Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий

Разработал его Бинниг в 1986 году. В том же году пришла награда – за сканирующий туннельный микроскоп Бинниг получил Нобелевскую премию по физике. Вместе с Рорером и Руской. С последним Биннига с Рорером объединяло только слово “микроскоп”, но Нобелевский комитет пошел на это, чтобы воздать должное патриарху. Лауреатов может быть максимум три, так что Кристоф Гербер остался за чертой призеров. Он получил в виде компенсации множество других премий, но кто о них знает, кроме узких специалистов? Нобелевский комитет отметил также специальным коммюнике вклад Рассела Янга в создание сканирующего туннельного микроскопа. Кто сейчас помнит о Расселе Янге? Его фамилия, как и фамилия Гербер, все реже упоминается в историях создания зондовых микроскопов. Все придумал Бинниг, а Рорер был его начальником. Тут действует общее правило: победитель получает все.Победителем был Бинниг. Но он не стал почивать на лаврах и увлекся новой идеей – как на учить компьютер мыслить так же, как он, креативно и дедуктивно. В 1994 году Бинниг основал компанию “Definiens”, которая занимается, в частности, разработкой программного обеспечения для распознавания образов. Пожелаем ему удачи.Зондовые микроскопы – конечно, выдающееся творение ума человеческого, я не побоюсь поставить их в один ряд с орбитальной космической станцией, телескопом “Хаббл” и компьютером. Они чрезвычайно расширили наши возможности в познании тайн вещества и живой материи.

Только не следует думать, что до их изобретения ученые блуждали в потемках, как это зачастую представляют. У ученых было достаточно других методов исследования структуры вещества плюс развитое пространственное воображение, так что большинство из них хорошо представляли себе, как выглядят изучаемые ими объекты. Глядя на современные фотографии сверхвысокого разрешения, они зачастую лишь удовлетворенно кивают головой: да, все верно, именно так мы себе это и представляли. Более того, такие фотографии далеко не всегда принимаются в качестве убедительного доказательства в научном споре, если они противоречат другим данным.

Как же так, скажете вы, как же можно спорить с очевидностью в прямом смысле этого слова? Но разве после прочтения этой книги вы не поняли, что ученых хлебом не корми – дай опровергнуть очевидное, именно так открытия и делаются. А если без шуток, то основания для сомнений действительно есть почти всегда. Объекты фотографируют в условиях, далеких от условий их существования в реальной среде, при подготовке образцов к съемке их подвергают различным воздействиям, которые могут повлиять на их структуру. В результате фотография соотносится с оригиналом в лучшем случае как тело в гробу с живым человеком, которого мы хорошо знали при жизни.Кроме того, исследования обычно ограничиваются единичным объектом или микроскопическим участком. Насколько эти данные показательны? Представьте себе, что вы выхватили наугад человека из толпы в произвольной части земного шара и из его внешности и характера делаете вывод о всем человечестве в целом. Конечно, по правилам нужно, как говорят, набрать статистику, изучить репрезентативную группу и усреднить параметры, но это требует времени и денег, которых, как водится, всегда не хватает. Поэтому изучают единичный объект, а из нескольких полученных фотографий выбирают ту, которая в наилучшей степени иллюстрирует тезис, который хочет доказать исследователь.Необходимо также помнить, что в добрый старый оптический микроскоп мы объект действительно видим, тогда как картинка, получаемая с помощью современных зондовых микроскопов, представляет собой, по сути, компьютерную реконструкцию, результат математической обработки регистрируемых устройством сигналов. В существе используемых при этом программ не разбирается даже большинство специалистов, работающих на этих микроскопах, что уж говорить о пользователях. Вот почему так ценятся классные специалисты, которые могут разъяснить, что в полученной картинке соответствует, скорее всего, действительности, чему не следует придавать большого значения и на что вовсе не стоит обращать внимания как на ложный, приборный, компьютерный артефакт, который они зачастую тут же и “стирают”, используя все те же компьютерные программы.

Что из этого следует? Только то, что ученым есть еще над чем работать в плане совершенствования техники исследований. Чем они и занимаются, упорно и последовательно. И все это нисколько не затмевает того факта, что создание зондовых микроскопов с атомарным разрешением привело к феноменальному прогрессу науки и техники и выходу их на новый уровень, который мы сейчас обобщенно называем нанотехнологиями. Структура многих объектов была впервые изучена именно с помощью зондовых микроскопов, потому что другие методы были бессильны. А это, в свою очередь, создало основу для целенаправленного конструирования новых объектов, материалов, устройств, обладающих разными полезными для нас с вами свойствами.