1. Сущность  нанотехнологий

    Сначала  воспроизведём определение термина  технология, взятое из энциклопедии: «технология – это совокупность производственных методов и процессов в определённой отрасли производства, а также научное описание способов производства». Человек много чего может производить, и производство всякой сложной техники сопряжено с соответствующей технологией. Здесь же особо следует обратить внимание на научное описание способов производства. Попросту говоря, сейчас всякой технологии предшествует научная база, научная подоплёка, т. е. наука должна предложить новое явление, лежащее в основе новой технологии, и не только предложить новое явление, но и сопровождать технологию производства чего-либо на основе этого явления – технология стала сложной, наукоёмкой .

Теперь, из той  же энциклопедии, возьмём определение  нанотехнологии: «нанотехнология – это технология объектов, размеры которых порядка 10^-9 м (атомы, молекулы). Процессы нанотехнологии подчиняются законам квантовой механики. Нанотехнология включает атомную сборку молекул, новые методы записи и считывания информации, локальную стимуляцию химических реакций на молекулярном уровне и др.» Кратко прокомментируем это весьма ёмкое определение.

    Приставка  нано означает одну миллиардную часть чего-либо, в нашем случае речь идёт о размере, о нанометре. Отсюда ясно, что нанотехнологии связаны с производством чрезвычайно маленьких объектов, можно сказать, небывало маленьких объектов. Миниатюризация – знакомое явление, например, миниатюризация в электронике. Размеры транзисторов менялись от миллиметров до десятых и в самое последнее время до сотых долей микрона, т. е. размеры транзисторов приближаются к наноразмерам. Но это движение сверху, и не в нём суть нанотехнологий.

Первое положение  молекулярно-кинетической теории утверждает: «все тела (вещества) состоят из чрезвычайно большого количества мельчайших частиц – молекул (или атомов)». Это стало окончательно ясно около ста лет тому назад. Но только сейчас это положения приобретает практический смысл: если всё сделано из молекул и атомов, то почему бы то, что нам нужно, не делать, непосредственно соединяя в определённом порядке молекулы и атомы. Так строят дома – кирпич к кирпичу, а, в конце концов, получается здание. До сих пор человек при изготовлении чего-либо мало думал об атомах и молекулах, брались макрообъекты: руда, древесина, другое сырьё и велась его обработка по соответствующим технологиям, отсекая лишнее, подвергая макрообъект каким-либо воздействиям. Теперь предлагается совершенно новая концепция: будем делать то, что нам надо, непосредственно из тех самых маленьких частиц, из которых всё и состоит. Впервые об этом заявил Р. Фейнман около пятидесяти лет тому назад примерно в следующих словах: «Если мы научимся манипулировать атомами, мы сможем сделать всё, что угодно». Концепция выглядит предельно простой, но как её реализовать? Ведь размеры атомов составляют 0,1 – 0, 3 нм, соответственно, размеры молекул чуть больше, порядка 1 нанометра (нанометр – это характерный молекулярный размер¹). Такие объекты в обычные микроскопы не видны. Однако современные электронные микроскопы, туннельные сканирующие микроскопы и атомно-силовые микроскопы, которые появились около 20 лет тому назад, позволили «разглядеть» отдельные молекулы и атомы. И не только разглядеть, но и перемещать отдельные атомы и молекулы с места на место. Таким образом, принципиально была показана возможность манипулирования отдельными атомами и молекулами, что является краеугольным камнем нанотехнологий. При этом следует помнить, что технически манипулировать отдельными атомами и молекулами конечно чрезвычайно сложно и нанопроизводство вряд ли будет дешёвым.     Естественно возникает вопрос, а зачем надо конструировать таким образом объекты с наноразмерами? Дело тут не только в миниатюризации чего-либо, а это тенденция прослеживается не только в электронике. Главное заключается в том, что нанообъекты должны обладать особыми свойствами и характеристиками, невозможными среди макрообъектов. Так получается потому, что поведение атомов и молекул, их взаимодействие управляется законами квантовой механики, парадоксальность которой, необычность для обыденного восприятия неоспоримы. Нет смысла городить из отдельных атомов и молекул какие-либо обычные макрообъекты – это гораздо легче сделать в рамках уже известных технологий. Но вот перспектива создание наноустройств, наномашин с принципиально новыми необычными характеристиками очень заманчива. И это дело не какого-то отдалённого или даже близкого будущего, это уже нынешняя реальность, когда практически каждый день приходят сообщения о всё новых нанообъектах, наноматериалах, наномашинах с удивительнейшими свойствами.

Отдельно стоит  вопрос об использовании нанотехнологий в биологии. По сути любая клетка любого живого организма – это  фабрика, на которой работает множество биологических наномашин. Достаточно вспомнить механизм синтеза белка рибосомами, которые сами являются белковыми молекулами, по информации, которая доставляется в рибосому молекулой РНК, которая, в свою очередь, синтезируется на нужном участке молекулы ДНК. Это очевидно нанопроцесс, нанотехнология в чистом виде. Именно поэтому развитие нанотехнологий так много сулит в области биологии, медицины и т. п.

2. Научное сопровождение нанотехнологий

Уже подчёркивалось, что технология, а современная в особенности, должна иметь научное сопровождение, которое проявляется и в выборе явлений, лежащих в основе данной  технологии, и в обоснованном подборе оптимальных условий проведения процесса производства чего-либо. Для нанотехнологий это обстоятельство является важнейшим и неотъемлемым. Причём в данном случае речь идёт не просто о научном сопровождении, а о научном сопровождении на самом острие научного познания мира – используемые в нанотехнологиях научные теории по необходимости должны быть самоновейшие, а машины, материалы и оборудование – самыми современными.

    Но  современность научных знаний применительно к нанотехнологиям является не единственной особенностью. Существенным является комплексность знаний, чрезвычайная сложность нанотехнологий требует для своего развития привлечения знаний многих и многих наук². Конечно, прежде всего имеется в виду физика в своей самом фундаментальном значении, а также многие специальные разделы физики: квантовая механика, атомная физика, физика твёрдого тела, статистическая физика и т. п., а также химия и биология. Здесь источник всех идей, порождающих нанотехнологический бум. Современные физические (в особенности), химические и биологические изыскания сопровождаются мощной математической поддержкой, так что участие математики обосновано и неизбежно. Дальше столь же логически неизбежным является участие в проекте такой науки как информатика вместе с соответствующими ей современными информационными технологиями. Основной особенностью применения информатики в данном проекте является моделирование нанотехнологических объектов и процессов. Чрезвычайная малость объектов нанотехнологий, сложность и затратность выполнения экспериментальных исследований ставят моделирование в особое положение среди прочих исследовательских возможностей. При этом, естественно, моделирование не отменяет объективный физический эксперимент, но позволяет его подготовить наилучшим образом.

     Существует  ещё один аспект комплексности знаний, необходимых для реализации нанотехнологий. Это междисциплинарность, проведение исследований на стыке разных наук. Общепринятым является мнение, что именно исследования на стыке наук наиболее плодотворны в смысле новых идей, подходов, результатов. Естественным следствием такого подхода является формирование и развитие таких наук как физическая химия, химическая физика, молекулярная биология, материаловедение, фотоника, кристаллография, квантовая химия и т. д. Большой спектр таких наук задействован в нанотехнологическом проекте.

     В  своё время Р. Фейнман заметил, что существующее разделение знаний о мире по разным многочисленным наукам не более чем удобный способ иметь дело с этими знаниями. На самом деле мир един (вспомним уже цитировавшееся здесь первое положение молекулярно-кинетической теории) и для своего адекватного осмысления требует некоего синтетического знания, объединяющего знания многих сопряжённых наук. Есть много и объективных и субъективных (таких больше) препятствий на пути создания такого синтетического знания. Но нанотехнологии требуют такого рода знание. В узком смысле в ближайшее время возможно создание некой нанонауки, объединяющей соответствующие знания, раскиданные сейчас по разным наукам. Как бы то ни было, нанотехнологии объективно требуют совместного применения многих наук, а значит будут способствовать формированию нового, единого восприятия мира. 

3.1. Нанотехнологии — будущее науки 

Все люди желают знания, а объектом этого знания является истина. То, что является истиной, должно быть истиной всегда и для  всех. То, что в науке одна за другой устаревают концепции или версии этих концепций, говорит об их неистинности.

Наша ограниченность разума и непостоянство мыслей осложняет  поиски истины, и часто мы направляемся к ней по более простому, короткому  пути, а фактически ложному. Но истина, хоть мы ее и не нашли или избегаем ее, влияет на нашу деятельность и у нас внутри возникает неопределенность, сомнения или даже сознательная ложь, а затем возникает страх и беспокойство, что наша концепция, наше понимание мироздания или отдельных знаний вот-вот рухнет.

Многие люди перестают  искать истину, считая ее недоступной, и убеждают в этом себя и других. Если же не отступать в ее поиске, просить, стучать — она откроется.

Очень важно осознать, что существуют несколько составляющих истины мироустройства. Их можно разделить на две большие группы.

Первая основана на непосредственной очевидности (видимая  очами) и подтверждается опытным, экспериментальным  путем, поддается измерениям, может  быть продемонстрирована экспертам  и дилетантам.

Знания этой материальной составляющей истины сформулированы и смоделированы в известных закономерностях, формулах, технологиях, действующих приборах, средствах. Благодаря знаниям этих истин созданы неживые средства, копирующие видимые свойства живых существ: роботы, самолеты, подводные лодки, средства подъема, передвижения и многое другое.

Вторая группа основана на философском восприятии разумом того же окружающего нас  живого мира. Именно эта группа истин  способна дать человеку знания о начале мироздания, о невидимых духовном мире и мире разума, о сути живого, о цели и смысле жизни человека, о его потенциальных интеллектуальных возможностях. Иными словами, эта группа находится в другом, супертонком мире и вообще не может быть познаваема опытным, экспериментальным путем, а сущности этого мира не могут быть измерены никакими приборами. Например, мысль — как ее увидеть, чем ее измерить?

Такая классификация  позволяет не разделить, а осознать бесплодность споров ученых — специалистов первой группы истин со специалистами  второй группы истин. Это то же самое, что присутствовать при споре «ученых-рыб» и «ученых-зверей» на тему: «Какая среда обитания лучше?», естественно, для каждой группы своя.

Сегодня сложилось  такое положение, когда практически  весь научный потенциал сосредоточен в познании первой группы истин и только единичный в познании второй группы истин, при этом они испытывают огромное противодействие при обсуждении их результатов познания, или как мы говорим, давление подавляющего большинства, которое энергично подавляет меньшинство. Подавить знания в принципе невозможно, можно только на время заставить всех замолчать об их наличии. Хотя результаты познаний второй группы составляющих истины позволяют сделать гигантский шаг в более глубоком познании видимого мира, так как уже сегодня эти знания являются подводной частью айсберга всех знаний.

Очевидных примеров много: наука психология — наука  о душе не знает, что такое душа; наука биология — наука о живом  не знает сути живого; электротехника не знает, откуда берется электричество, которое качается генераторами в электросети; система образования дает человеку супермалую часть знаний из того гигантского резервуара, которое накопило человечество за свою историю.

Материалистическая  философия не смогла сформулировать моральные принципы общества, ибо не владеет смыслом таких сущностей, как добро и зло, вера и любовь, счастье, справедливость, целомудренность, благочестие, страннолюбие. Эта философия, поставив перед человечеством ложную цель достижения только материального успеха, породила процветающие материально, но загнивающие духовно общества, а под флагом свободы создала условия для расцвета пороков, насилия, жестокости и терроризма.

Поэтому в науке  назрело и появилось новое  направление — создание нанотехнологий — сверхтонкий технологий или других технологий, которые помогут познать вторую группу истин, а в дальнейшем создать конгломераты знаний из обычных и нанотехнологий, и дать человечеству возможность создавать не только неживые, но и живые технические средства.

Ученые первой группы — познающие истины материального мира — это материалисты, прагматики — запрограммированные этим миром. Они утверждают и свято верят в то, что материя первична, а сознание вторично, и нет смысла переубеждать их в ошибочности их утверждений. Материалистов большинство, так как все люди без исключения имеют органы для познания материального мира. Достаточно хорошего образования, упорства в учебе, воли, стремления к познанию и человек может стать ученым — материалистом. Все что они спроектировали и изготовили, называется вероятным и есть даже теория вероятности.

Ученые познающие  истины духовного мира и мира разума — это идеалисты, метафизики, мистики, то есть познающие тайное, невидимое, утверждают, что сознание первично, а материя вторична. Они поясняют свою правоту следующим образом: если взять за образ материального мира стол, (а образ сознания звучит в самом слове — «со знанием»), то что первичней, знания или стол? Конечно, знания. Но знания эти не только, даже главным образом не только полученные в университетах, из книг и обсуждений, а свыше, от Создателя и Творца, или, как мы говорим, интуитивно. Именно эти знания помогают человеку тоже созидать и творить и, главное, постигать вторую часть истин. Все их знания называются невероятными, у них пока нет, но обязательно будет теория невероятности, именно об этих знаниях под рубрикой: «Хотите, верьте, хотите, нет» пишут журналисты и писатели.

Для познания невидимого мира уже недостаточно материальных органов, имеющихся у человека, нужен  определенный тип разума, нужно наличие талантов — даров Божьих, для познания невидимого нужно иметь глаза разума — вежды. Людей открывших в себе такие таланты пока мало или их меньшинство.

Первым всех людей  на группы с разными интеллектуальными  способностями разделил Пифагор, а затем наш великий соотечественник В.И.Даль описал человека в своем словаре живого языка. Получается, что все мы разные по своим способностям, более того, все об этом хорошо знаем. Если хотим достичь в науке каких-то серьезных целей, то должны учесть, что звездный путь предначертан нам на Небесах, кому трудиться перед стеной из «камней преткновения» или в материальном мира, а кому за «стеной преткновения», завернув за «краеугольный камень», затем преодолев вторую преграду в виде «философского камня».