Описанные в этом разделе варианты глобальной катастрофы можно назвать версиями трех «С» – Самостоятельно Спровоцированные Ситуации. Эти слова, безусловно, подходят для всех трех случаев, однако в первом из них (уже сегодня приближающаяся к катастрофе демографическая ситуация) человечество попросту не может «взять быка за рога» – вероятно, не хватает решительности. Ведь искусственное ограничение рождаемости было технически возможно еще в середине прошлого столетия, однако этим решением так и не воспользовались.

Несколько иначе дела обстоят с Большим адронным коллайдером и нанороботами. Обе разработки являются то ли поиском новых приключений на голову и без того не скучающего человечества, то ли воплощением снов, навеянных научно-фантастическими романами. Что ж, дополнительные приключения мы уже получили, остается лишь надеяться, что в ближайшее время сны не превратятся в кошмары.

 

Глава 7

Демографическая проблема

Несмотря на то что демографическая ситуация уже не первое десятилетие находится под наблюдением специалистов из таких организаций, как ООН, и должна была частично стабилизироваться уже в начале нынешнего века, до сих пор не удалось взять ее под контроль. И, судя по всему, уже не удастся. Если численность населения планеты не сократится вследствие какой-либо из глобальных катастроф, уже в этом десятилетии мир существенно изменится. Кстати, многие компетентные специалисты сегодня действительно рассматривают всемирную катастрофу как фактор естественного регулирования численности нашей популяции.

Но если в ближайшие годы в ситуацию не вмешается какое-либо глобальное происшествие «извне», мы очень скоро столкнемся со всем букетом сопутствующих перенаселению проблем, таких как исчерпание ресурсов, небывалое загрязнение планеты, нехватка пищи, непригодность пресной воды для земледелия и для питья, элементарная нехватка чистого воздуха… Человечество семимильными шагами движется к состоянию, которое социологи называют демографическим коллапсом. Что это такое?Лучше всего демографический коллапс описывает популярный среди специалистов по демографии пример: количество брошенных в бочку с вином дрожжей растет по экспоненте, похожей на график роста населения Земли с XVIII века. Однако очень быстро наступает переломный момент, когда дрожжи: а) заполняют собой всю окружающую их среду и исчерпывают ее ресурсы, необходимые для их размножения; б) отравляются продуктами собственной жизнедеятельности и гибнут всей популяцией – причем гибель популяции в этом случае происходит гораздо быстрее роста ее численности.

Не исключено, что итоги демографического коллапса человечества будут столь же радикальны.

Несмотря на беспрецедентные меры по контролю рождаемости, население Китая продолжает увеличиваться

Как справедливо заметил Чарльз Дарвин, для любого живого существа естественно размножение в столь быстрой прогрессии, что не подвергайся это существо истреблению, потомство одной пары очень скоро наводнило бы всю планету. При этом популяции животных, растений, бактерий и всех живых существ растут по определенной схеме: демографический взрыв – экологический кризис (исчерпание каких-либо ресурсов среды обитания) – демографический коллапс – гибель популяции либо стабилизация существенно сократившегося числа ее особей.

Экологический кризис возникает из-за того, что рост численности и потребностей вида, «разогнавшись» (в данном случае это слово – самое емкое определение), превышает значение, которое соответствует биологической емкости среды обитания популяции. Более того, этот взрывной рост продолжается еще некоторое время, делая ситуацию необратимой: среда обитания – в нашем случае речь идет обо всей планете – обедняется и разрушается, переводя популяцию в стадию экологического кризиса. Численность популяции обрушивается. Количество особей снижается до уровня, более низкого по сравнению даже с оставшейся после разрушения биологической емкостью среды. То есть, если бы Земля после такого кризиса сохранила количество ресурсов, достаточное для жизни нескольких десятков миллионов человек, численность выжившей человеческой популяции уменьшилась бы «с запасом» – вероятно, до 3-4 миллионов. Это и есть демографический коллапс, после которого обычно наступает стабильность.

Факты

Многие тысячелетия население нашей планеты росло очень медленно. В начале нашей эры оно не превышало 200 миллионов человек – причем некоторые исследователи приводят аргументы в пользу куда меньших чисел (20-50 миллионов). В эпоху Средневековья прирост немного увеличился, однако существенно возросла смертность из-за войн и эпидемий. Поэтому до начала промышленной революции два столетия назад количество людей на планете хоть и увеличилось, но меньше, чем можно было ожидать.

В начале XVIII века научный, медицинский, промышленный и экономический прогресс сдвинул рост человеческой популяции с мертвой точки. Этот период можно назвать началом взрывного роста населения Земли, поскольку уже в 1830 году оно достигло 1 миллиарда человек.

Следующий сдвиг пришелся на середину XX века. В 1939 году численность человечества достигла 2 миллиардов.

И без того набирающий обороты процесс подстегнула развернутая Всемирной организацией здравоохранения кампания решительного наступления на болезни в государствах Азии, Африки, а также Центральной и Южной Америки. Существенно снизился уровень смертности в этих странах – при том, что уровень рождаемости оставался и остается таким высоким, будто человеческой популяции грозит вымирание и лишь стремительное увеличение численности может этому помешать.

Уже в 1960 году численность населения составляла 3 миллиарда человек. В 1975-м – 4 миллиарда. В 1987 Землю населяли 5 миллиардов человек, а шестой миллиард набрался уже ко второй половине 1990-х годов. Прослеживается довольно мрачная закономерность: первый миллиард человечество «набрало» примерно за 18 столетий, второй – за 109 лет, третий – за 21 год, четвертый – за 15 лет, пятый – уже за 12… А на шестой понадобилось и вовсе меньше десятилетия, при том, что на это время пришелся распад СССР и соответственно возникла «демографическая яма» во всех странах советского блока. Различные механизмы регуляции численности населения в развивающихся странах были задействованы уже в середине XX века, но цифры показывают, что действенны они оказались далеко не всюду.

Средний ежегодный прирост населения сейчас колеблется в пределах 2 %. Если условно принять количество землян за 6,5 миллиарда (по некоторым данным, реальное число уже сегодня может быть на 1-1,5 миллиарда человек больше), то окажется, что население планеты увеличивается на 130 миллионов человек ежегодно.

То есть каждый год в мире становится демографически примерно на одну Россию больше.

Почти весь прирост приходится на южную часть планеты. Самая населенная территория мира – Южная Азия, так как там расположены две демографические сверхдержавы – почти двухмиллиардный Китай и полутора-миллиардная Индия.

Полуостров Индостан – родина значительной части населения земного шара. Со временем занимающая большую его часть Индия выйдет на лидирующие позиции по количеству населения даже по сравнению с Китаем, поскольку сегодня показатели рождаемости в этой стране существенно выше

Однако рекордсменом роста населения все же является Африка с ее ежегодным приростом около 2,8 %.

Внутри африканского континента по этому показателю первую позицию занимает Кения – количество граждан этой страны увеличивается на 4,2 % в год. При этом Африке отнюдь не чужда пропаганда снижения численности населения. Например, в 90-х годах прошлого века в Нигерии даже ввели штраф за пятого ребенка от одной жены. При этом не было запрещено ни многоженство, ни многомужество, поскольку это было бы нарушением многовековых культурных традиций страны. Поэтому в случае, когда третья жена рожает нигерийцу пятого и шестого ребенка, он может сослаться на то, что эти «лишние» дети у нее от другого мужа.

Рост численности населения в условном северном регионе планеты (США, Россия, Европа) между тем стремительно падает. В последние годы он не превысил в среднем 0,3 % от населения планеты. Это значит, что 85 % детей сегодня рождаются в государствах Азии, Африки, Центральной и Южной Америки, а в условной северной части Земли – лишь 15 %. И это соотношение продолжает стремительно меняться в пользу юга.

Перенаселение отдельных областей и отрицательный прирост населения в развитых странах перекроят картину мира в ближайшие годы. Уже сегодня «белые люди» составляют меньшую часть населения Европы – и их количество стремительно уменьшается по сравнению с представителями монголоидной и негроидной рас.

Самый высокий небоскреб в мире, «Бурдж Халифа», возведен в Дубае, крупнейшем городе Объединенных Арабских Эмиратов. На момент официального открытия 4 января 2010 года высота здания составляла 828 метров. И если сегодня строительство подобных башен имеет скорее соревновательный характер (нечто вроде всемирной игры «у кого небоскреб выше»), то в скором будущем подобные проекты могут стать насущной необходимостью человечества, вынужденного как-то решать свой «квартирный вопрос». На рисунке: завершающий этап строительства небоскреба

«Бурдж Халифа» над утренним Дубаем. Самая высокая башня человеческой цивилизации очень скоро станет лишь одной из многих

Так же быстро меняется религиозный состав населения планеты. Доминирующее по численности сторонников в начале прошлого века христианство ныне серьезно проигрывает исламу, стремительно увеличивающему количество приверженцев. В дальнейшем это приведет к полной переоценке ценностей, считавшихся в христианской традиции общечеловеческими.

К 2012 году население стран «третьего мира» будет составлять более чем 90 % населения планеты. Можно ли в такой ситуации говорить о некоем ожидающем человечество «квантовом переходе»? Реальный переход в другую качественную составляющую уже совершен – в ближайшие годы дальнейшие пути развития человечества будут определять иные приоритеты.

Помимо сказанного, следует упомянуть еще об одном риске, непосредственно связанном с неконтролируемым ростом населения планеты, – это генетическая деградация человека. Исследуя генотип современного человека, ученые пришли к выводу: накопление генетических дефектов в результате прекращения генетического отбора, нарушение моделей полового отбора, распространение мутагенов – все это может привести к быстрому и неконтролируемому накоплению дефектов в ДНК человека. Результатом этих процессов может стать стремительное (всего в течение нескольких поколений) вырождение и вымирание человека. Многочисленные опыты показали, что при определенном давлении мутагенов естественный отбор не успевает компенсировать накопление генетических мутаций – следствием становится полное вымирание вида. Поэтому клонирование и воспроизведение людей из замороженного генетического материала очень скоро станет единственным способом воспроизведения жизнеспособной человеческой особи.

При наложении этого сценария на последствия демографического коллапса или практически любой глобальной катастрофы гибель человечества становится неминуемой – причем не «в будущем», а прямо на наших глазах. Безусловно, это не самая оптимистичная нота для завершения очередной главы, однако в нынешней демографической ситуации действительно мало поводов для оптимизма.

В наши дни даже окраины китайских мегаполисов превосходят по количеству населения некоторые страны бывшего СССР. На рисунке: пик Виктория в Гонконге, специальном административном районе КНР

Глобальная катастрофа в художественной форме

В повести Джека Лондона «Алая Чума» (1912) описываемые события во многом напоминают приведенный выше сценарий «дрожжей в винной бочке» – когда за демографическим взрывом следует гибель или значительное сокращение популяции. Причиной подобного исхода писатель называет пандемию неведомого до сих пор заболевания. Несмотря на то что книга была написана за столетие до предполагаемой «Катастрофы-2012», ее можно цитировать как современное произведение.

«Да, все быстротечно, как дым. И человеческая цивилизация на этой планете – тоже дым. Люди одомашнили животных, которых удалось приручить, уничтожили диких зверей, расчистили землю от буйной растительности. Но потом человечество умерло, планету захлестнул поток первобытной жизни, сметая на своем пути все, что сделали люди; леса и сорная трава надвинулись на поля, хищники растерзали стада, и вот по берегу, где стоял ресторан, бродят волки. – Старик ужаснулся собственным мыслям. – Там, где когда-то беспечно жили четыре миллиона людей, теперь рыщут голодные волки, и нашим одичавшим потомкам приходится защищаться доисторическим оружием от четвероногих грабителей. И все это из-за Алой Смерти.

…Мир был переполнен людьми. Численность населения земли по переписи 2010 года составляла восемь миллиардов, да, да, восемь миллиардов – восемь панцирей от крабов. Не то, что сегодня. Люди знали множество способов, как добывать пищу. Чем больше было еды, тем больше рождалось людей. В1800 году только в одной Европе было сто семьдесят миллионов. Сто лет спустя – положи песчинку, Хоу Хоу, – в 1900 году там насчитывалось уже пятьсот миллионов, значит, к пяти песчинкам надо добавить один зуб. Это показывает, как легко стало добывать пищу и как быстро увеличивалось население. В 2000 году Европу населяло уже пятнадцать сотен миллионов. То же самое было повсюду. Вот эти восемь панцирей от крабов означают восемь миллиардов человек, которые населяли землю в то время, когда началась Алая Чума». (Джек Лондон, «Алая Чума»).

 

Глава 8

Большой адронный коллайдер

В ближайшие несколько лет восстановленный после аварии Большой адронный коллайдер (БАК) будет запущен на полную мощность – первый такой запуск предполагается в 2011 году. Сегодня ни для кого не секрет, что этот масштабный эксперимент грозит планете множеством разрушительных последствий, большую часть которых предвидеть попросту невозможно, поскольку БАК не имеет аналогов. На одно из весьма вероятных последствий указывают все ученые, которые говорят о риске запуска данной установки: это образование в коллайдере микроскопических коллапсаров (черных дыр). Под влиянием притяжения нашей планеты эти объекты опустятся к ядру Земли. Появившись однажды, они начнут набирать массу, притягивая частицы земного вещества. Рост подобной черной дыры не может быть мгновенным и в первое время просто не будет ощущаться. По некоторым подсчетам, для того, чтобы поглотить Землю, ей понадобится больше двух десятилетий. Однако при поглощении вещества черной дырой примерно половина его массы переходит в энергию излучения. Это значит, что поглощение нашей планеты изнутри будет сопровождаться разогревом ее вещества. Уже в течение первого года с момента образования растущего внутри Земли коллапсара человечество будет уничтожено многочисленными извержениями, спровоцированными сдвигами литосферных плит. В этом случае проснутся все когда-либо существовавшие супервулканы – давление на их магматические очаги увеличится в тысячи раз. Дальнейшая судьба цивилизации уже описана в главе 3, в которой рассмотрены последствия взрыва гигантского вулкана.

В начале XX века был совершен научный переворот в области физики. Прежде всего он был связан с именем Альберта Эйнштейна, который разработал общую теорию относительности, – это система, которая описывает Вселенную на макроуровне. Немногим позже появилась еще одна революционная теория – квантовая теория поля, направленная на описание мира на микроуровне. По отдельности эти теории казались верными, однако выяснилось, что совместить их невозможно – например, черную дыру можно описать лишь в рамках одной из этих теорий, но процессы в ней никак не укладываются в рамки обеих.

Альберт Эйнштейн, один из отцов-основателей современной молекулярной физики, создатель общей теории относительности и просто гений

Позже, в конце 1960-х годов, ученые пришли к созданию так называемой Стандартной модели, объединившей три из четырех фундаментальных взаимодействий – слабое, сильное и электромагнитное. Однако модель не вместила гравитационное взаимодействие, поэтому общая теория относительности, которая его все же учитывала, по-прежнему остается актуальной. Ученым пока не удалось объединить Стандартную модель и общую теорию относительности, и они используют обе системы. На практике это ведет к тому, что любое открытие в области молекулярной физики оказывается либо верным по Стандартной модели и невозможным согласно теории относительности, либо наоборот. Таким образом, одно и то же явление может быть описано, например, как луч и как взрыв, что, согласитесь, не совсем одно и то же.

Большой адронный коллайдер (LHC, Large Hadron Collider), по сути, предназначен для экспериментов, которые могли бы подтвердить или опровергнуть часть теорий, что способствовало бы созданию единой непротиворечивой квантовой гравитационной теории. БАК является ускорителем заряженных частиц на встречных пусках. В сущности, он предназначен для разгона протонов и тяжелых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Двигаясь в противоположных направлениях, потоки частиц будут разгоняться до самых высоких показателей, когда-либо достигавшихся в ускорителях, а затем сталкиваться с частотой 30 миллионов раз в секунду, создавая при каждом столкновении тысячи еще меньших частиц, разлетающихся почти со скоростью света.

Данных, получаемых коллайдером, слишком много, и обработать их в полном объеме невозможно. Основную информацию будет отбирать специальная автоматическая система

Факты

Эта самая крупная экспериментальная установка в истории человечества построена в научно-исследовательском центре CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire – Европейский совет ядерных исследований) в горах швейцарского кантона Юра на границе с Францией, недалеко от Женевы. Строительство этой подземной системы заняло 7 лет – недолго, поскольку основная часть сети подземных туннелей у CERN уже была.

Основной кольцевой туннель коллайдера с длиной окружности 26,7 километра проложен под землей на глубине от 50 до 175 метров. Чтобы поместить большую часть кольца туннеля в цельную скалу, создателям пришлось наклонить его на 1,4 % относительно поверхности земли.

Для удержания и коррекции протонных пучков в БАК используются 1624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых – свыше 22 километров. Магниты работают при температуре, близкой к абсолютному нулю (температура перехода гелия в сверхтекучее состояние), – 271°. Для охлаждения магнитов используется уникальная криогенная линия. Таким образом, работающий БАК будет одним из самых холодных мест во Вселенной.

Любопытная деталь: ученые из CERN вполне серьезно относятся к возможности воспроизведения в БАК микроскопической модели Большого взрыва, с которого и началась наша Вселенная много миллиардов лет назад.

Создание Большого адронного коллайдера обошлось в общей сложности в 8 миллиардов евро, причем около 3 миллиардов ушли на расчеты. По всей вероятности, строительство коллайдера не принесет создателям коммерческой выгоды, поскольку изначально направлено на развитие фундаментальной науки, оказавшейся в конце XX века в тупике.

По словам инициаторов проекта, чтобы записать данные, получаемые на работающем адронном коллайдере за год, понадобилась бы стопка компакт-дисков без упаковки высотой 20 километров. Ученые нашли довольно сложное решение для борьбы с переизбытком информации – ключевые данные будет отбирать специальная автоматическая система. Вероятно, большая часть полезной информации останется за пределами внимания автоматики. Однако это единственное реальное решение «информационного вопроса», поскольку для обработки всей поступающей информации необходимо количество физиков, во много раз превышающее население земного шара.

В туннеле Большого адронного коллайдера

Большой адронный коллайдер изнутри. Обеспечить надлежащий разгон частиц – непростая задача. Настолько непростая, что БАК признан самым сложным прибором за всю историю человечества

В 1960-х годах профессор Эдинбургского университета Питер Хиггс предположил, что в природе должна существовать «предэлементарная» частица, отвечающая за массу всех элементарных частиц. Эта теоретическая выкладка произвела фурор – существование такой частицы объясняло многие физические закономерности, до этого времени считавшиеся необъяснимыми. Гипотетическая частица была названа бозоном Хиггса (сегодня она имеет также альтернативное название – «частица Бога»). Экспериментальное подтверждение ее существования – одна из приоритетных задач работы коллайдера. По словам самого первооткрывателя, если гипотеза о существовании бозона Хиггса окажется неверна, «это будет значить, что ни я, ни другие больше ничего не будут понимать в том, что мы знаем о слабом и электромагнитном взаимодействии». В этом случае теоретическая физика будет отброшена на уровень середины прошлого столетия.

CERN посчитал, что интересы теоретической физики – достаточное основание, чтобы подвергнуть серьезному риску само существование нашей планеты. За время с начала проектирования БАК Европейский совет ядерных исследований обнародовал несколько докладов, призванных опровергнуть основные риски. При этом аргументы CERN многим физикам кажутся весьма спорными. К примеру, эксперты этой организации неоднократно указывали на то, что космические лучи постоянно воздействуют на атмосферу Земли – при этом пучки частиц сталкиваются с большей скоростью, чем это будет происходить в коллайдере, но ни один образованный вследствие этого процесса коллапсар еще не нанес нам вреда.

Однако многие именитые ученые указали на то, что приведенный специалистами CERN пример не соответствует тому, что будет происходить в БАК. Скорость частиц, образующихся при столкновении в атмосфере, остается близкой к скорости света, поскольку речь идет о «бомбардировке» неподвижной атмосферы движущимися частицами (закон сохранения импульса). При столкновении встречных пучков частиц в коллайдере импульс нейтрализуется – здесь имеет место взаимная нейтрализация импульса частицами, движущимися в противоположных направлениях. Поэтому если при столкновении космических лучей с атмосферой образуются микроскопические черные дыры, то они продолжают двигаться со скоростью света и пролетают Землю насквозь (материя не может быть препятствием для подобных явлений, так как размеры этих коллапсаров изначально меньше даже размеров электрона). Если источником подобных черных дыр станет коллайдер, на их скорость будет влиять лишь земная гравитация – примерные результаты этого явления кратко описаны в начале главы.

Своеобразный пункт отправления Большого адронного коллайдера. Именно здесь частицы начинают свой разгон

Еще один существенный риск работы БАК – образование гипотетической кварковой материи, способной присоединять к себе атомы обычного вещества. Частицы этой новой материи называются stranglets – стрейнджлеты, так называемые «странные частицы», также именуемые страпельками. Сразу после образования стрейнджлеты начнут неограниченно поглощать и преобразовывать вещество Земли. В результате вся планета, а возможно, и вся Солнечная система очень быстро превратится в единый сгусток «странной материи».

Протяженность туннеля – почти 27 километров. Чтобы добраться до интересующей точки БАК в определенном секторе туннеля, технические работники CERN вынуждены использовать специальные транспортные средства

Кроме страпелек, БАК может спровоцировать образование еще нескольких десятков наименований опасных объектов, подобных страпелькам. Например, частицы «истинного вакуума», которые будут расширяться с еще большей скоростью. В своих заверениях о безопасности коллайдера CERN изначально исходит из Стандартной модели, а эта система опровергает само существование подобных объектов. Однако опровергает она и существование бозона Хиггса, поиск которого является, как уже говорилось, приоритетной задачей в работе коллайдера.

Получается, что «безопасный» БАК создан во многом для того, чтобы опровергнуть свою безопасность. Безусловно, история цивилизации знала и не такие парадоксы, но человечество впервые вышло в своих экспериментах на качественно новый уровень – только в первом десятилетии XXI века у людей появилась возможность уничтожить всю планету всего одной экспериментальной установкой.

 

Глава 9

Нанороботы

Нанотехнологии – это отрасль, которая долгое время может развиваться с минимумом практической отдачи и грандиозной затратой финансовых средств, чтобы затем изменить мир практически мгновенно. Разработкой нанотехнологий сегодня заняты все развитые и многие развивающиеся страны мира, но вплоть до последних лет отрасль не давала результатов, пригодных для использования. Однако теперь все изменилось – новостные ленты и полосы журналов пестрят новинками из мира «нано» – чего достиг Китай, чем ответили США и какие технологии собираются внедрить в массы российские разработчики. Оптимистичные прогнозы и новости «от станка» перекрывает вал информации об опасности каждой отдельной разработки и угрозе человечеству от качественного прорыва, возможного в случае создания одного-единственного самовоспроизводящегося наноробота. Если судить по энтузиазму разработчиков, такой прорыв – дело буквально ближайших лет. Создание одного наноробота, производящего себе подобных на основе биомассы, будет последним достижением человечества, которое положит конец биологической жизни на планете.

Некоторые исследователи считают, что на ранних стадиях катастрофы самовоспроизводящихся нанороботов можно будет остановить ядерной атакой в эпицентр их распространения, однако ни одно государство в мире не пойдет на ядерный удар, пока не убедится в происходящем на собственном примере…

За последнее десятилетие эйфория по поводу скорого вступления человечества в новую эру развития сменилась многочисленными прогнозами экологических катаклизмов, которые неизбежно будут сопровождать появление нанотехнологий. Какими бы радужными ни казались перспективы создания «разумной окружающей среды» и полного слияния человечества с невидимыми биороботами, приходится признать, что развитие этой отрасли даже на ранних этапах будет приносить лишь вред, а в очень скорой перспективе (возможно, в течение 2-3 лет) приведет к уничтожению всех организмов на планете. Уже нынешний уровень развития нанотехнологий при их массовом применении приведет к колоссальному росту заболеваний, в том числе и онкологических. В качестве яркой иллюстрации можно привести хотя бы ситуацию с нанотрубками, в совершенствовании которых ведущие специалисты разных стран с действительно впечатляющими результатами соревнуются последние несколько лет.

Нанотрубкой называют каркасную молекулу, которая представляет собой полый цилиндр, образованный свернутым листом толщиной в один атом углерода. По сути, это универсальное сырье для технологий будущего. Материалы на их основе обладают грандиозным запасом прочности – они не плавятся при температуре 3500 градусов, не деформируются при давлении 6000 атмосфер и даже «на разрыв» крепче стали в 60 раз. Нанотрубка может обладать проводящими и полупроводниковыми свойствами – в зависимости от ее конфигурации. Это делает возможной замену нанотрубками всей современной микроэлектроники. Уже сегодня в Японии функционируют прототипы дисплеев и винчестеров из нанотрубок. По замыслу создателей на винчестере толщиной в 10 раз меньше толщины листа бумаги можно будет разместить несколько миллионов терабайт информации. При этих параметрах повредить или деформировать такой прибор можно только с применением самых радикальных из подручных средств – тех, которые могут создать давление больше 6000 атмосфер. Подобный дисплей или винчестер является, в сущности, одной большой молекулой, поэтому для его деформации потребуется рвать уже не межмолекулярные, как в случае с любым другим материалом, а межатомные связи.

Легкие самолеты и сверхпрочные космические корабли, бронежилеты-футболки, выдерживающие очередь из крупнокалиберного пулемета, леска толщиной с волос, на который можно безопасно закрепить груз в несколько тонн (при условии оптимального крепления, которое такая леска не разрежет), – чтобы перечислить возможности применения этого материала, следовало бы написать познавательный фантастический роман-утопию в манере Жюля Верна. Однако практическое применение нанотрубок сегодня ограничено их высокой стоимостью (около 6 евро за один грамм), иначе «материал будущего» к настоящему моменту уже получил бы широчайшее распространение. И, по всей видимости, стал бы причиной экологической катастрофы.

Факты

В объединении SVTC (Silicon Valley Toxics Coalition), которое находится в Силиконовой долине в Калифорнии, состоят 110 компаний, занимающихся исследованиями в области нанотехнологий. В минувшем году SVTC опубликовала тревожный отчет, в котором собраны все факты наблюдений за последствиями проникновения и перемещения нанотрубок внутри живых клеток. Отчет рассказывает об опытах по взаимодействию нанотрубок с живым организмом. Например, ученые ввели нанотрубки в образцы клеток человеческого организма, а затем проверили их на предмет жизнеспособности. В результате выяснилось, что первой реакцией клеток было сопротивление вторжению – клетки пытались поглощать нанотрубки лизосомами – органеллами («органами» клетки), которые отвечают за выведение инородных частиц из организма. Однако против этого врага лизосомы оказались бессильны – наночастицы легко проникали через цитоплазму в клеточное ядро. На четвертый день эксперимента все образцы погибли.

Это не единственный подобный опыт. Например, исследовательская группа из Университета Рочестера в США распылила небольшое число углеродных нанотрубок в клетке с крысами. Уже на следующий день исследователи обнаружили, что наноматериалы, легко перемещаясь сквозь ткани, проникли в обонятельную луковицу головного мозга крыс – это стало причиной воспалительной реакции. В течение недели подопытные животные страшно мучились. Через 6-8 дней все крысы скончались.

Когда в Интернете были обнародованы пугающие видеоролики с фрагментами опыта, многие мирные пользователи высказались за то, чтобы аналогичным способом ввести нанотрубки в головы их создателей, а результаты транслировать в Сеть в прямом эфире.

Шейла Дэвис, директор экологической организации SVTC, провела один из опытов прямо на пресс-конференции. В прозрачную стеклянную емкость с дистиллированной водой она поместила шесть пар новых мужских носков, содержащих наночастицы серебра, используемые для предотвращения развития бактерий и образования неприятного запаха. Пока Шейла Дэвис отвечала на вопросы журналистов, специальное устройство встряхивало емкость с носками так, как это делает стиральная машина. Затем был взят анализ воды, которая, как и ожидалось, содержала множество смытых с ткани наночастиц серебра. По словам Шейлы Дэвис, при попадании этой воды в аквариум все рыбы и моллюски вскоре станут бесплодными, а многие из них очень скоро умрут. Это объясняется тем, что наночастицы, благодаря своим размерам свободно проникающие сквозь клеточные мембраны, вызывают не только нарушения репродуктивных функций, но и рак мозга. Затем директор экологической организации SVTC предложила представителям прессы самим вообразить количество наночастиц, которые уже сейчас попадают при стирке одежды в канализационную систему, а оттуда в естественные водоемы.

Узнав о подобных опытах с использованием достижений нанотехнологий, профессор Гарри Крото, который в 1996 году получил Нобелевскую премию в области физики за открытие наночастицы, в конце 2009-го сделал официальное заявление, в котором признал, что современная наука недооценивает все возможные ошибки и риски, связанные с неконтролируемым развитием нанотехнологий.

Между тем стало известно, что сама технология производства углеродных нанотрубок является существенной угрозой жизни людей и экологической ситуации в целом. Затратный и энергоемкий процесс создания нанотрубок начинается с прокачки углеродной смеси при температуре 1000 градусов через специальный реактор, заполненный катализаторами (например, железом, никелем, кобальтом и золотом). Затем полученный материал обрабатывают в растворе соляной кислоты при температуре 100 градусов. После этого из материала удаляют частицы аморфного углерода, подвергая его воздействию раскаленного до 500 градусов воздуха. Это лишь упрощенное описание части производства углеродных нанотрубок, которое на данный момент запущено сразу в нескольких странах (Китай, США, Россия, Германия). Однако при этом проработка очистительных сооружений для нужд нанотехнологов находится лишь в зачаточном состоянии – следовательно, сверхтоксичные, опасные для всего живого отходы этого сложного производства лишь накапливаются в биосфере планеты.

Токсичность большинства наноматериалов уже заставила задуматься российских ученых, до этого времени поддерживавших идею о том, что развитие нанотехнологий – приоритетная национальная задача России на ближайшее будущее. В конце 2009 года в НИИ медицины труда РАМН прошла специальная конференция, посвященная проблемам биологической безопасности нанотехнологий. Ученые решили предложить правительству принять новые технические регламенты для работы с наноматериалами.

Кроме того, гендиректор «Роснанотеха» Леонид Меламед официально признал необходимость, не считаясь с расходами, создать при госкорпорации специальную комиссию по безопасности применения новых научных разработок с правом запрещения дальнейшей работы над проектами, представляющими реальную угрозу.

Модель мельчайшего наноробота внутри капилляра человека

Все это доказывает, что уже сегодня, когда появились лишь первые результаты работы в области нанотехнологий, их использование даже в самых мирных целях стало весьма опасным. Стоит ли говорить, что с самого начала работ нанотехнологии активнее всего применялись для создания новейших видов вооружений? В качестве примера можно привести испытанную в 2008 году российскую термобарическую бомбу, которая получила прозвище «папа всех бомб». Еще одна из обнародованных разработок – созданное учеными из Университета Миссури – Колумбии по заказу Пентагона взрывчатое вещество нанотермит. Новый вид оружия состоит из порошка наноштырей оксида меди и наночастиц алюминия. Взрыв нанотермита порождает ураганную взрывную волну, распространяющуюся со скоростью, которая в 3 раза превышает скорость звука.

Впрочем, все описанные здесь разработки – лишь малая часть от реально существующих. В некотором смысле их можно назвать демонстрационными образцами, предназначенными для того, чтобы показать общественности некоторые возможности нано-технологий. Действительно серьезные разработки секретны, что неудивительно.

Однако даже эти брошенные в массы крохи от подлинной информации о наноразработках позволяют предположить, что до создания самовоспроизводящегося наноробота осталось куда меньше времени, чем принято считать. Согласно «Дорожной карте развития нанотехнологий» (Nanotechnology Roadmap), своеобразному путеводителю по миру нанотеха, опубликованному в конце 2007 года, над которым работали десятки ученых, до появления Atomically precise productive nanosystems (наносистем, позволяющих осуществлять производство с атомарной точностью), то есть первых нанороботов, осталось меньше десятилетия. Возможно, эта разработка появится гораздо быстрее, поскольку уже сегодня существуют действующие модели молекулярного конструктора, позволяющего создавать наноскопические структуры практически любой формы из стандартных блоков.

Сегодня с полной уверенностью можно сказать, что при подобном развитии событий неминуема глобальная катастрофа, которую один из первых теоретиков нанотехнологий Эрик Дрекслер назвал grey goo – «серая слизь» (в данном случае имеются в виду не цвет и консистенция, а безликость массы наномашин). Другое название подобного катаклизма – «экофагия». Речь идет о поглощении и преобразовании всей органики нашей планеты самовоспроизводящимися нанороботами.

Похожая ситуация описана в классическом романе-предупреждении Курта Воннегута «Колыбель для кошки». Ученому из этого произведения удалось создать самовоспроизводящуюся структуру «лед-девять». В этот кристалл преобразовалась вся влага планеты, и Земля очень быстро стала необитаемой. Предупреждение весьма красочное, однако настоящие ученые, судя по всему, не читают художественной литературы.

Глобальная катастрофа в художественной форме

Основной темой романа «Колыбель для кошки» (1963), за который Курт Воннегут получил ученую степень магистра антропологии, можно назвать ответственность ученых за результаты их деятельности. В книге описана гибель человечества из-за глобальной экологической катастрофы, ставшей следствием нового открытия одного из отцов ядерной бомбы. Пожалуй, сегодня эту книгу можно назвать одним из самых сильных произведений писателя и уж точно самым актуальным из них. Как уже было сказано, катастрофа, выросшая из крошечного «зародыша», во многом напоминает сценарий уничтожения Земли «серой слизью» наномашин. Кроме того, эта ситуация заставляет вспомнить стрейнджлеты, которые гипотетически могут появиться в результате работы Большого адронного коллайдера.

«Различные жидкости, – начал доктор Брид, – кристаллизуются, то есть замораживаются, различными путями, то есть их атомы различным путем смыкаются и застывают в определенном порядке. …Теперь представьте себе опять пирамидку пушечных ядер или апельсины в ящике, – сказал доктор Брид. И он мне объяснил, как строение нижнего слоя пушечных ядер или апельсинов определяет сцепление и спайку всех последующих слоев. Этот нижний слой и есть ЗАРОДЫШ того, как будет себя вести каждое следующее пушечное ядро, каждый следующий апельсин, и так до бесконечного количества ядер или апельсинов.

– Теперь представьте себе, – с явным удовольствием продолжал доктор Брид, – что существует множество способов кристаллизации, замораживания воды. Предположим, что тот лед, на котором катаются конькобежцы и который кладут в коктейли – мы можем назвать его «лед-один», – представляет собой только один из вариантов льда. Предположим, что вода на земном шаре всегда превращалась в лед-один, потому что ее не коснулся зародыш, который бы направил ее, научил превращаться в лед-два, лед-три, лед-четыре. …И предположим, – тут его старческий кулак снова стукнул по столу, – что существует такая форма – назовем ее ЛЕД-ДЕВЯТЬ – кристалл, твердый, как этот стол, с точкой плавления или таяния, скажем, сто градусов по Фаренгейту, нет, лучше сто тридцать градусов. …Представьте себе, молодой человек, что у одного из моряков есть крошечная капсула, а в ней – зародыш ЛЬДА-ДЕВЯТЬ, в котором заключен новый способ перегруппировки атомов, их сцепления, соединения, замерзания. И если этот моряк швырнет этот зародыш в ближайшую лужу?..

– Она замерзнет? – угадал я.

– А вся трясина вокруг лужи?

– Тоже замерзнет.

– А другие лужи в этом болоте?

– Тоже замерзнут.

– А вода и ручьи в замерзшем болоте?

– Вот именно – замерзнут! – воскликнул он. – И морская пехота США выберется из трясины и пойдет в наступление!

...

– Если ручьи, протекающие через болото, превратятся в ЛЕД-ДЕВЯТЬ, что же будет с реками и озерами, которые питаются этими ручьями?

– Они замерзнут. Но никакого ЛЬДА-ДЕВЯТЬ нет!

– А океаны, в которые впадают замерзшие реки?

– Ну и они, конечно, замерзнут! – рявкнул он

... – А дождь?

– Коснулся бы земли и превратился в твердые катышки, в ЛЕД-ДЕВЯТЬ, и настал бы конец света»

(Курт Воннегут, «Колыбель для кошки». Перевод Риты Райт-Ковалевой).