Сборник статей Под редакцией Валерии Прайд, И. В. Следзевского, А. В. Турчина. Черновик проект
Роберт Фрейтас. Проблема Серой Слизи
жүктеу/скачать 3.14 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Другие возможные сценарии.
- Заключение и рекомендации для государственной политики.
- Молекулярное производство внезапно создаст много разных рисков.
- Центр ответственных нанотехнологий ( CRN ) идентифицировал несколько отдельных серьёзных рисков
- Крайне вероятны потрясения экономических основ.
- Крупнейшие инвестиционные компании в курсе потенциального экономического воздействия.
- Нанотехнологически сконструированные продукты могут быть значительно переоценены по отношению к своей себестоимости, что может привести к ненужной бедности.
- Преступники и террористы могут эффективно использовать нанотехнологию.
- Могут быть предприняты попытки крайнего решения проблем и жёсткого регулирования.
- Общество может быть разрушено благодаря доступности новых «аморальных» продуктов.
- Нанотехнологическое оружие будет чрезвычайно мощным, и может привести к нестабильной гонке вооружений
- Совокупный ущерб окружающей среде является естественным следствием дешёвого производства, равно как и риски для здоровья.
- Серая Слизь – одна из самых ранних тревог, возникших в связи с нанотехнологией.
- Серая слизь не возникнет в результате аварии, но, в конечном счёте, может быть сделана нарочно.
- Слишком мало или слишком много регуляции может привести к неограниченной доступности.
- Соревнующие нанотехнологические программы увеличивают опасность.
- Полный отказ неэффективен.
- Решение этих проблем будет не просто.
Роберт Фрейтас. Проблема Серой Слизи.The Gray Goo Problem by Robert A. Freitas Jr.
разрешено некоммерческое использование перевода при сохранении ссылок В классическом сценарии «серой слизи» Эрика Дрекслера вышедшие из-под контроля нанотехнологические репликаторы истребляют всю жизнь на Земле. Данная статья Роберта Фрейтаса представляет собой первый количественный технический анализ этого катастрофического сценария, а также предлагает ряд возможных решений. Она была написана частично в ответ на опасения, недавно высказанные Биллом Джоем. Изначально эта статья была опубликована в апреле 2000 года под названием «Некоторые пределы глобальной экофагии биоядными нанорепликаторами, с рекомендациями для государственной политики». "Some Limits to Global Ecophagy by Biovorous Nanoreplicators, with Public Policy Recommendations." Оригинальная версия вышла в апреле 2000г. Здесь приводится сокращённая версия с сайта KurzweilAI.net от 20 марта 2001г. Краткое содержание. Максимальная скорость глобальной экофагии биоядными саморазмножающимися нанороботами фундаментальным образом ограничена следующими факторами: применяемой стратегией репликации; максимальной скоростью распространения подвижных репликаторов; доступной энергией и требуемыми химическими элементами; гомеостатическим сопротивлением биологической экосообществ к экофагии; пределами теплового загрязнения, связанного с экофагией; и, что важнее всего, нашей решимостью и готовностью остановить их. Предполагая, что нынешние и предвидимые в будущем рассеивающие энергию системы требуют ~ 100 Мдж/кг для химических реакций (наиболее вероятно для биоядных систем), мы получим, что довольно медленная экофагия даст примерно 4°C к глобальному потеплению (что находится примерно на уровне немедленного обнаружения современными климатологическими средствами) и потребует примерно 20 месяцев для завершения; более быстрые устройства-экофаги будут работать с большим выделением тепла, что позволит контролирующим властям быстрее их заметить. Все исследованные сценарии экофагии могут быть обнаружены средствами бдительного мониторинга, позволяя в силу этого быстро развернуть эффективные защитные инструменты. Введение. Недавние дискуссии [1] о возможных опасностях, связанных с будущими технологиями, такими как искусственный интеллект, генная инженерия и молекулярная нанотехнология, сделали очевидным то, что необходим интенсивный теоретический анализ основных рисков окружающей среде со стороны молекулярной нанотехнологии (MNT). Никаких систематических исследований рисков и ограничений MNT технологий пока не предпринималось. Эта статья представляет собой первую попытку начать этот аналитический процесс с применением количественных методов. Возможно, впервые обнаруженная и наиболее известная опасность молекулярной нанотехнологии – это опасность, что самореплицирующиеся нанороботы, способные автономно функционировать в естественной среде, могут быстро превратить естественную среду (то есть биомассу) в собственные копии (то есть наномассу) по всей планете. Этот сценарий обычно называется «проблемой серой слизи», но, пожалуй, более правильно мог бы быть назван «глобальной экофагией». Как Дрекслер впервые предупредил в ‘Машинах Созидания’ [2]: "Растения" с "листьями", не более эффективными, чем сегодняшние солнечные элементы, могли бы выиграть в конкурентной борьбе с настоящими растениями, наводняя биосферу несъедобной листвой. Точно также всеядные "бактерии" могли бы победить в конкуренции настоящих бактерий: они могли бы распространиться, как летящая пыльца, стремительно размножаясь и сведя биосферу в пыль за считанные дни. Опасные репликаторы могли бы легко быть слишком жесткими, маленькими и быстро распространяющимися, чтобы их можно было остановить - по крайней мере, если мы не сделаем никаких приготовлений. А у нас и так достаточно проблем с контролем над вирусами и фруктовыми мушками. Среди знатоков нанотехнологий эта угроза стала известна как «проблема серой слизи». Хотя массы неконтролируемых репликаторов не обязаны быть серыми и склизкими, термин серая слизь подчёркивает, что репликаторы, способные уничтожить жизнь, могут быть не более вдохновляющими, чем ползучий сорняк. Они могут быть превосходными в эволюционном смысле, но это не делает их ценными. Угроза серой слизи делает одну вещь абсолютно ясной: Мы не можем себе позволить определённого рода аварии с реплицирующимися ассемблерами. Серая слизь определённо была бы печальным концом человеческих приключений на Земле, значительно худшим, чем огонь или лёд, и при этом она могла бы произойти из одной-единственной аварии в лаборатории. Ледерберг [3] отмечает, что мир микробов развивается в быстром темпе, и предполагает, что наше выживание зависит от принятия «более микробной точки зрения». Возникновение новых инфекций, таких как ВИЧ и вирус Эбола, демонстрирует, что у нас пока очень мало знаний о том, как естественные или технологические вмешательства в окружающую среду могут запускать мутации в известных организмах или неизвестных существующих организмах [81], создавая ограниченную форму «зелёной слизи» [92]. Однако будет нелегко построить биоядных нанороботов, способные к всепоглощающей экофагии, и их конструирование потребует исключительного внимания к множеству сложных требований и тактических задач. Такие биопожиратели могут появиться только после длительного периода целенаправленных сконцентрированных усилий, или как результат намеренных экспериментов, направленных на создание искусственной жизни общего назначения, возможно, с использованием генетических алгоритмов, и очень маловероятно, что они возникнут исключительно в результате аварии. Угроза экофагии. Классическая молекулярная нанотехнология [2], [4] предвидит создание наномашин в основном сконструированных из богатых углеродом алмазоподобных материалов – даймонидов. Другая полезная нанохимия может включать в себя богатый алюминием сапфир (Al2O3), богатые бором (BN) или титаном материалы (TiC) и подобные им. TiC имеет наивысшую возможную рабочую температуру среди обычных материалов (точка плавления ~ 3410°K [5]), и, хотя алмаз может поцарапать TiC, TiC может быть использован для плавления алмаза. Однако атомы Al, Ti и B гораздо более распространены в земной коре, чем в биомассе (81,300 ppm, 4400 ppm и 3 ppm, соответственно [5]), то есть в человеческом теле (0.1 ppm, 0 ppm, and 0.03 ppm [6]), что уменьшает прямую угрозу экофагии от таких систем. С другой стороны, углерод в тысячу раз менее распространён в земной коре (320 ppm, в основном карбонаты), чем в биосфере (~230,000 ppm). Более того, возможность превращения литосферы в наномеханизмы не является главным поводом для беспокойства, поскольку обычные скалы содержат относительно мало источников энергии. Например, содержание естественных радиоактивных изотопов в скальных породах земной коры имеет значительные разброс, как функция их геологического происхождения и истории региона, но в основном находится в пределах 0.15-1.40 милиГр/год mGy/yr [7], давая мощность порядка 0.28-2.6 ×10-7 Вт/m3, в предположении, что горные породы имеют плотность, приблизительно равную средней земной плотности (5522 кг/м3 [5]). Этого крайне недостаточно для питания нанороботов, способных к значительной активности; современные конструкции наномашин в основном требуют энергетических мощностей порядка 10*5-10*/9 Вт/m3 для того, чтобы достичь эффективных результатов [6]. (Биологические системы обычно функционируют с мощностями 10*2-10*6 Вт/m3 [6].) Солнечная энергия не доступна под земной поверхностью, и средний поток геотермального тепла составляет только 0.05 Вт/m2 на земной поверхности [6], что составляет только малую часть от солнечной энергии. Гипотетические абиотические запасы нефти в земной коре [16], вероятно, не могут дать достаточной энергии для роста наномассы репликаторов по причине отсутствия окислителей глубоко под землёй, хотя были описаны потенциально большие популяции геобактерий [10-16], и в принципе некоторые необычные, хотя весьма ограниченные бактериальные источники энергии тоже могут быть заняты нанороботами. Например, некоторые анаэробные бактерии используют металлы (вместо кислорода) в качестве акцепторов электронов [13], превращая железо из минералов вроде пироксена или оливина в железо в более окисленной форме в магнитных минералах вроде магнетита и маггемита, и используют геохемически возникающий водород, чтобы превращать СО2 в метан [11]. Подземные бактерии в отложениях Атрим Шейл производят 1.2 ×10*7 м3/ день природного газа (метана), потребляя остатки водорослей возрастом 370 млн. лет [17]. Также проводились эксперименты по биорекультивации в фирме Envirogen и в других, в ходе которых питающиеся загрязнениями бактерии намеренно вводились в землю, чтобы метаболизировать органические яды; в ходе полевых исследований выяснилось, что трудно заставить бактерии двигаться сквозь подземные водоносные слои, поскольку негативно заряженные клетки склонны склеиваться с позитивно заряженными оксидами железа в почве [18]. Однако главная тревога относительно экофагии состоит в том, что неудержимое распространение нанороботов-репликаторов или «реплиботов» превратит всю биосферу на поверхности земли (то есть экосистему всех живых организмов на поверхности Земли) в искусственные материалы некого рода – особенно, материалы вроде них самих, иначе говоря, в ещё большие количества самореплицирующихся наноробтов. Поскольку продвинутые нанороботы могут быть сконструированы в основном из богатых углеродом алмазоподобных материалов [4], и поскольку ~12% всех атомов в человеческом теле (что типично для биологии в целом) – это атомы углерода, или ~23% по весу, запас углерода во всей земной биомассе может оказаться достаточным для самопроизводства конечной массы реплицирующихся алмазоидных нанороботов порядка ~0.23 Mbio, где Mbio – полный вес земной биомассы. В отличие от большинства естественных материалов, биомасса может служить как источника углерода, так и источника энергии для репликации наномашин. Нанороботы-экофаги могут считать живые организмы в качестве естественных накопителей углерода, а биомассу – в качестве ценной руды для добычи углерода и энергии. Разумеется, биосистемы, из которых выделен весь углерод, больше не могут быть живыми, но вместо этого будут безжизненной химической грязью. Другие возможные сценарии. Были обнаружены четыре других сценария, которые могут привести непрямым образом к глобальной экофагии. Мы их рассмотрим ниже. Во всех случаях раннее обнаружение кажется возможным при достаточном уровне подготовки, и адекватная защита легко представима при использовании молекулярных нанотехнологий сопоставимой сложности. Серый Планктон. Существование 1-2 ×10*16 кг [24] подводных запасов углерода на материковых окраинах в виде клатратов метана и подобного же количества (3.8 ×10*16 кг) растворённого в воде углерода в форме CO2 представляет собой запас углерода более чем на порядок больший глобальной биомассы. Метан и CO2 в принципе могут реагировать, образуя чистый углерод и воду, плюс 0,5 МДж/кг энергии. (Некоторые исследователи изучают возможность уменьшить эффект парниковых газов, закачивая жидкий [44] или твёрдый [45] CO2 на дно океана, что потенциально может облегчить задачу морским реплиботам по метаболизму запасов метана.) Кислород также может быть транспортирован с поверхности в микробаках под давлением посредством системы транспорта, основанной на плавучести, в которой превращение хлатрата метана в наномассу будет происходить на морском дне. Последующая колонизация богатой углеродом наземной экосистемы огромной и голодной массой выросших на морском дне репликаторов называется сценарием «серого планктона». (Фитопланктон, имеющий размеры в 1-200 микрометров, состоит из частиц наиболее ответственных за изменение оптических свойств океанской воды по причине сильного поглощения этими клетками голубых и красных частей оптического спектра [37].) Если конроль не будет вестись около морского дна во время основного цикла репликации нанороботов, то естественное отношение числа живых клеток к числу нанороботов окажется больше на много порядков величины, что требует более тщательных усилий по подсчёту. Осуществляющие подсчёт нанороботы могут быть использованы для обнаружения, отключения, опрыскивания или разрушения устройств серого планктона Серая пыль (Поедатели воздуха - Aerovores) Традиционные конструкции алмазоидной наномашинерии [4] используют 8 основных химических элементов, при этом все они присутствуют в атмосфере в значительных количествах [46]. (Кремний присутствует в воздухе в виде микроскопической пыли, которая содержит ~28% Si в случае скальных пород [5], при средней концентрации пыли в атмосфере ~0.0025 mg/m3.) Потребность в относительно редких в атмосфере элементах значительно ограничивает потенциальную наномассу и скорость роста летающих репликаторов. Однако отметьте, что одна из классических конструкций наноробота имеет более 91% CHON по весу. И хотя это будет крайне трудно сделать, теоретически возможно, что репликаторы будут сделаны почти целиком из CHON, и в этом случае такие устройства могут реплицироваться относительно быстро с использованием только атмосферных ресурсов и солнечную энергию. Всемирное покрывало из летающих в воздухе репликаторов или «аэроворосов» (воздухоядных), которое блокирует весь солнечный свет, было названо сценарием «серой пыли» [47]. (Уже было несколько экспериментов с выпуском в воздух рекомбинантных бактерий [48].) Наиболее эффективной стратегией борьбы с ними будет выброс в воздух несамореплицирующихся нанороботов, снабжённых клейками микро неводами. В качестве альтернативного метода борьбы легко можно представить летающие или базирующиеся на земле системы атмосферной фильтрации, которые позволят осуществлять более быструю фильтрацию. Например, поскольку сила тяги изменяется пропорционально квадрату скорости при увеличении размеров ячейки сетки в 10 000 раз при снижении скорости в 100 раз, суммарная сила тяги остаётся неизменной, но полное прокачивание атмосферы происходит в 100 раз быстрее, например, за ~15 минут. Серый лишайник. Колонии грибов и водорослей в симбиозе, известные как лишайники (которых некоторые называют формой подвоздушной биоплёнки) находятся среди первых растений, которые начинают расти на голом камне, помогая формированию почвы путём разъедания скал [55]. Микробные сообщества литобионтов, такие как корковые скальные лишайники, проникают в минеральные поверхности на глубины до 1 см, используя комплексное растворение, селективный транспорт и процессы рекристаллизации, иногда называемые термином «биологическое выветривание» [56]. Колонии эпилитических (живущих на поверхности скал) микроскопических бактерий создают слой патины толщиной 10 микрон на скалах в пустынях (называемой «пустынная ржавчина» [57]) и содержат следовые количества оксидов Mn и Fe, которые помогают обеспечить защиту от тепла и УФ-радиации [57-59]. В теории, реплицирующиеся нанороботы могут быть почти полностью сделаны их неалмазоидных материалов, включая неуглеродные химические элементы, такие как кремний, алюминий, железо, титан и кислород. Последующая экофагия живущих на поверхности живых существ злонамеренно запрограммированной популяцией неуглеродных эпилитических репликаторов является сценарием «серого лишайника». Непрерывный прямой учёт образцов с земной поверхности почти наверняка обеспечит ранее обнаружение, поскольку минералогические нанороботы будут легко отличимы от инертной скалы и от органических микробов в верхних 3-8 см почвы. Злонамеренная экофагия. Более опасные сценарии включают в себя экофагические атаки, которые предприняты не для превращения биомассы в наномассу, но, в первую очередь, для уничтожения биомассы. Оптимальная злонамеренная стратегия экофагической атаки, по-видимому, включает двухфазный процесс. На первой фазе начальные семена реплиботов широко распространяются в окрестностях биомассы, на которую они нацелены, реплицируясь максимально скрытным образом до некоторого критического размера популяции и потребляя материал местной окружающей среды, чтобы набрать наномассу. На второй фазе уже большая популяция реплиботов прекращает размножение, и действует исключительно ради своей главной цели – разрушения. В общем, эта стратегия может быть описана как Строить/ разрушать. В фазе строительства опасных «злоботов» ("badbots"), предполагаемые их технологические эквиваленты, защитные «доброботы» ("goodbots") имеют, по крайней мере, три важных тактических преимущества перед своими соперниками: 1. Подготовка – защитные агентства могут заранее произвести и накопить подавляюще большие количества защитных инструментов (желательно, не самореплицирующихся), то есть доброботов, которые могут быть немедленно размещены по первому признаку угрозы, с минимальным дополнительным риском для среды. 2. Эффективность – в то время как злоботы должны одновременно реплицироваться и защищать себя от атак (активно или сохраняя невидимость), доброботы могут сконцентрироваться исключительно на атаке злоботов (например, по причине своего подавляющего численного превосходства при раннем размещении) и в силу этого иметь меньшие операционные расходы и более высокую эффективность в достижении своих целей, при прочих равных. 3. Эффект рычага – в отношении материалов, энергии, времени и сложности меньше ресурсов, вообще говоря, требуется, чтобы ограничить, ослабить или разрушить сложную машину, чем требуется, чтобы построить или реплицировать настолько же сложную с нуля (например, одна маленькая бомба может уничтожить большую фабрику по производству бомб; одна маленькая ракета может уничтожить большой корабль). Наиболее выгодно бороться со злонамеренной угрозой экофагии, когда она всё ещё находится на своей стадии строительства. Это требует предвидения и преданности интенсивному контролю со стороны оборонных ведомств. Заключение и рекомендации для государственной политики. Наименьший возможный биоядный нанорепликатор имеет молекулярный вес ~1 гигадальтона (1 дальтон примерно равен массе атома водорода) и минимальное время репликации порядка 100 секунд, что в теории позволяет глобальной экофагии закончится всего на всего за примерно 10 000 секунд. Однако такое быстрое реплицирование создаёт немедленно обнаружимую температурную подпись, позволяющую быстро разместить эффективные оборонительные инструменты – до того, как будет нанесён значительный ущерб экосистеме. Такие оборонительные инструменты будут генерировать своё собственное тепловое загрязнение во время оборонительных операций. Это не должно ограничить защитную стратегию значительным образом, поскольку опрыскивание, отключение и разрушение работающего нанорепликатора должно потреблять гораздо меньше энергии, чем потребляется нанорепликатором в течение одного цикла репликации, и, следовательно, такие оборонительные операции являются по сути эндотермическими. Экофагия, которая происходит на уровне порога современного климатического обнаружения, добавляя примерно ~4°C к глобальному потеплению, может потребовать ~20 месяцев на своё завершение, и этого времени достаточно для раннего предупреждения о необходимости изготовить эффективную защиту. Экофагия, которая развивается достаточно медленно, чтобы избежать лёгкого обнаружения с помощью мониторинга температуры, потребует много лет для своего завершения, и всё же может быть замечена с помощью контроля на местах, и может быть, по крайней мере, частично преодолена благодаря более быстрому росту биомассы в силу естественных гомеостатических компенсаторных механизмов, присущих земным экосистемам. Непрямая экофагия, выполняемая с помощью популяции реплиботов, заранее выращенных в небиологическом субстрате, может быть избегнута благодаря тщательному термическому мониторингу и прямому взятию образцов из соответствующих земных ниш с целью поиска растущих и возможно опасных популяций нанороботов на стадии пред-экофагии. Конкретные рекомендации для государственной политики, исходящие из результатов проведённого анализа, включают: 1. Немедленный международный мораторий на все эксперименты в области искусственной жизни, выполняемые на небиологических носителях. В этом контексте «искусственная жизнь» определяется как автономно питающиеся репликаторы, за исключением чисто биологических реализаций (которые уже покрыты рекомендациями Национального института здоровья [65] и тактически применяются во всём мире), а также за исключением программных симуляций, которые носят исключительно подготовительный характер и должны продолжаться. Альтернативные «врождённо безопасные» стратегии репликации, такие как «широковещательная архитектура» [66], уже хорошо известны. 2. Непрерывной всеобъемлющее наблюдение земной поверхности в инфракрасных лучах с геостационарных спутников, как для того, чтобы контролировать имеющиеся запасы биомассы, так и для обнаружения (и последующего расследования) любых быстро растущих искусственных горячих точек. Это может быть расширением нынешних или предлагающихся систем мониторинга Земли (например, системы мониторинга земли НАСА [67] и программ удалённого наблюдениями за болезнями [93]), изначально созданных для изучения и предсказания глобального потепления, изменений в землепользовании и так далее – изначально использующих не наномасштабные технологии. Другие методы обнаружения также возможны и требуются дальнейшие исследования, чтобы идентифицировать и правильно рассчитать полный список альтернатив. 3. Инициация долговременной исследовательской программы с целью обретения знаний и возможностей, необходимых для противодействия репликаторам-экофагам, включая построение сценариев и анализ угроз с численными симуляциями, анализ мер и контрмер, теорию и проектирование глобальных систем мониторинга, способных быстро детектировать и реагировать, протоколы определения свой-чужой, и, в конце концов, конструирование адекватных нанороботных системных оборонительных возможностей и инфраструктуры. Связанная с этим долговременная рекомендация состоит в инициации создания глобальной всеобъемлющей системы экосферного контроля на местах, могущей включать в себя возможные сигнатуры активности нанороботов (например, изменения в концентрации парниковых газов), отбор образцов на предмет обнаружения нанороботов на земле, в море и в воздухе, что гарантировано темпом развития новых возможностей молекулярных нанотехнологий. Благодарности: The author thanks Robert J. Bradbury, J. Storrs Hall, James Logajan, Markus Krummenacker, Thomas McKendree, Ralph C. Merkle, Christopher J. Phoenix, Tihamer Toth-Fejel, James R. Von Ehr II, and Eliezer S. Yudkowsky for helpful comments on earlier versions of this manuscript; J. S. Hall for the word "aerovore"; and R. J. Bradbury for preparing the hypertext version of this document. Ссылки: 1. Bill Joy, "Why the future doesn't need us," Wired (April 2000); response by Ralph Merkle, "Text of prepared comments by Ralph C. Merkle at the April 1, 2000 Stanford Symposium organized by Douglas Hofstadter". 2. K. Eric Drexler, "Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology," Anchor Press/Doubleday, New York, 1986. See:. 3. Joshua Lederberg, "Infectious History," Science288(14 April 2000):287-293. 4. K. Eric Drexler, Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation, John Wiley & Sons, NY, 1992. 5. Robert C. Weast, Handbook of Chemistry and Physics, 49th Edition, CRC, Cleveland OH, 1968. 6. Robert A. Freitas Jr., Nanomedicine, Volume I, Landes Bioscience, Georgetown, TX, 1999. See at: http://www. nanomedicine.com. 7. Edward L. Alpen, Radiation Biophysics, Second Edition, Academic Press, New York, 1998. 8. Walter M. Elsasser, "Earth," Encyclopedia Britannica 7 (1963):845-852. 9. G. Buntebarth, A. Gliko, "Heat Flow in the Earth's Crust and Mantle," in A.S. Marfunin, ed., Advanced Mineralogy, Volume 1: Composition, Structure, and Properties of Mineral Matter: Concepts, Results, and Problems, Springer-Verlag, New York, 1994, pp. 430-435. 10. Karsten Pedersen, "The deep subterranean biosphere," Earth Sci. Rev. 34(1993):243-260. 11. Todd O. Stevens, James P. McKinley, "Lithoautotrophic Microbial Ecosystems in Deep Basalt Aquifers," Science270(20 October 1995):450-454; see also: G. Jeffrey Taylor, "Life Underground," PSR Discoveries, 21 December 1996. 12. Stephen Jay Gould, Life's Grandeur: The Spread of Excellence from Plato to Darwin, Jonathan Cape, 1996. 13. Bill Cabage, "Digging Deeply," September 1996. 14. James K. Fredrickson, Tullis C. Onstott, "Microbes Deep Inside the Earth," Sci. Am. 275(October 1996):68-73. 15. Richard Monastersky, "Deep Dwellers: Microbes Thrive Far Below Ground," Science News151(29 March 1997):192-193. 16. Thomas Gold, The Deep Hot Biosphere, Copernicus Books, 1999; "The deep, hot biosphere," Proc. Natl. Acad. Sci. 89(1992):6045-6049. See also: P.N. Kropotkin, "Degassing of the Earth and the Origin of Hydrocarbons," Intl. Geol. Rev. 27(1985):1261-1275. 17. Karl Leif Bates, "Michigan's natural gas fields: Blame it on underground bacteria," The Detroit News, 12 September 1996. 18. JoAnn Gutin, "Making Bacteria Move," Princeton Weekly Bulletin, 17 November 1997. 19. Robert A. Freitas Jr., William P. Gilbreath, eds., Advanced Automation for Space Missions, Proceedings of the 1980 NASA/ASEE Summer Study held at the University of Santa Clara, Santa Clara, CA, June 23-August 29, 1980; NASA Conference Publication CP-2255, November 1982. 20. R.K. Dixon, S. Brown, R.A. Houghton, A.M. Solomon, M.C. Trexler, J. Wisniewski, "Carbon Pools and Flux of Global Forest Ecosystems," Science263(14 January 1994):185-190. 21. Christopher B. Field, Michael J. Behrenfeld, James T. Randerson, Paul Falkowski, "Primary Production of the Biosphere: Integrating Terrestrial and Oceanic Components," Science 281(10 July 1998):237-240. 22. Peter M. Vitousek, Harold A. Mooney, Jane Lubchenco, Jerry M. Melillo, "Human Domination of Earth's Ecosystems," Science277(25 July 1997):494-499. 23. Colin J. Campbell, Jean H. Laherrere, "The End of Cheap Oil," Scientific American 278(March 1998):78-83; Robert G. Riley Enterprises, "World Petroleum Reserves," 1999; L.F. Ivanhoe, "Future world oil supplies: There is a finite limit," World Oil, October 1995. 24. James P. Kennett, Kevin G. Cannariato, Ingrid L. Hendy, Richard J. Behl, "Carbon Isotopic Evidence for Methane Hydrate Instability During Quaternary Interstadials," Science 288(7 April 2000):128-133. 25. World Coal Institute, "Coal--Power for Progress," Third Edition, January 1999, Statistics Canada, "World Coal Reserves," 1996; "U.S. Coal Reserves: 1997 Update," February 1999, Energy Information Administration, Washington, DC. 26. F.J. Millero, "Thermodynamics of the carbon dioxide system in the oceans," Geochim. Cosmochim. Acta59(1995):661-677; see also F.J. Millero, "Carbon Dioxide in the South Pacific". 27. Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker, eds., Brock's Biology of Microorganisms, 9th Edition, Prentice-Hall, NJ, 1999; Kenneth J. Ryan, ed., Sherris Medical Microbiology: An Introduction to Infectious Diseases, 3rd Edition, McGraw-Hill, New York, 1994. 28. ORNL, "Major World Ecosystem Complexes Ranked by Carbon in Live Vegetation," April 1997. 29. J.H. Martin, The IronEx Group, "Testing the iron hypothesis in the ecosystems of the equatorial Pacific Ocean," Nature 371(1994):123-129; Sallie W. Chisholm, "The iron hypothesis: Basic research meets environmental policy," Rev. Geophys. 33(1995):Supplement. See also: "Extra iron makes blue deserts bloom," New Scientist 152(12 October 1996). 30. Richard W. Hughes, Ruby & Sapphire, RWH Publishing, Boulder CO, 1997. 31. F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry: A Comprehensive Text, Second Edition, John Wiley & Sons, New York, 1966. 32. Ralph C. Merkle, personal communication, 22 March 2000. 33. P.G. Jarvis, Tree Physiol.2(1986):347-. 34. Oliver L. Phillips et al, "Changes in the Carbon Balance of Tropical Forests: Evidence from Long-Term Plots," Science282(16 October 1998):439-442. 35. S. Fan, M. Gloor, J. Mahlman, S. Pacala, J. Sarmiento, T. Takahashi, P. Tans, "A Large Terrestrial Carbon Sink in North America Implied by Atmospheric and Oceanic Carbon Dioxide Data and Models," Science 282(16 October 1998):442-446. 36. D. Stramski, D.A. Kiefer, "Light Scattering by Microorganisms in the Open Ocean," Prog. Oceanogr.28(1991):343. 37. Curtis D. Mobley, "Chapter 43. The Optical Properties of Water," in Michael Bass, ed., Handbook of Optics, Volume I, McGraw-Hill, Inc., New York, 1995, pp. 43.3-43.56. 38. Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lawrence G. Mitchell, Biology--Interactive Study Guide, Benjamin/Cummings Science, San Francisco, CA, 1999. See also: Paul Broady, "BIOL 113--Diversity of Life," lecture notes. 39. William B. Whitman, David C. Coleman, "Prokaryotes: the unseen majority," Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 94(June 1998):6578-6583. 40. B.R. Strain, J.D. Cure, eds., Direct Effects of Increasing Carbon Dioxide on Vegetation, Publ. ER-0238, U.S. Department of Energy, Washington, DC, 1985; R.J. Luxmoore, R.J. Norby, E.G. O'Neill, in Forest Plants and Forest Protection, 18th Intl. Union of Forestry Research Organizations (IUFRO), World Congress, Div. 2, 1987, IUFRO Secretariate, Vienna, 1987, Vol. 1, pp. 178-183; P.S. Curtis, B.G. Drake, P.W. Leadley, W.J. Arp, D.F. Whigham, Oecologia 78(1989):20; D. Eamus, P.G. Jarvis, Adv. Ecol. Res. 19(1989):1; P.G. Jarvis, Philos. Trans. R. Soc. London B 324(1989):369; R.J. Norby, E.G. O'Neill, New Phytol.117(1991):515. 41. Christian Korner, John A. Arnone III, "Responses to Elevated Carbon Dioxide in Artificial Tropical Ecosystems," Science257(18 September 1992):1672-1675. 42. Eric T. Sundquist, "The Global Carbon Dioxide Budget," Science 259(12 February 1993):934-941. 43. Hubertus Fischer, Martin Wahlen, Jesse Smith, Derek Mastroianni, Druce Deck, "Ice Core Records of Atmospheric CO2 Around the Last Three Glacial Terminations," Science 283(12 March 1999):1712-1714. 44. Peter G. Brewer, Gernot Friederich, Edward T. Peltzer, Franklin M. Orr Jr., "Direct Experiments on the Ocean Disposal of Fossil Fuel CO2," Science 284(7 May 1999):943-945; "Ocean studied for carbon dioxide storage," 10 May 1999. 45. C.N. Murray, L. Visintini, G. Bidoglio, B. Henry, "Permanent Storage of Carbon Dioxide in the Marine Environment: The Solid CO2 Penetrator," Energy Convers. Mgmt.37(1996):1067-1072. 46. Dennis K. Killinger, James H. Churnside, Laurence S. Rothman, "Chapter 14. Atmospheric Optics," in Michael Bass, Eric W. Van Stryland, David R. Williams, William L. Wolfe, eds., Handbook of Optics, Volume I: Fundamentals, Techniques, and Design, Second Edition, McGraw-Hill, Inc., New York, 1995, pp. 44.1-44.50. 47. Ralph C. Merkle, personal communication, 6 April 2000. 48. Guy R. Knudsen, Louise-Marie C. Dandurand, "Model for Dispersal and Epiphytic Survival of Bacteria Applied to Crop Foliage," paper presented at the 7th Symposium on Environmental Releases of Biotechnology Products: Risk Assessment Methods and Research Progress, 6-8 June 1995, Pensacola, FL. 49. Jake Page, "Making the Chips that Run the World," Smithsonian 30(January 2000):36-46. 50. A. Borghesi, G. Guizzetti, "Graphite (C)," in Edward D. Palik, ed., Handbook of Optical Constants of Solids II, Academic Press, New York, 1991, pp. 449-460. 51. B. Ranby, J.F. Rabek, Photodegradation, Photo-oxidation and Photostabilization of Polymers, John Wiley & Sons, New York, 1975. 52. William S. Spector, ed., Handbook of Biological Data, W.B. Saunders Company, Philadelphia PA, 1956. 53. W.J. Kowalski, William Bahnfleth, "Airborne Respiratory Diseases and Mechanical Systems for Control of Microbes," HPAC (July 1998). 54. M. Edmund Speare, Wayne Anthony McCurdy, Allan Grierson, "Coal and Coal Mining," Encyclopedia Britannica5(1963):961-975; Helmut E. Landsberg, "Dust," Encyclopedia Britannica7(1963):787-791; and Gerrit Willem Hendrik Schepers, "Pneumonoconiosis," Encyclopedia Britannica 18(1963):99-100. 55. T.H. Nash, Lichen Biology, Cambridge University Press, Cambridge, 1996. 56. W.W. Barker, J.F. Banfield, "Biologically- versus inorganically-mediated weathering: relationships between minerals and extracellular polysaccharides in lithobiontic communities," Chemical Geology132(1996):55-69; J.F. Banfield, W.W. Barker, S.A. Welch, A. Taunton, "Biological impact on mineral dissolution: Application of the lichen model to understanding mineral weathering in the rhizosphere," Proc. Nat. Acad. Sci. (USA) 96(1999):3404-3411. See also: W.W. Barker, "Interactions between silicate minerals and lithobiontic microbial communities (lichens),". 57. Ronald L. Dorn, Theodore M. Oberlander, "Microbial Origin of Desert Varnish," Science 213(1981):1245-1247; R.L. Dorn, "Rock varnish," Amer. Sci. 79(1991):542-553. 58. W.W. Barker, S.A. Welch, S. Chu, J.F. Banfield, "Experimental observations of the effects of bacteria on aluminosilicate weathering," Amer. Mineral.83(1998):1551-1563. 59. S.A. Welch, W.W. Barker, J.F. Banfield, "Microbial extracellular polysaccharides and plagioclase dissolution," Geochim. Cosmochim. Acta 63(1999):1405-1419. 60. K.L. Temple, A.R. Colmer, "The autotrophic oxidation of iron by a new bacterium, Thiobacillus ferrooxidans," J. Bacteriol. 62(1951):605-611. 61. P.A. Trudinger, "Microbes, Metals, and Minerals," Minerals Sci. Eng. 3(1971):13-25; C.L. Brierley, "Bacterial Leaching," CRC Crit. Rev. Microbiol. 6(1978):207-262; "Microbiological mining," Sci. Am. 247(February 1982):44-53. 62. A. Okereke, S.E. Stevens, "Kinetics of iron oxidation by Thiobacillus ferrooxidans," Appl. Environ. Microbiol. 57(1991):1052-1056. 63. Verena Peters, Peter H. Janssen, Ralf Conrad, "Transient Production of Formate During Chemolithotrophic Growth of Anaerobic Microorganisms on Hydrogen," Curr. Microbiol. 38(1999):285-289. 64. Mark S. Coyne, "Lecture 24--Biogeochemical Cycling: Soil Mineral Transformations of Metals," Agripedia: Introductory Soil Biology; "Lecture 3--Soil as a Microbial Habitat: Microbial Distribution," Agripedia: Introductory Soil Biology. 65. "NIH Guidelines for Research Involving Recombinant DNA Molecules," January 1996 revision. 66. Ralph C. Merkle, "Self-replicating systems and low cost manufacturing," in M.E. Welland, J.K. Gimzewski, eds., The Ultimate Limits of Fabrication and Measurement, Kluwer, Dordrecht, 1994, pp. 25-32. 67. "Links to Earth Observing System (EOS) Data and Information." 68. Paul E. Tiegs, "Design and Operating Factors Which Affect Emissions from Residential Wood-Fired Heaters: Review and Update," 22 June 1995; Stephen Black, A.B. Donaldson, "Some Observations on Operation of a Diesel Engine With Ethanol and Ethanol-Water Blends and Combustion Air Preheat," Spring 1998; A. Ngaloken Gintings et al, "The relationship between waste wood management and the risk of transboundary haze from forest fire," 17 December 1998. 69. World Resources Institute, World Resources 1988-89, Basic Books, Inc., New York, 1988, p. 169; EPA, Federal Register 61(13 December 1996):657-63. 70. Sankar Chatterjee, The Rise of Birds: 225 Million Years of Evolution, Johns Hopkins University Press, Baltimore, MD, 1997. 71. Paul R. Ehrlich, David S. Dobkin, Darryl Wheye, "Adaptations for Flight," 1988. 72. H. J. Morowitz, M. E. Tourtellotte, "The Smallest Living Cells," Sci. Am. 206(March 1962):117-126; H.J. Morowitz, Prog. Theoret. Biol. 1(1967):1. 73. A. R. Mushegian, E. V. Koonin, "A minimal gene set for cellular life derived by comparison of complete bacterial genomes," Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 93(17 September 1996):10268-10273. 74. R. Himmelreich, H. Hilbert, H. Plagens, E. Pirkl, B.C. Li, R. Herrmann, "Complete sequence analysis of the genome of the bacterium Mycoplasma pneumoniae," Nucleic Acids Res. 24(15 November 1996):4420-4449. 75. C. B. Williams, Patterns in the Balance of Nature and Related Problems in Quantitative Ecology, Academic Press, London, 1964. 76. C. W. Sabrosky, "How many insects are there?" in Insects, The Yearbook of Agriculture, U.S. Department of Agriculture, Washington, DC, 1952. 77. "Numbers of Insects (Species and Individuals)," Department of Entomology, National Museum of Natural History. 78. Nelson Thompson, "Biology/Entomology 173. Insect Physiology, Spring 1998, Lecture 17: Respiration," 6 November 1997; "Some biological problems involving diffusion." 79. J. Storrs Hall, personal communication, 6 May 2000. 80. U.S. Bureau of the Census, Statistical Abstract of the United States: 1996, 116th Edition, Washington, DC, October 1996. 81. "...there are dozens of HIV-like viruses in wild monkey populations, and if natural transfer of AIDS viruses from chimpanzees to monkeys has already occurred, there is no reason why it should not happen again." Beatrice Hahn, Howard Hughes Medical Institute scientist, quoted in: Declan Butler, "Analysis of polio vaccine could end dispute over how AIDS originated," Nature 404(2 March 2000):9. 82. "Recycled Tires for a Building System," 1999; "Annual Form 10-KSB Report," The Quantum Group, Inc., 31 December 1998; "Return Trip: How To Recycle the Family Car," 1994. 83. "Solar Radiation Data Manual for Flat-Plate and Concentrating Collectors: 30-Year Average of Monthly Solar Radiation, 1961-1990, Spreadsheet Portable Data Files," DOE Renewable Resource Data Center. 84. George M. Hidy, The Winds: The Origins and Behavior of Atmospheric Motion, D. Van Nostrand Company, Princeton, NJ, 1967. 85. Evan R.C. Reynolds, Frank B. Thompson, eds., Forests, Climate, and Hydrology: Regional Impacts, United Nations University Press, Tokyo, Japan, 1988; see: "Effect of surface cover on land surface processes." 86. Map of roughness parameter due to vegetation in the U.K.;. 87. PSUBAMS Model, "Dual roughness regimes," April 1997. 88. Horace Robert Byers, Synoptic and Aeronautical Meteorology, McGraw-Hill Book Company, New York, 1937. 89. Mindaugas Zickus, "Influence of Meteorological Parameters on the Urban Air Pollution and its Forecast: Section 2.6.4 Vertical temperature gradient," Ph.D. Thesis, 1999. 90. Joseph Morgan, Introduction to University Physics, Volume One, Allyn and Bacon, Inc., Boston, MA, 1963. 91. Reporting on Climate Change: Understanding the Science. "Chapter 3. Greenhouse Gases, Some Basics," Environmental Health Center, National Safety Council, Washington, DC, November 1994, ISBN 0-87912-177-7. 92. Robert J. Bradbury, personal communication, 8 May 2000. 93. B. Lobitz, L. Beck, A. Huq, B. Wood, G. Fuchs, A.S.G. Faruque, R. Colwell, "Climate and infectious disease: Use of remote sensing for detection of Vibrio cholerae by indirect measurement," Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 97(2000):1438-1443. 94. Shodor Education Foundation, "Air Quality Meteorology, Session 5. Scales of Motion," 1996; "Jet Stream Analyses and Forecasts at 300 mb." Join the discussion about this article on Mind·X! Dangers of Molecular Manufacturing http://www.crnano.org/dangers.htm перевод: А.В.Турчин avturchin@mail.ru http://www.proza.ru/texts/2008/04/08/430.html Опасности молекулярного производства Обзор: Молекулярное производство (МП) будет значительным технологическим прорывом, сравнимым, возможно, с индустриальной революцией, однако сжатым во времени до нескольких лет. Это может нарушить многие аспекты жизни общества и политики. Сила этих технологий может побудить две соревнующиеся нации вступить в разрушительную и опасную гонку вооружений. Оружие и устройства для наблюдения могут быть сделаны маленькими, дешёвыми, сильными и очень многочисленными. Дешёвое производство и копирование чужих образцов может привести к экономическим потрясениям. Излишнее использование сверхдешёвых продуктов может привести к значительному ущербу окружающей среде. Попытки контролировать эти и другие риски могут привести к злоупотреблению ограничениями, или создать спрос на черном рынке, что создало бы много новых рисков и было бы практически неостановимо; небольшого размера нанофабрики были бы очень удобным объектом для контрабанды и крайне опасным. Имеет место несколько крайне серьёзных рисков - включая несколько принципиально разных типов рисков – которые не могут быть предотвращены все вместе с помощью одного и того же подхода. Простые и односторонние решения не будут работать. Правильный ответ на эти риски вряд ли появится без тщательного предварительного планирования. Молекулярное производство внезапно создаст много разных рисков. Потенциальная польза от МП огромна, но столь же велики и опасности. Чтобы предотвратить эти опасности, мы должны тщательно обдумать их, и затем разработать тщательные планы по их предотвращению. Как мы объясняем на страницах, посвящённых Хронологии и Продуктам, ММ позволит быстро создавать прототипы и дёшево производить широкий набор мощных продуктов. Эта возможность возникнет достаточно внезапно, поскольку последние шаги в развитии этой технологии, вероятно, будут гораздо более простыми, чем начальные шаги, и многие из этих шагов могут быть спланированы заранее. Внезапное возникновение молекулярного производства может не дать времени, чтобы адаптироваться к его последствиям. Таким образом, важна адекватная подготовка к этому событию. Центр ответственных нанотехнологий (CRN) идентифицировал несколько отдельных серьёзных рисков. Первый шаг в понимании опасностей состоит в их идентификации. CRN начинает этот процесс на данных страницах, предлагая список и описание нескольких существенно различных и серьёзных рисков. И хотя он, вероятно, не полон, этот список уже является довольно пугающим.
Некоторые из описанных здесь опасностей являются угрозами человеческому существованию, то есть они могут угрожать самому существованию человеческого рода. Другие могут привести к серьёзным потрясениям, но не к нашему вымиранию. Сочетание нескольких рисков может усугубить серьезность каждого из них; любое решение должно принимать во внимание его влияние на другие риски. Некоторые из этих рисков связаны с недостаточной регуляцией, а другие – со слишком большой регуляцией. Несколько различных видов регуляции были бы необходимы в нескольких разных областях. Экстремальная или полностью тормозящая реакция на любой из этих рисков создаст благоприятную почву для других рисков. Следует избегать соблазна применения простых и очевидных решений по отношению к проблемам, взятым по отдельности. На других страницах мы обратимся к анализу возможностей регуляции; здесь же мы сосредоточимся на анализе опасностей. Крайне вероятны потрясения экономических основ. Покупатель произведённого товара в настоящий момент платит за его проект, исходные материалы, труд и оборудование для производства, транспорт, хранение и продажу. Ещё часть денег – обычно небольшой процент - идёт в качестве дохода владельцам всех этих бизнесов. Если личные нанофабрики смогут производить широкий ассортимент там и тогда, когда они необходимы, большинство из этих усилий станут не нужными. Это поднимает несколько вопросов о природе пост-нанотехнологической экономики. Станут ли продукты дешевле? Исчезнет ли капитализм? Отправится ли большинство людей на пенсию – или станет безработными? Гибкость молекулярного производства, и радикальное улучшение качества продуктов приведёт к тому, что ненанотехнологические продукты будет не конкурентоспособны во многих областях. Если же технология нанофабрик будет находиться в чей-то исключительной собственности или жёстко контролироваться, не создаст ли это крупнейшую в мире монополию с огромным потенциалом для злоупотребления анти-соревновательными практиками? Если же она не будет контролироваться, не приведёт ли доступность дешёвых копий к тому, что даже конструкторы и создатели брендов не будут получать денег за свою работу? Требуются значительные будущие исследования, но кажется понятным, что молекулярное производство может значительно потрясти основания современной экономической структуры, резко уменьшив ценность многих материалов и человеческих ресурсов, включая значительную часть современной инфраструктуры. Несмотря на утопические пост-капиталистические мечты, неясно, сможет ли работоспособная система замены появиться вовремя, чтобы предотвратить последствия массовой утраты работы для людей. Крупнейшие инвестиционные компании в курсе потенциального экономического воздействия. В майнстримном финансовом сообществе растёт признание того, что нанотехнологии представляют собой значительную волну инноваций с потенциалом полностью реструктурировать экономику. Вот, например, цитата из анализа, подготовленного для инвесторов фирмой Credit Suisse First Boston: «Нанотехнологии являются классической технологией общего назначения. Другие технологии общего назначения, такие как паровые машины, электричество и железные дороги, были основой для значительных экономических революций. Технологии общего назначения обычно возникают как довольно грубые технологии, с ограниченным использованием, но затем быстро распространяются к новым приложениям. Все прошлые технологии общего назначения приводили к большим потрясениям в экономике – то есть к процессу творческого разрушения. И нанотехнология может иметь более значительные последствия, чем предшествовавшие ей технологии общего назначения. Творческое разрушение – это процесс, посредством которого новая технология или продукт предоставляет принципиально новое и лучшее решение, приводящее к полной замене исходной технологии или продукта. Инвесторам следует ожидать, что творческое разрушение не только продолжится, но также будет ускоряться, и нанотехнологии будут во главе его. Что это значит с практической точки зрения? Благодаря введению нанотехнологий, как мы полагаем, новые компании заменят значительный процент современных лидирующих компаний. Большинство компаний, составляющих индекс Доу-Джонса, вряд ли останутся там через 20 лет». (Цитировано по книги «Большие деньги в мышлении о малом» (Big Money in Thinking Small), авторами которой являются Майкл Маубуссин и Кристен Бартольдсон.)
Цена продукта обычно оказывается в промежутке между его ценностью для покупателя и его себестоимостью для производителя. Молекулярное производство может привести к возникновению продуктов, ценность которых на порядки будет превосходить их себестоимость. Вероятно, что цена будет установлена ближе к ценности, чем к себестоимости; в этом случае потребители не получат большинства благ «нанотехнологической революции». Если оценка продуктов по их ценности будет принята, то беднейшие люди будут продолжать умирать от бедности, в мире, где продукты ценой всего в несколько центов могли бы в буквальном смысле спасти им жизнь. Если (как это кажется вероятным) эта ситуация является более приемлемой для богатых, чем для бедных, то социальные беспорядки могут прибавиться к проблемам ненужных человеческих страданий. Недавним примером этой проблемы является соглашение, над которым работала Всемирная Торговая Организация, чтобы обеспечить доступную медицину для бедных стран – что администрация Буша частично предотвратила (следуя мощному лоббирования со стороны американских фармацевтических компаний), несмотря на яростную оппозицию со стороны всех других членов ВТО. Преступники и террористы могут эффективно использовать нанотехнологию. Преступники и террористы с более сильными, более мощными и гораздо более компактными устройствами могут принести серьёзный вред обществу. Защита от таких устройств не может быть установлена немедленно или всесторонне. Химическое и биологическое оружие станет гораздо более смертельным, и его будет гораздо проще утаивать. Возможно много других типов ужасающих устройств, включая ряд разновидностей устройств для удалённого убийства, которые будет трудно обнаружить или избежать. Благодаря наличию маленьких встроенных компьютеров, каждое микроскопическое оружие может быть направленно на цели, удалённые во времени и пространстве от атакующего. Это не только ослабит оборону, но также затруднит после атаки обнаружение преступников и привлечение их к ответственности. Уменьшение ответственности за свои поступки может уменьшить гражданское сознание и безопасность, и увеличить привлекательность некоторых форм преступлений. Если изготовленное с помощью нанофабрики оружие будет доступно на чёрном рынке или на домашней фабрике, то будет крайне трудно обнаружить его до того, как оно будет применено; случайный поиск, достаточно интенсивный, чтобы его обнаружить, должен быть слишком проникающим, чтобы соответствовать современным стандартам прав человека. Могут быть предприняты попытки крайнего решения проблем и жёсткого регулирования. В ответ на описанные здесь риски может быть предпринят ряд крайних решений. Это не будет очень хорошей идеей. Есть иллюзия, что многие из названных проблем имеют очевидные решения. Однако, в каждом случае решение, принимаемое исключительно в связи с необходимостью воздействовать на данную конкретную проблему, может усилить другую проблему и сделать ситуацию в целом хуже. Набор экстремальных решений наверняка был бы нежелательным; он будет или неэффективным (и неэффективная политика всё ещё может быть очень вредной) или приведёт к значительным человеческим страданиям или нарушениям прав человека. Есть возможность, что будет предпринята попытка реализовать жёсткие ограничения, как, например, круглосуточное наблюдение за каждым человеком. Такое наблюдение может быть реализовано с помощью программ Искусственного интеллекта, подобных той, что разрабатывается в Массачусетском Технологическом Институте, которая способна анализировать видео-поток, выделять знакомые модели поведения и замечать незнакомые. Молекулярное производство позволит создавать очень маленькие и недорогие суперкомпьютеры, которые наверняка смогут выполнять программы по непрерывному наблюдению за каждым. Будет легко производить устройства наблюдения дёшево и в больших количествах. Тотальное наблюдение – это только один из видов возможного злоупотребления нанотехнологиями. С появлением возможности изготовить миллиарды устройств, каждое имеющее миллионы частей, по цене за всё в несколько долларов, любая автоматизированная технология, которая может быть применена к одному человеку, может быть применена и ко всем. Любой сценарий медицинского или психиатрического контроля, который использует идеи нанотехнологий до предела, будет звучать как научно-фантастический и невероятный. Однако проблемой является не степень убедительности любого данного сценария; разброс возможностей в основном ограничен уровнем воображения и жестокости тех, кто будет у власти. Жадность и власть дают сильную мотивацию для создания жёстких систем контроля; страх того, что нанотех и другие продвинутые технологии окажутся в частных руках, даёт дополнительный стимул для жёсткого регулирования. Общество может быть разрушено благодаря доступности новых «аморальных» продуктов. Новые продукты и образы жизни могут привести к серьёзным социальным потрясениям. Например, медицинские устройства могут быть встроены в иглы, более тонкие, чем бактерия, вероятно, позволяя осуществлять с лёгкостью модификацию или стимуляцию мозга, что позволит создать эффекты любых психоактивных веществ. Многие человеческие сообщества считают нужным запрещать определённые продукты: ружья в Британии, арбузы без косточек в Иране, сексуальные игрушки в Техасе, разные наркотики в разных странах, как, например, гашиш в США и алкоголь в мусульманских странах. Хотя большинство из этих ограничений основано на моральных принципах, не разделяемых большинством мировой человеческой популяции, тот факт, что ограничения вообще существуют, означает чувствительность сообществ – или, во всяком случае, их правителей, – к нежелательным продуктам. Способность создавать запрещённые продукты с использованием личных нанофабрик следует рассматривать, по крайней мере, как подрывающую человеческое сообщество, и способную породить стимул к крайне широким и полностью тормозящим ограничениям технологии. Новые образы жизни, вызванные новой технологией, также могут привести к социальным потрясениям. Там, где спрос на запрещённый продукты уже существует, образ жизни формируется в течение определённого времени, так что эффекты от изменения образа жизни будут менее острыми. Однако некоторые возможности изменения образа жизни (особенно в областях секса, наркотиков, развлечений, а также телесной и генетической модификации), вероятно, будут настолько беспокоящими для внешних наблюдателей, что само их существования может вызвать социальные потрясения. Нанотехнологическое оружие будет чрезвычайно мощным, и может привести к нестабильной гонке вооружений. Молекулярное производство создаёт возможность пугающе опасных видов вооружений. Например, самое маленькое насекомое имеет размер около 200 микрон; это даёт достоверную оценку возможного размера построенного с помощью нанотехнологий устройства для уничтожения личного состава, способного осуществлять поиск незащищённых людей и вспрыскивать в них токсин. Смертельная доза токсина ботулизма для людей составляет примерно 100 нанограмм, или 1/100 объёма этого устройства. Целых 50 миллиардов несущих токсин таких устройств – теоретически могущих убить каждого человека на Земле – могут быть упакованы в единственный чемодан. Стрелковое оружие любого типа будет гораздо более сильным, и его пули станут самонаводящимися. Аэрокосмическое оборудование будет гораздо более лёгким и будет иметь более высокую производительность, будет построено с минимальным количеством металла или вовсе без него, в результате чего его будет гораздо труднее обнаружить с помощью радара. Встроенные компьютеры позволят осуществлять удалённую активацию любого оружия, и более компактные источники питания позволят резко улучшить робототехнику. Эти идеи только чуть-чуть намекают на масштаб открывающихся возможностей. Важным вопросом является то, будет ли нанотехнологическое оружие стабилизирующим или дестабилизирующим. Например, можно благодарить ядерное оружие за то, что оно предотвратило масштабные войны после его изобретения. Однако нанотехнологическое оружие не похоже на ядерное оружие. Ядерная стабильность происходит, по крайней мере, из четырёх факторов. Наиболее очевидным является огромная деструктивность тотальной ядерной войны. Тотальная нанотехнологическая война вероятна и будет эквивалентна ядерной в краткосрочном плане, но ядерное оружие имеет высокие долговременные последствия применения (выпадение радиоактивных осадков, заражение), которые будут гораздо более слабыми в случае нанотехнологического оружия. Ядерное оружие уничтожает без разбора; нанотехнологические вооружения могут быть направленными. Ядерные вооружения требуют для своего создания значительных исследовательских разработок и индустрии, которые могут быть обнаружены гораздо проще, чем разработка нанотехнологических вооружений; нанотехнологическое вооружение можно разрабатывать гораздо более быстро благодаря более быстрому и дешёвому созданию прототипов. Наконец, ядерное оружие не просто доставить тайно на место применения заранее; ситуация же с нанотехом противоположная. Большая степень неопределённости в оценке потенциала врага, меньшее время для ответной атаки, и более эффективное точнонацеленное разрушение видимых ресурсов врага в ходе атаки – всё это делает нанотехнологическую гонку вооружений менее стабильной. Также, если нанотехнологии не будут жёстко контролироваться, то число нанотехнологических наций в мире может быть гораздо больше числа ядерных держав, увеличивая риск регионального конфликта. Адмирал Дэвид Джеремия, бывший вицепредседатель Объединённого комитета начальников штабов, в обращении к конференции Форесайт института по Молекулярной нанотехнологии, сказал: «Военные приложения молекулярного производства имеют больший потенциал, чем ядерное оружие, к радикальному изменению баланса сил». Прекрасное эссе Тома МакКарти (не связанного с CRN) разъясняет эту идею более подробно. ( http://www.mccarthy.cx/WorldSystem/ ) Он обсуждает пути, которыми нанотехнологии могут дестабилизировать международные отношения: молекулярное производство уменьшит экономические влияния и взаимозависимость, что сделает более привлекательным нацеливание оружия на людей, а не на фабрики и вооружения, и уменьшит способность наций осуществлять мониторинг потенциальных врагов. Оно может также, наделив множество стран способностью осуществить глобальное уничтожение, отменить способность сильных наций быть «полицейскими» на международной арене. Делая малые групп людей самодостаточными, МП может побуждать к распаду существующие нации. Совокупный ущерб окружающей среде является естественным следствием дешёвого производства, равно как и риски для здоровья. Молекулярное производство позволяет осуществлять дешёвое создание невероятно мощных устройств и продуктов. Насколько много таких продуктов мы хотим? Какой ущерб окружающей среде они причинят? Разброс возможного ущерба довольно велик: начиная с личных сверхзвуковых самолётов, летящих на небольшой высоте и причиняющих вред большому количеству животных – вплоть до потребления солнечной энергии в значительных масштабах, способных изменить альбедо планеты и оказать прямое воздействие на окружающую среду. Более прочные материалы позволят создавать ещё более крупные машины, способные осуществлять раскопки или другие действия, повреждая значительные территории с гораздо большей скоростью. Однако, с учётом большого количества видов деятельности и целей, которые могли бы причинить ущерб окружающей среде, если они будут реализованы в максимальном масштабе, а также лёгкость доведения их до максимального масштаба с помощью молекулярного производства, – кажется вероятным, что эта проблема стоит того, чтобы о ней беспокоиться. Некоторые формы ущерба могут возникнуть как суммарный эффект индивидуальных действий, каждое из которых будет почти безвредным. Трудно будет предотвратить такой ущерб с помощью словесного убеждения, и законы часто тоже не работают; централизованные ограничения технологий могут быть необходимой частью решения проблемы. Наконец, крайняя компактность нанотехнологически произведённых механизмов будет вызывать стремление пользоваться очень маленькими продуктами, которые могут легко превратиться в нано-мусор, который будет трудно вычистить и который может вызывать проблемы со здоровьем. Серая Слизь – одна из самых ранних тревог, возникших в связи с нанотехнологией. Когда основанное на нанотехнология производство было впервые предложено, возникла озабоченность по поводу того, что микроскопические производящие системы могут вырваться наружу и «съесть» биосферу, превратив её только в копии себя самой. В 1986 году Эрик Дрекслер писал: «мы не можем себе позволить определённого класса аварии с саморазножающимися репликаторами». Более недавние разработки Дрекслера и других делают очевидным, однако, что реплицирующиеся ассемблеры не будут использоваться для производства - нанофабрики будут гораздо более эффективны в создании объектов, и нанофабрика ничем не напоминает наноробота «серой слизи». Серая слизь подразумевает наличие пяти способностей, объединённых в одном устройстве. Эти способности: Мобильность – то есть способность путешествовать в окружающей среде. Оболочка – тонкий, но эффективный барьер, защищающий от ультрафиолетовых лучей и окружающих химических веществ; Контроль – полный набор чертежей и компьютеров для их интерпретации (даже при работе в наномасштабах это устройство займёт значительное место); Метаболизм – способность расщеплять различные вещества на простые питательные составляющие; и Производство – превращение питательных веществ в наномеханизмы. Нанофабрики тоже будут использовать микроскопических фабрикаторов, но они будут инертными, если их вытащить или отключить от нанофабрики. Остальные из перечисленных требований для своей реализации и интеграции потребуют значительных инженерных усилий. Серая слизь не возникнет в результате аварии, но, в конечном счёте, может быть сделана нарочно. Хотя серая слизь не имеет никакого существенного военного или коммерческого значения, а также только ограниченную террористическую ценность, она может использоваться для шантажа. Вычистка единичного выброса серой слизи была бы весьма дорогостоящей и могла быть потребовать жёсткого физического разрушения окрестностей выброса. (Слизи, распространяющиеся в атмосфере или в океане должны вызывать особое беспокойство по этим причинам.) Другим возможным источником серой слизи могут быть безответственные любители, для которых это будет хобби. Люди определённого психологического типа, по-видимому, не могут избежать искушения возможностью создавать и выпускать на волю самореплицирующиеся образования, что нам доказывает большое количество существующих компьютерных вирусов. Вероятно, мы не имеем права смириться с появлением сообщества хакеров-дилетантов, выпускающих множество модифицированных версий серой слизи. Развитие и использование молекулярного производства не создаёт абсолютно никакого риска случайного создания серой слизи. Однако системы в духе серой слизи не запрещены законами физики, и мы не можем игнорировать возможность того, что пять высказанных выше требований могут быть реализованы одновременно в устройстве, достаточно маленьком, чтобы зачистка от него была дорогостоящей и трудной. В силу этого тезис Дрекслера 1986-го года должен быть исправлен: мы не должны позволить преступникам безответственно злоупотреблять сверхмощными технологиями. Прожив с угрозой ядерного оружия в течение полувека, мы уже это знаем. Нам бы хотелось убрать серую слизь из списка опасностей CRN, но мы не можем. Рано или поздно эта проблема может стать реальной и потребовать специальной политики в отношении неё. Однако изготовить серую слизь будет крайне сложно, и нереплицирующиеся нано-вооружения могут быть существенно более опасными и неизбежными. Примечание: в июне 2004 года Эрик Дрекслер и Крис Феникс опубликовали новую статью «Безопасное молекулярное производство», в которой рассмотрели риски «серой слизи». (http://www.crnano.org/PR-IOP.htm ) Слишком мало или слишком много регуляции может привести к неограниченной доступности. Неконтролируемая доступность технологии нанофабрик может быть следствием недостаточной или чрезмерно усердной регуляции. Неадекватная регуляция сделает более лёгким приобретение и использование незарегистрированной нанофабрики. Излишне усердная регуляция создаст неудовлетворённый спрос на нанотехнологические продукты, который, если станет достаточно сильным, будет финансировать шпионаж, взлом ограничивающих технологий или независимую разработку, и, в конечном счёте, создаст чёрный рынок, недоступный контролю центральных властей (нанофабрики очень удобны для контрабанды). Отметьте, что достаточно жёсткая и ограничивающая регуляция может стать мотивацией для внутреннего шпионажа; и по крайне мере один из атомных шпионов в истории США был мотивирован идеалистическими идеями. Неконтролируемая доступность значительно увеличивает многие из опасностей, перечисленных выше. Соревнующие нанотехнологические программы увеличивают опасность. Существование множества программ по развитию молекулярного производства значительно увеличивает риски, перечисленные выше. Каждая программа предоставляет независимые возможности для того, чтобы технологии были украдены или каким-то другим образом оказались за пределами ограничений. Каждая страна с независимой нанотехнологической программой потенциально является независимым игроком в нанотехнологической гонке вооружений. Сниженные возможности для контроля могут привести к тому, что ограничения будет труднее ввести, но это может привести к более интенсивным попыткам установить грубое регулирование. Ослабление контроля сделает также менее вероятным то, что будут развиты менее экономически подрывающие решения. Полный отказ неэффективен. По мере осознания всех этих рисков будет расти искушение просто запретить эти технологии. Однако мы не думаем, что это сработает. Многие страны уже тратят миллионы на базовые нанотехнологии, и в течение десятилетия продвинутые нанотехнологии будут уже достижимы для крупных корпораций. Они не могут быть запрещены по всему миру. И если наиболее неприемлющие риск страны прекратят работать над ними, то менее ответственные страны станут теми, кто продолжит развитие этих технологий и будет иметь с ними дело. Помимо того, законодательное регулирование не имеет большого влияния на скрытые военные программы. Появление молекулярного производства может быть отложено с помощью жёсткого регулирования, но это, вероятно, сделает ситуацию только хуже в долгосрочном плане. Если МП будет откладываться до того момента, когда оно станет достаточно простым, то тогда будет гораздо труднее следить за всеми программами его создания. Кроме того, на более продвинутой технологической базе развитие нано-продуктов может происходить даже быстрее, чем мы описали, оставляя меньше времени, чтобы приготовиться к социальным потрясениям. Решение этих проблем будет не просто. Некоторые из описанных рисков происходят из слишком слабой регуляции, а другие – из слишком сильной. Несколько различных видов регуляции будут необходимы в нескольких разных областях. Крайняя или полностью тормозящая реакция на любые из этих рисков просто создаст питательную почву для других рисков. Эти риски относятся к нескольким принципиально разным классам, так что единственный подход (коммерческий, военный или основанный на свободе информации) не может превратить их всех. Некоторые из этих рисков настолько экстремальны, что общество не может терпеть этот риск, в то время, пока будут испытываться разные подходы, чтобы предотвратить его. Даже единственное высвобождение серой слизи или нестабильная гонка вооружений – неприемлемы. Прокладывание пути между всеми этими рисками потребует тщательного предварительного планирования. Комментарии переводчика.
жүктеу/скачать 3.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|