει να μην
κατασκευάσουμε ποτέ συναρμολογητές που θα μπορούν να αξιοποιούν
ως καύσιμο οποιοδήποτε φυσικό στοιχείο που υπάρχει σε αφθονία. Αν
καταφέρουμε να ελέγξουμε τη δύναμη της νανοτεχνολογίας, υπάρχουν
πολύ μεγάλες ελπίδες για τον άνθρωπο πράγματι.
Αν μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε σωστά τις δυνατότητες της
νανοτεχνολογίας, το μέλλον του ανθρώπου θα είναι λαμπρό και
πλούσιο. Η επιστημονική φαντασία του σήμερα θα γίνει
πραγματικότητα του αύριο. Το τέλος του κόσμου όπως τον ξέρουμε
πλησιάζει και ο καινούργιος κόσμος της νανοτεχνολογίας είναι ορατός
στον ορίζοντα.
συναρμολογητές. Ο Drexler, παραδείγματος χάρη, προτείνει να μηνκατασκευάσουμε ποτέ συναρμολογητές που θα μπορούν να αξιοποιούν
ως καύσιμο οποιοδήποτε φυσικό στοιχείο που υπάρχει σε αφθονία. Αν
καταφέρουμε να ελέγξουμε τη δύναμη της νανοτεχνολογίας, υπάρχουν
πολύ μεγάλες ελπίδες για τον άνθρωπο πράγματι.
Αν μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε σωστά τις δυνατότητες της
νανοτεχνολογίας, το μέλλον του ανθρώπου θα είναι λαμπρό και
πλούσιο. Η επιστημονική φαντασία του σήμερα θα γίνει
πραγματικότητα του αύριο. Το τέλος του κόσμου όπως τον ξέρουμε
πλησιάζει και ο καινούργιος κόσμος της νανοτεχνολογίας είναι ορατός
στον ορίζοντα.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
Μας ενδιαφέρει η γνώμη σας!!!