Гомо Сапиенс. Человек разумный

Ученые разрабатывают специальную технологию, при которой молекулярные слои вещества наносятся на кристаллические подложки с помощью особых устройств – пушек, стреляющих молекулярными пучками. Управление ими в пространстве («рисование», так сказать) и во времени («стрельба очередями») берет на себя, конечно, компьютер. Уже получены кристаллы, которых в природе не встретишь. Чудо-кристаллы! Они слоисты, словно бабушкин пирог. И «архитектуру» их можно менять по желанию. Под определенную логику, под определенные вычисления…

12.8. Вычислительная машина в каждой живой клетке?

У писателя Андрея Платонова (1899–1951) есть чудесная повесть «Эфирный тракт» (окончена в 1930 году). Ее герой, ученый Фаддей Кириллович, считал электроны живыми созданиями, чем-то вроде микробов. Питаются электроны, полагал Фаддей Кириллович, эфиром. И если открыть дорогу эфиру – создать эфирный тракт, – то электроны начнут бешено размножаться. И техники тогда смогут разводить железо, золото, уголь, как скотоводы разводят свиней. Электроны и животные, рассуждал герой повести, одно и то же, поэтому их изучение надо изъять из физики и передать в руки биологов…

Эти фантазии писателя на удивление созвучны устремлениям инженеров и техников, колдующих над интегральными схемами. Ведь они как бы пытаются создать «мыслящие атомы», упорно стремятся вдохнуть жизнь в электронные схемы, промоделировать с их помощью многие функции человеческого мозга.

Микроэлектронщики словно бы хотят стереть грань между живой и неживой материей. Поэтому вовсе не кажутся из ряда вон выходящими представления доктора биологических наук, некогда сотрудника Института проблем передачи информации Академии наук СССР, лауреата Государственной премии СССР Ефима Арсентьевича Либермана (1925–2011) о том, что в каждой живой клетке имеется своя вычислительная машина.

Он назвал ее МВМ – молекулярной вычислительной машиной.

Как-то в беседе с корреспондентом журнала «Наука и жизнь» ученый изложил свои взгляды. Они представляют большой интерес.

«Если бы инженеру пришлось конструировать типичную электронную вычислительную машину, – рассказывал Е.А. Либерман, – из элементов размером в несколько атомов (а именно таковы размеры элементов в клеточной машине), то этот инженер довольно скоро убедился бы, что не может использовать достоинства такой предельной миниатюризации. Потому что соединительные провода, которых в ЭВМ очень много, займут несравненно больше места, чем все ее элементы. Это принципиальная трудность, и ее можно преодолеть только в принципиально новых «беспроволочных» системах вычислительных машин. Именно такую систему нашла природа, создавая молекулярную машину».

Ученый говорил дальше о том, что детали МВМ – различные молекулярные белки – не закреплены на одном месте, как в интегральных схемах. Они свободно плавают внутри клетки и взаимодействуют друг с другом в результате случайных столкновений.

Казалось бы, ненадежное устройство! Однако размеры клеток столь малы, что нужные столкновения происходят достаточно часто. И вот что замечательно: для «перебора адресов», для поиска необходимых связей молекул совсем не требуется дополнительной энергии, правильные связи создаются «бесплатно», за счет энергии теплового (броуновского) движения молекул.

Много замечательных особенностей МВМ перечислил Либерман. Хранилищем памяти (долговременной), полагал он, в такой машине, скорее всего, служат молекулы РНК и ДНК – те вещества, которые у растений, животных и человека передают наследственные черты. Это, по мнению ученого, очень емкие «блокноты», их много и даже в одной клетке на РНК можно записать уйму информации. Либерман высказал свою гипотезу не так давно. Так что МВМ – идея молодая. Она еще не обросла экспериментами, дискуссиями, диссертациями. Первые специально поставленные исследования только начаты. Главная их цель (так считал автор гипотезы): постараться опровергнуть идею. Это самый короткий и верный путь проверить ее истинность.

12.9. Биотика

Нет, это просто знамение времени! То, что именно сейчас электронщики начинают задумываться: а как же природа решает аналогичные проблемы? Ведь у нее нет ни ламп, ни полупроводников, ни интегральных схем, и все же она (вспомним про мозг) решает свои задачи и демонстрирует при этом настоящие чудеса.

Наука, в которой используются патенты природы, где изучаются полезные для микроэлектроники особенности живой материи, получила название «биотика».

Биотика еще только постигает природные азы. Тайны живого лишь начали приоткрываться, а уже есть и первые успехи. В 1974 году было установлено, что многие органические материалы (трансполиацетилен с примесными добавками, фталоцианин) способны возбуждать и проводить электрический ток. Так появилась надежда создать «провода» толщиной в одну молекулу. Более того, когда проходит электрический сигнал определенной полярности (плюс или минус), органическое вещество может переходить в другое состояние. Возможно, этим путем удастся создать и молекулярные переключатели.