Abstrakt: Računari proizvode i umnožavaju informacije, skoro bez troškova. Zamislite koliko bi se promenio svet koji poznajemo, kada bi to isto mogli sa materijom.
Datum: Septembar,1998.

Follow @velibor

NANOTEHNOLOGIJA
- Tekst je objavljen u časopisu Računari br 140

ŠTA JE NANOTEHNOLOGIJA?
UNIVERZALNI ASEMBLERI
KADA ĆE PRISTIĆI NANOTEHNOLOGIJA?
ZAŠTO SE DEŠAVA NANOTEHNOLOGIJA?

JEDNOSTAVNA NANOTEHNOLOGIJA?
KRAJNJE MOGUĆNOSTI NANOTEHNOLGIJE?
SUPER MATERIJALI
BUCKYBALL
DIJAMANTSKI MEMORIJA
INTELIGENTNI MATERIJALI

NAREDNA INDUSTIJSKA REVOLUCIJA
NOVAC U NANOTEHNOLOŠKOJ BUDUĆNOSTI?
ZANIMANJA 21-VOG VEKA
BUDUĆI POTRESI NA SVETSKOJ POLITICI
SUOČAVANJE SA TEHNOLOŠKIM ŠOKOM
ŽIVOT U NANOTEHNOLOŠKOM SVETU

Nanotehnologija pretpostavlja totalni zaokret u izgradnji uređaja, proizvodeći gotovo bez troškova, koristeći atome pojedinačno, kao što računari koriste bitove informacija. Ovo bi omogućilo automatsku konstrukciju robe i uređaja bez tradicionalnog ljudskog rada, kao što štampač ili fotokopir mašina proizvodi neograničen broj kopija bez prekucavanja originalne informacije.

Nanotehnologija je nastala ujedinjavanjem više oblasti, od kojih najveći doprinos imaju:

• elektronika, radeći na umanjivanju u proizvodnja mikročipova,
• mikro biologija, izučavanjem strukture DNA, proučavanjem životnih funkcija mikro organizama,
• hemija, radom na proizvodnji složenih jedinjenja.

RIBOZOMI
Mogućnost ovog pristupa može biti ilustrovana ribozomima. Ribozomi proizvode sve proteine u živim bićima na ovoj planeti. Tipičan ribozom je relativno mali (nekoliko hiljada kubnih nanometara) a sposoban je da gradi gotovo svaki protein vezivanjem amino kiselina (gradivne jedinice proteina) u precizne linenearne nizove. Instrukcije za građene proteina ribozomima prosleđuje mRNA (informaciona RNA). Ovaj polimer je sastavljen od osnovnih nukleotida adenina, citozina, guanina i uracila. Niz od nekoliko stotina do nekoliko hiljada (400-1800) takvih kodova je osnova za građenje specifičnog proteina.

ASEMBELRI
Asembleri će graditi molekularne strukture prateći instrukcije računara. Asembler će obezbeđivati trodimenzionalnu poziciju i potpunu orijentacionu kontrolu nad molekularnim komponentama (slično kao ribozomi sa individualnim amino kiselinama) dodavajući ih na rastuću kompleksnu molekularnu strukturu (analogno formiranju belančevina). Asembleri će biti sposobni da grade više različitih hemijskih struktura a ne samo jednu vrstu (belančevine) kao ribozomi.

Izračunavanja pokazuju da asembleri ne moraju biti veliki. Težina tipičnih enzima je otprilike 10⁵ AJ (atomskih jedinica mase) dok ribozom ima težinu od 10⁶ AJ. Najmanji asembler bi mogao da ima masu otprilike deset puta veću od mase ribozoma. Trenutna idejna rešenja asemblera su malo veća od ovoga.

MOLEKULARNI RAČUNARI
Asembleri zahtevaju detaljne nizove kontrolnih signala, kao što ribozom zahteva mRNA za kontrolisanje svojih postupaka. Takve detaljne signale obezbeđuju minijaturni računari. Dizajn molekularnih računara je dao Eric Drexler. Dizajn je mehanički sličan prirodnom, i bazira se na čvrstim štapićima koji u interakciji jedni sa drugima predstavljaju logička kola. logička kola dizajnirana na ovaj način bila bi veličine 5 kubnih nanometara. Za obezbeđivanje minimalne kontrole potrebna je zapremina od 2*10⁵ kubnih nanometara (0.0002 mikrona) za jedan jednostavan 4-bitni ili 8-bitni procesor opšte namene. Postojaće verovatno i “alati” koji će se moći dodavati krajevima ruku asemblera. Zajedno sa svim dodacima, mali asembler sa rukama, računarem, i “alatima” bi trebalo da bude lakši od 10⁹ AJ. Poređenja radi Escherichia coli (vrsta bakterije) ima težinu od 10¹² AJ. Ovakav asembler bi bio daleko veći od ribozoma ali mnogo manji od bakterije.

POZICIJE HEMIJE
Hemičari su izuzetno uspešnu u sintezi velikog broja atomskih struktura (molekula), ali je njihov uspeh bio ograničen na malim strukturama (sa izuzetkom nekih polimera). Poznato je da su atomske strukture od nekoliko stotina atoma su sasvim izvodljive. Hemičari imaju mogućnost da precizno modeluju male strukture atoma, ali trenutno ne postoji mogućnost da na standardan način prave veće strukture. Sposobnost proizvodnje minijaturnih uređaja, vođenih računarom koji sa atomskom preciznošću raspoređuju atome i molekule u tri dimenzije, imaće revolucionarnu posledicu na hemijsku industriju.

Visoko reaktivne komponente često reaguju burno i, atomi i molekuli se slučajno sudaraju jedni sa drugima. U toku reakcija komponente se sudaraju slučajno i reaguju slučajno sa svim čime je moguće. Sinteza pod ovim uslovima ponekad liči na “precizno” postavljanje delova u radio aparat ubacivanjem i mućkanjem. Neverovatna je sposobnost hemičara da pod ovim okolnostima sintetizuju ono što žele.

Mnoga od trenutnih rešenja za hemijske sinteze sastoji je u sprečavanju neželjenih reakcija. Sa sintezom baziranom na asemblerima, takva prevencija se obezbeđuje putem pozicione kontrole. Za ilustraciju pozicione sinteze pretpostavite da želimo vežemo dve komponente, A i B. U prvom koraku, je potrebno odabrati pojedini atom iz komponente A. Da bi uradili ovo, moramo zaposliti asembler koji ima dva dela, jedan deo će imati visok afinitet prema atomima tipa A dok drugi treba da obezbedi pozicioniranje atoma. Isti postupak možemo primeniti i sa atomom elementa komponente B. Sada možemo spojiti komponentu A sa komponentom B pozicionirajući dve komponente tako da dva spoja budu susedna jedan drugom, i dozvoljavajući im da se povežu. Približavamo se dobu kada ćemo biti sposobni da gradimo virtuelno svaku strukturu do atomskih detalja koristeći se zakonima hemije i fizike.

CENA ASEMBLERA
Zbog toga asembleri mogu biti programirani za gradnju bilo koje sturkture, mogu biti programirani da grade druge asemblere. Posle amortizacije astronomskih troškova razvoja i proizvodnje prvog asemblera, njihova cena kao i objekata koje oni grade ne bi trebalo da bude veća od cene materijala i energije potrebne za njihovu izgradnju. Na primer krompiri – imaju zapanjujuću kompleksnost u dizajnu koji uključuje desetak hiljada različitih gena i različitih proteina koju su upravljani od mnogo megabita genetskih informacija – ali je ipak cena krompira svega par dinara po kilogramu.

Proizvodnju prvog univerzalnog asemblera možemo očekivati za 8-15 godina, ali sa obzirom na napredak tehnologije iz drugih oblasti koje nisu direktno povezane sa nanotehnologijom i dodaju svoj doprinos, može se pretpostaviti da će se ovo okvirno vreme skratiti. Naravno posle otkrića univerzalnih asemblera biće potreban još jedan dodatni period vremena da se razvije odgovarajući softver za upravljanje njima, to jest, da se izrade matrice za proizvodnju odgovarajućih artikala.

“Ako želite da vidite mašine nanotehnologije, pogledajte se u ogledalo.”

Svakih 18 meseci ili manje, veličina provodnika i tranzistora u mikročipovima se smanji za 50% dok se brzina čipova udvostruči. Provodnici su već veličine delića mikrona. Koliko dugo možete smanjivati veličinu komponenata na polovinu i očekujući da funkcionišu? Uskoro će provodnici i izolatori u provodnicima postati toliko tanki da će efekti kvantne mehanike doći u igru. Ako gradimo čipove sa toliko malim provodnicima i izolatorima, elektroni počinju da prolaze kroz izolator praveći tunele, ili ukratko, biće nemoguće praviti toliko male uređaje na klasičan način. Uskoro će dizajneri čipova biti primorani da prekinu staromodni koncept mehaničkih kalkulatora, što za posledicu ima totalni zaokret u proizvodnji. Ako možete graditi ove mehaničke delove atom po atom, oni mogu biti hiljadu puta manji i milion puta brži od postojećih tranzistora. Takmičenje za bržim čipovima je bespoštedna borba, a profit na tržištu je ogroman, ovo takmičenje ima za rezultat nanotehnologiju.

Biolozi su dobro upoznati sa sličnim alatima koje opisuje molekularna nanotehnologija kao što su programibilne samo-replicirajuće mašine, koje omogućavaju konstrukciju sa atomskom preciznošću. Biologija je posle svega nesumnjiv dokaz postojanja nanotehnologije. Biljno seme u DNA ima ugrađene genetske instrukcije za manipulaciju atoma i molekula. Na osnovu podataka iz DNA ribozomi rade na proizvodnji proteina i prikupljanju energije, skupljajući atome iz lokalnog okruženja i eventualno praveći više ribozoma. Ako ovladamo programiranjem DNA možemo ga iskoristiti za pravljenje i drugih potrebnih stvari.

Biolozima je zastrašujuće da se suoče sa činjenicom da će ubrzo biti moguće kreirati evolucioni niz, od prvih “nano-mašina", kojima je trebalo nekih 3.5 biliona godina prirodne selekcije da evoluiraju, do života na zemlji kakav danas poznajemo.

Pokušaje da zamislite trodimenzionalnu slagalicu sa trilionima i trilionima povezanih delova. Genetski materijal, koji predstavlja samo-replicirajuću šemu svog biološkog života na zemlji, bio je u centru pažnje istraživača, što je rezultiralo mogućnošću da se manipuliše ovim "nano mašinama". Biolozi stalno otkrivaju i usavršavaju načine da menjaju ove pra-molekularne mašine i mnogo doprinose napretku razvoja nanotehnologije.

Hemičari sa velikom teškoćom, sintetišu sve veće i veće molekule i izvode sve komplikovanije zadatke. Mnogo investicija ulaže se u "inteligentnu sintezu" koja bi im omogućila postavljanje atoma na pravo mesto, da bi mogli da sintetišu odgovarajuće materijale. Nanotehnologija će hemičarima omogućiti da kontrolišu materiju na nanometarskom nivou, čime će nastaviti da povećavaju prefinjenost.

Pojava nanotehnologije će imati za posledicu:

• samostalno sklapanje upotrebne robe,
• nano medicina ( kraj bolestima, starenju, smrti),
• prestanak zagađenja i automatsko čišćenje postojećeg zagađenja,
• molekularna sinteza hrane ( kraj oskudice i gladovanja),
• bilion puta brži računari,
• ekstremno novi izumi (neizvodljivi danas),
• pristup superiornom obrazovanju za svaku osobu na zemlji,
• rekonstrukcija većine od izumrlih biljaka i životinja,
• sigurno i dostupno putovanje svemirom,
• naseljavanje sunčevog sistema.

Pre nego što budemo u stanju da gradimo mašine koje su sposobne da se samo-repliciraju, prvo moramo imati nano-računare, sposobne da upravljaju takvim mašinama, koji će moći da memorišu algoritme i njihove osnovne instrukcije. Za konstrukciju bilo kakvih mikro mašina, moramo biti sposobni da konstruišemo funkcionalne nano-zupčanike molekularne veličine, da bi bili u stanju da konstruišemo složenije uređaje. Nakon konstrukcije zupčanika dolaze na red nano-manipulatori, to jest uređaji koji su sposobni da pomeraju atome i postavljaju ih na željeno mesto.

Nanotehnologija neće doći preko noći. U početku će verovatno biti prikazivane samo demonstracije pomeranja atoma, koje verovatno neće biti čak ni vidljive golim okom. Demonstracije će se sastojati u tome da nano-manipulatori gomilaju specijalno pripremljene molekule povezujući ih u lance ili štapiće. Ispisivanje reči atomima sa atomskim mikroskopom će verovatno postati standard.

I na kraju, biće proizvedeni nano-asembleri, minijaturne “fabrike” sposobne za molekularnu proizvodnju po instrukcijama nano-računara. Takvi asembleri će biti sposobni da grade bilo kakve predmete ili objekte, pa čak i svoje kopije. Biće dovoljno da se izgradi jedan asembler, koji ćemo kasnije moći da umnožavamo u neograničeni broj kopija, uređaja sa identičnim osobinama kao i original.

Pretpostavimo da imamo tehnologiju asemblera sposobnih da grade sebi identične asemblere, i da se mogu programirati da grade druge stvari, što je već napredak. Da sve to nije ni malo jednostavno, videćemo iz sledećeg primera. Ako ovladamo tehnikom programiranja asemblera da napravi drugi, i čak i ako kažemo bilionima asemblera da urade istu stvar, postavlja se pitanje kako programirati hiljade timova od po milion asemblera da rade zajedno sa ostalim timovima na građenju nekog kompleksnog objekta.

Prvi asembleri praktično neće biti pokretni; njih možete zamisliti kao minijaturne fabrike. Svaka ima “mozak” i nekoliko prostijih pod-robota koji rade na specijalnim zadacima. Istraživači imaju mnoštvo specijalizovanih nano konstrukcija u izgradnji i biće ih sve više. Asembleri će proizvoditi nano delove i odlagati ih u skladu sa instrukcijama ostalih asemblera. Neki od specijalizovanih nano mašina će pokretati delove, drugi će ih spajati u celinu, dok će ostali samo pratiti šta se dešava i informisati “mozak” fabrike.

Sigurno će nakon proizvodnje prvog asemblera proteći nekoliko godina istraživanja kako bi se mogli sigurno koristiti za lečenje i “popravku” ćelija živog ljudskog organizma. Nakon toga, uslediće istraživanja usmerena ka otkrivanju načina da se produži ljudski život.

Pesimisti mogu reći da je potrebno mnogo godina da bi sve ovo moglo ostvariti. Ali dok ne stignemo do krajnjeg oblika nanotehnologije, pojaviće se “homogeni produkti”: fina i ultra-jaka vlakna, dizajniranje molekula, sinteza i analiza DNA, 3D računarska memorija...

Treba da prođe gotovo dekada za prvi nano-manipulator, zatim još jedna dekada za prvi samo-replicirajući asembler, i zatim, izgleda, još jedna dekada pre nego što budemo u stanju da pravimo velike proizvode. Ako budemo srećni, paralelni rad na hirurgiji unutrašnjosti tela će se pojaviti otprilike u to vreme. Tokom daljih istraživanja će verovatno biti i novih prepreka u radu, kako budemo otkrivali koliko su kompleksni ti poslovi.

Ovo može zvučati prilično razočaravajuće – ili jednostavno vremenski suviše daleko od danas. Ipak, zbog moguće zloupotrebe nanotehnologije, kao na primer mogućnost izmene ili implementacije lažne memorije ili upotreba nanotehnologije u vojne svrhe, u neku ruku je dobro što je ljudima ostavljeno vremena da se prilagode ovim stvarno radikalnim promenama, i da razviju metode odbrane. Čak i rana nanotehnologija može biti korisna, posebno za biomedicinska i hemijska istraživanja, kao i za sve vrste proizvoda i instrumenata.

Vremensko rastojanje između proizvodnje prvog univerzalnog asemblera i ubrzanog pojavljivanja novih nano-proizvoda (i posledice zamene tradicionalne industrijske tehnologije), će biti šokantno. Istorija pokazuje da linija između dva perioda ljudske istorije predstavlja eksponencijalnu krivu, što smo imali prilike da vidimo na prelasku između kamenog doba, srednjeg veka i industrijskog doba. Nanotehnologija se neće pojaviti prostim sipanjem sadržaja jedne epruvete u drugu, a i krajnje nano mogućnosti neće biti odjednom materijalizovane. Međutim za sve praktične svrhe, do 2030-te, nanotehnologija će pristići nezaustavljivom snagom. Druga naučna polja će takođe nastaviti da ubrzavaju krivu tehnološkog napretka. Genetičari, sa novim poboljšanim alatima, tragaju za planom i razumevanjem ljudskog genoma, tako da oni sami očekuju značajne rezultate za samo nekoliko godina.

DNA je kontrolna tabla postojanja “nano-mašina” koje zovemo život. Genetika će biti odgovorna za produžetak ljudskog života pre nego što nanotehnologija uhvati zalet. Nanotehnologija će jednostavno koristiti i dodavati znanje stečeno u genetici za dalju poboljšano upravljanje ovim kontrolnom tablom. Ne bi se trebalo iznenaditi, ako za 15 godina ljudski najstariji san “dospe u ruke” naučnika. Sa idejom nanotehnologije javila se i ideja o dubokom zamrzavanju ljudi (Cryonics) koji boluju od danas neizlečivih bolesti (rak, AIDS) i njihovo oživljavanje u vreme kada nanotehnologija omogući bezbedno odmrzavanje i lečenje takvih ljudi.

Velike količine ugljenika koje će biti potrebne za građenje objekata primenom novih tehnologija biće nam dostupne iz atmosfere od miliona tona sagorelih fosilnih goriva. Praktično se sirovi materijal sam isporučuje.

Istraživači sa univerziteta Rice imaju cilj da naprave cev još veće dužine, a po njihovim pretpostavkama trebalo bi da prave molekularne cevi gotovo neograničene dužine do kraja dekade. Čak i da zanemarimo ostala dostignuća nanotehnologije, mogućnost izgradnje ovih cevi dovoljno je revolucionarna za mnoge industrijske grane. Predviđeno je da jačina Buckytube bude negde izmeću 1.2 do 2 puta veća od one koju ima dijamantsko vlakno, ili 100 do 150 puta veća od čelika, sa samo četvrtinom težine. Predviđa se da će Buckytube imati 50 do 100 puta veću provodljivost nego bakar. Ako cev može biti napravljena brzo i jeftino, revolucija u prenosu energije nam je u rukama. Takođe takav materijal bi imao visoku otpornost na toplotu. Ne radi se ovde o postepenom poboljšanju u performansama, dvaput ili tri puta boljem; radi se o eksploziji u performansama koje će voditi u radikalnu promenu u industriji.

Na primer, upotrebom Buckytube kompozita, opašće težina mlaznih motora, biće moguće stvaranje tanjih i većih elisi unutar delova za rashlađivanje, a komore unutrašnjeg sagorevanja radiće na većim temperaturama, dajući više potiska za istu količinu goriva. Bilo bi moguće konstruisati avione sa petinom današnje težine, promenjenim dizajnom i neverovatno tankim krilima. Tanji svežanj Buckytube molekula mogao bi se koristiti za proizvodnju kablova koji bi zamenili debele čelične kablove na mostovima. U sportskoj industriji, gde je korišćenje lakih i čvrstih materijala od velikog značaja (ramovi za biciklove, teniski reketi i t.d.), novi materijali će naći široku primenu. Da li ste videli raketno lansiran padobran za ultralaki avion? Šta kažete za super laki, super snažni padobran koji bi u slučaju opasnosti nosio 747?

Ako bismo koristili Buckytube za pravljenje tkanine, takva tkanina bi imala veliku jačinu i otpornost protiv trenja, i našla bi veoma široku primenu. Ona bi imala veliku otpornost na metke. Odeća za more bila bi mnogo otpornija od Kevlara. Veliki šator za četiri osobe može biti težak nekoliko grama, padobrani takođe.

Kako bi smo sekli Bucky odeću? Standardne metalne makaze ne bi mnogo koristile. U stvari kanap od Buckytube može odoleti testeri od najjačeg materijala. U ovu svrhu koristili bi se laseri koji proizvode temperaturu od 3000⁰C. Srećom, takvi industrijski laseri postoje odavno.

Kako će industrija reagovati, ako iznenada novi materijali budu otprilike 100 puta snažniji od čelika i šest puta lakši? To otvara mogućnost konstruisanja proizvoda sa danas nezamislivim karakteristikama, i očekuje se da će primena ovih materijala biti dominantna u 21-vom veku. Pogledajmo samo koliko se život izmenio nakon otkrića plastike, i šta bi nam sve oko nas nedostajalo da ovog materijala nema. Epoha Buckytube bi trebala da ima tako veliku snagu i značaj da je prosto neuporediva sa ljudskim iskustvom.

Primena ovih materijala može da ima i negativnih strana. Zamislimo šta bi se dogodilo ako bismo takvu gotovo nevidljivu nit molekulskih razmera i ogromne jačine razvukli između dva zida u visini vrata. Čovek koji bi tuda prošao, naneo bi sebi teške povrede.

Do početka molekularne proizvodnje nije ostalo mnogo vremena (po nekim predviđanjima 15-25 god), a razlike između proizvodnje današnjih metoda i budućih postupaka, koje će omogućiti univerzalni asembleri (uređaji sposobni za proizvodnju na molekularnom nivou) biće isto toliko velike, kao i razlike između srednjevekovnih načina proizvodnje i današnjih automatizovanih postupaka. Čovečanstvo će biti suočeno sa industrijskim, monetarnim i socijalnim potresima, kao rezultat novog oblika proizvodnje.

U bliskoj budućnosti, timovi naučnika će uspeti da konstruišu univerzalni asembler nano veličine sposoban za samo-repliciranje. U par kratkih godina će biti izgrađeno na milijarde asemblera, preko kojih će biti virtualno realizovani svi sadašnji industrijski procesi. Potrošačka roba će postati jeftina, inteligentna i izdržljiva i biće je u dovoljnim količinama. Medicina će krenuti napred krupnim koracima. Putovanje svemirom i kolonizacija ostalih planeta sunčevog sistema će postati sigurna i dostupna. Zbog ovih i drugih razloga, globalni stil života će se radikalno promeniti a samim tim i ljudsko ponašanje i način razmišljanja.

Uspešne kompanije žele, ne samo da prežive, nego i da napreduju u prvoj polovini 21-og veka. Trebalo bi da počnu istraživanja u cilju pronalaženja najboljih načina kako da koriste nanotehnologiju baziranu na univerzalnim asemblerima, kada oni pristignu. Takve kompanije treba da planiraju kako da dizajniraju proizvode koje proizvode danas, preko ove nove tehnologije. Na primer, posle prvog pristiglog asemblera još uvek će postojati tražnja za pamučnim peškirima, dok se superiorni proizvodi ne konstruišu. Proizvođači peškira treba da sagledaju kako oni izgledaju na molekularnom nivou, da prouče koja je prava kombinacija ugljenika, kiseonika, vodonika i drugih elemenata i kako su oni povezani, i da počnu da pišu softver za proizvodnju peškira u svim njihovim varijacijama boja, šara i oblika. Možda bi takva kompanija trebalo da razmisli i o dizajniranju softvera za liniju elegantnog persijskog tepiha.

Kompanije koje se budu na ovakav način pripremale, određujući unapred kako rukovati sa asemblerima, biće sposobne da pokrenu proizvodnju ubrzo posle proizvodnje prvog asemblera. Cena ovakvih proizvoda će biti daleko manja od sadašnjih zbog uštede na ljudskom radu, proizvodnim mašinama, energiji, prirodnim materijalima (pamuk, svila, koža, drvo…) i sintetičkim bojama.

Buduća tehnologija će biti u stvari tehnologija dizajniranja modela. Ako bi neko želeo da pravi cipele od kože (a da pri tom ne ubije životinju), mora modelovati sa atomskom rezolucijom – gde se svaki atom nalazi u strukturi na pravom mestu. Sintetički molekuli mogu biti veliki i kompleksni koliko želimo i sastavljeni od egzotičnih kombinacija atoma koji se ne mogu naći u prirodi. To je ogromna komplikovana slagalica sa ograničenim skupom od 92 elementa. Srećom tada ćemo imati moćne računare i softver koji će moći da se nosi sa takvim problemima.

Ljudi u Japanu imaju naviku da planiraju na duže staze, Japan se identifikovao sa nanotehnologijom kao verovatnom tehnologijom 21-vog veka. Njihova vlada je izdvojila sto miliona dolara za program za nanotehnološka istraživanja, tako da je to najbolje finansiran program te vrste u svetu, upravljan od strane novog instituta za napredna interdisciplinarna istraživanja.

Do sada su samo bogati ljudi mogli sebi da priušte jako precizne prefinjene stvari dizajnirane prema njihovim potrebama (jahte, vozila, razne tehničke uređaje, itd). Cena ovih proizvoda je visoka ne zbog toga što su izrađeni od retkih materijala nego što je skupa njihova proizvodnja. Kada proizvodnja ne bude zahtevala ljudski rad, tada će ovi danas skupi proizvodi postati dostupni svima. Potrošačka roba, samostalno sastavljena od atoma iz atmosfere, će biti veoma kvalitetna i gotovo neuništiva a pri tome, ako je potrebno može se potpuno reciklirati, dok će proizvodnja zahtevati veoma malo ljudskog rada, izuzev pri dizajniranju softvera. Zbog toga se postavlja pitanje da li će sadašnji koncept novca biti primenljiv u budućnosti nanotehnološke industrije. Za čega će služiti novac kada će svako moći da zatraži od računara samostalno sklapanje potrošačke robe, sastavljene preko noći u uglu garaže koristeći besplatne materijale iz atmosfere. Nanotehnologija će biti za industriju to što je za nauku matematika.

Kakva će zanimanja biti potrebna u nanotehnološkoj budućnosti? Postoji jedna profesija za kojom će sigurno postojati velika potražnja - sistemski programer. U nanotehnološkom svetu, gotovo sve će biti napravljeno od inteligentnih materijala, pokretano mikroskopskim računarima kojima je potreban softver. Sve će biti zavisno od softvera. Zahtevi za programerima će biti veći nego što možete da zamislite danas. Ovo je sigurno jedna od nekoliko profesija koju će biti potrebno platiti, ali je pitanje čime?

Ako se osvrnemo na istoriju, u srednjem veku devedeset posto stanovništva se bavilo zemljoradnjom. Da je tada neko rekao ljudima da će se za samo dve stotine godina kasnije svega deset posto stanovništva baviti zemljoradnjom, ljudi bi se zapitali čime će se baviti ostalih devedeset posto populacije? Ljudi nisu ostali bez posla, ali je pojam ljudskog rada dobio novo značenje sa prelaskom na industrijski oblik proizvodnje. Danas postoje profesije kojih nije bilo pre sto godina kao na primer: vozači, piloti, programeri, psihoterapeuti, menadžeri, elektro-mehaničari, astronauti i mnoga druga zanimanja. Verovatno će se slična stvar desiti i pri prelasku na molekularni način proizvodnje, u kome je fizički ljudski rad sveden gotovo na nulu. Pojaviće se profesije kakve danas ne možemo ni da pretpostavimo. Ako je istorija vodič, ne treba se plašiti da će dolaskom nove tehnologije ljudi ostati bez posla. Samo će se transformisati oblik ljudskog rada od fizičkog ka mentalnom.

Nanotehnološka istraživanja će se nastaviti, a takođe i poboljšanja u nauci, što će zahtevati angažovanje velikog broja visoko kvalifikovanih ljudi na različitim istraživanjima. Biolozi, geolozi, arheolozi i druge slične profesije biće angažovane na reizgradnji u prošlosti uništenih i zagađenih ekoloških sistema i izumrlih biljaka i životinja kojima je sačuvana DNA. Jednom rečju, biće vraćen stari izgled planete, naravno u granicama mogućnosti koje dozvoljava savremeno društvo. Profesije koje se bave uslužnim delatnostima mogu takođe računati na nastavak zaposlenja. Psihijatrija, psihologija, i sociologija će imati čitave nove oblasti primene. Ljudi oslobođeni potrebe za fizičkim radom imaće više slobodnog vremena što će omogućiti da se više posvete samoaktualizaciji, umetnosti, književnosti i muzici.

Šta će se desiti sa državama mega proizvođačima-izvoznicima kao što je Japan, kada bilo koja zemlja sa nano asemblerima i prigodnim softverom bude u stanju da proizvede bilo koju robu?

Šta se dešava sa zemljama OPEC-a, kada nafta postane praktično beskorisna?

Kako će Južno Afrička Republika reagovati, kada bude moguće jeftino proizvoditi dijamante u ogromnim količinama i kada bude moguće jeftino izdvajanje zlata iz mora?

Šta se dešava sa internacionalnom ekonomijom podzemlja (crno tržište), kada sva nelegalna i krijumčarena roba može biti napravljena kod kuće istim uređajima kojima se sprema ručak i kapućino? Šta da rade svetski legalni sistem i njihove pravne institucije?

Pomeranje moći u post-nanotehnološkom svetu postavlja scenu za ubrzanu geopolitičku evoluciju. Promene, od tehnologije danas, do nanotehnologije sutra, verovatno će se dogoditi za manje od pola generacije. Pošto je bliska prirodi, nanotehnologija će se brzo proširiti, uzrokujući za kratko vreme mnogo promena koje je teško zamisliti. Šta se dešava sa svetskom bezbednosti? Atomsko oružje će biti i dalje prisutno, ali nanotehnologija će omogućiti pravljenje čak i mnogo destruktivnijih oružja. Gde će se nalaziti budući “balans moći”? Verovatno je da će se neke državne granice ponovo ucrtavati deset godina posle prvog nano asemblera.

Naseljavanjem svemira doći će do velikih migracija ljudi. Ovo bi moglo da dovede do stvaranja nezavisnih “svemirskih” država. U kakvim će one biti relacijama sa vladom na zemlji – ostaje da se vidi.

Inženjeri i naučnici se bave isključivo tehničkim aspektom nanotehnologije, ne vodeći računa o tome kako će ti izumi uticati na promenu načina života ljudi, i kako će ih ljudi prihvatiti. Psihijatri, psiholozi i sociolozi, sa posebnom pažnjom prate mogućnosti nanotehnologije, da bi bili u stanju da postave teoretske pretpostavke posledica na pojedinca i/ili društvo u celini. Oni proučavaju koliko današnja tehnologija utiče na promene u ponašanju ljudi, i pokušavaju da razviju ideje i pretpostavke o tome kako će se pojava nanotehnologije odraziti na čoveka. Ljudima koji se ne budu snašli u novim, promenjenim, životnim uslovima trebaće vodič. Ako na prvi pogled ne vidite vezu između psihologije i nove tehnologije zamislite da se za par godina nađete u svetu u kome su moguće stvari o koje danas samo možemo da gledamo u naučno fantastičnim filmovima.

Proizvodnja nanotehnologijom omogućava nam da gradimo bilo šta atom po atom, tako da će svako biti u stanju da sastavlja predmete po želji. Ovo je teoretska osnova za replikatore hrane. Krompir će biti moguće sastaviti atom po atom prateći informacije su zapisane u moćnoj nano-kompjuterskoj banci podataka. Svako će moći da zatraži ove informacije sa bilo kog mesta na zemlji. Sa zalihama odgovarajućih elemenata (ugljenika, kiseonika, vodonika, itd) i nekoliko milijardi asemblera, moguće je rekonstruisati identičnu kopiju pravog krompira. Ili možda uraditi istu čak i sa čovekom! Uprkos neodobravanju, svi tehnički detalji sigurno će biti razrađeni.

Ovo su ipak radikalne ideje, ali pogledajte i druge mogućnosti. Nanoračunari i nanouređaji dovoljno mali da mogu biti pušteni u krvotok, dovoljno inteligentni da čitaju DNA osobe u kojoj se nalaze i memorišu informacije koje prikupe. Ako se u telu nađe na primer virus, oni trenutno reaguju obezbeđujući virtualni imunitet na bolesti. Takođe možete programirati ove uređaje da prate aktivnosti mozga sa neverovatnom preciznošću. Ovo otvara priču o svesnosti, inteligenciji, znanju i neispitanim funkcijama mozga, ili možda da uspostavimo direktnu razmenu podataka između mozga i moćnih nanoračunara!

Uzmite jedan nano asembler sposoban za samorepliciranje, programirajte ga da proizvede na bilione svojih kopija, recite im da svaki napravi na trilione nanoračunara od kojih svaki izvršava 10¹⁴ operacija u sekundi, povežite ih u neuronsku mrežu, dodate odgovarajući softver i dobili ste potpuno netaknuto polje za dizajniranje i interpretiranje veštačke inteligencije. Ovde se već može govoriti o pravoj mašinskoj inteligenciji.

Šok budućnosti nije prazna priča u medijima zadnjih par godina. Za vreme manje od pola ljudske generacije asembleri će biti sposobni da nas hrane, oblače i grade kuće za svakoga na ovoj planeti i istovremeno se i pronalaze načini za značajno produžavanje ljudskog života. Za manje od jedne generacije, svi sadašnji proizvodni procesi uključujući i ljudski rad će