Инженерная онтология. Инженерия как странствие

2. Управление геномом (производство ГМ-растений, ГМ-животных, ГМ-микроорганизмов, в т. ч. ГМ-антибиотиков, ГМ-ферментов, ГМ-дрожжевых культур, биопестицидов и т. д.);

3. Искусственные экосистемы (производство вымерших организмов, создание принципиально новых биологических видов, создание экосистем).

Развитие этих направлений носит сценарнозависимый характер.

Магистральным направлением развития биотехнологий является достройка субпакета «управление геномом». На этом пути лежат огромные трудности, колоссальные возможности и предельные риски, в том числе — социальные.

Существенно, что исследования в области стволовых клеток, по-видимому, позволят произвести генетические усовершенствования взрослых людей.

Нанотехнологии

В настоящее время нанотехнологии, в общепринятом смысле этого слова, представляют собой, скорее, не технологический пакет, а граду — совокупность технологий различного содержания и происхождения, работающих с информацией и материей и достигших приблизительно одинакового уровня организации.

Нанотехнологии, обычно, понимают, как технологии, оперирующие размерами менее 100 нм, хотя бы в одной измерении. И тогда мы можем говорить нанопленках; нанонитях, нанотрубках, нановолокнах; наночастицах, нанопорошках; наномеханизмах; наноустройствах (наноэлектроника).

Для работы на расстояниях порядка десятков-сотен нанометров используются технологии различного происхождения и назначения, работающие на совершенно различных принципах. Прежде всего, это атомно-силовой зондовый микроскоп, посредством которого удается измерять межатомные расстояния и перемещать отдельные атомы. Затем — физические технологии взрыва проводников и плазменного синтеза, химические по своему происхождению технологии восстановления тонких пленок и молекулярного наслаивания, смешанная технология ионного наслаивания. Весьма распространена технология микролитографии, имеющая «инженерное» происхождение, практически, это «продвинутая» технология изготовления печатных плат. В микролитографии, плазменном синтезе и взрывах проводников в качестве источников энергии могут применяться мощные коротковолновые лазеры.

Понятно, что столь разнородные технологии применяются для решения разнородных задач, и объединяет эти технологии лишь способность воздействовать на материю на субмолекулярном уровне. Заметим здесь, что характерные расстояния и энергии могут отличаться для различных нанотехнологий в сотни — тысячи раз.

На наш взгляд, размерные ограничения фиксируют лишь формальные сторону дела. Нанотехнологии используют квантовомеханические эффекты. В этом их главное отличие от любых других технологий.

Можно рассматривать нанотехнологии как результат взаимодействия квантовой механики и обычных индустриальных технологий — металлургических, химических, электротехнических и электронных, машиностроительных и т. п.

Информационная структура ТП «Нанотехнологии»

Информационная составляющая нанотехнологического пакета еще более обширна и значима, нежели в случае биологических или информационных технологий. Можно сказать, что нанотехнологии лежат на магистральном пути развития физики.

Физика участвует в формировании комплекса знаний, задающих развитие нанотехнологий, в четырех логиках:

Во-первых, классическая механика, развитие которой привело к созданию электродинамики и возникновению специальной теории относительности;

Во-вторых, оптика, которая в процессе своего развития породила лазерную физику, с одной стороны, и комплекс все более мощных измерительных приборов — лупа, оптический микроскоп, фазово-контрастный микроскоп, электронный микроскоп, атомно-силовой зондовый микроскоп;

В-третьих, метрология, развитие которой породила использующую зондовый микроскоп технологию измерения нанообъектов;

В-четвертых, классическая механика, оптика, электродинамика привели к созданию ранних моделей атома, открытию электрона и формированию комплекса представлений, получивших название квантовой механики.

Квантовая механика опирается на гипотезу Планка о квантованности энергии и законы Эйнштейна, описывающие явление фотоэффекта. На этой базе были сформулированы основополагающие принципы соответствия, дополнительности и неопределенности, первоначально интерпретированные в языке корпускулярно-волнового дуализма.

На следующем шаге было написано уравнение Шредингера, введено основополагающее понятие волновой функции, построена модель атома Бора и создана копенгагенская вероятностная трактовка квантовой механики.