Slow Fourier Transform

Как-то раз, когда я обсуждал с Юджином смысл и природу нанотехнологической революции, буде таковая случится, он спросил меня, за сколько времени наномашины смогут изготовить автомобильный двигатель.¹ Очевидно, что на таскание туда-сюда нескольких сот килограммов атомов железа потребуется много энергии и много времени, и на этом основании он выражал сомнения что нанотехнологическая революция вообще будет таковой.

Однако тут меня мелко осенило. Трехмерная печать теоретически может изготовить объект абсолютно любой формы, но практически одни формы более удобны для печати чем другие, и анизотропность прочности печатной детали диктует оптимальную для печати форму. Некоторые операции с печатными деталями, например склеивание, допустимы тогда, когда с деталями резными, скажем, из дерева или металла я бы никогда не смог их применить, и наоборот, пилить печатную деталь нельзя. Несмотря на универсальность, собственно конструирование механизмов для трехмерной печати должно производиться с учетом реальных возможностей инструмента, и большинство тех кто это делает пока что не в полной мере это осознают.

Точно так же и гипотетический универсальный конструктор на нанотехнологии может изготовить автомобильный двигатель внутреннего сгорания по существующим чертежам, но на самом деле эта конструкция неоптимальна для решения такой задачи таким инструментом. А какая будет оптимальна для получения автомобиля который жрет бензин?

Сильное место наноконструктора как инструмента — это то, что с его помощью могут быть изготовлены сколь угодно малые элементы, и стоимость их изготовления не зависит от размера элемента, но зависит от общего их количества, точно так же как сильное место трехмерного принтера — это то, что стоимость изготовления детали не зависит от сложности ее формы, но зависит от ее объема. Таким образом, оптимальная для наноконструирования конструкция бензинового автомобиля — это автомобиль с силовыми и движущимися элементами не из металла, а сразу из углеродных нанотрубок, с двигателем не внутреннего сгорания, а напоминающим губку, где во множестве микрокамер осуществляется контролируемое окисление топлива с непосредственным получением электричества,² и поскольку необходимая для движения по современной автодороге прочность будет достигаться нанотрубками даже при толщине много меньше миллиметра³ весить он будет при этом как велосипед. Самым сложным движущимся элементом во всей конструкции будет электромотор, да и то, благодаря тому что гипотетическому наноконструктору доступна возможность создавать более или менее любую кристаллическую структуру металла, можно, наверное, получить проводники с гораздо более высокой проводимостью чем у обычной проволоки при эквивалентном сечении. Такому автомобилю будет достаточно стакана бензина на какое-то совершенно неприличное количество километров.

А потом я подумал о том, что когда в фантастике постулируются нанотехнологии, обычно мы наблюдаем точно такое же стремление представить себе мир, единственное отличие которого от нынешнего — это то, что меняется стоимость производства предметов и основным ресурсом становится не материя, а энергия,⁴ но на самом деле, изменятся в первую очередь сами предметы, и горадо раньше чем нанотехнология станет достаточно эффективной чтобы заменить все другие виды инструментов, поскольку наноконструктор эффективен при производстве одних конструкций и малоэффективен при производстве других. Точно так же как с трехмерной печатью и репрапоидами, после получения первого нанопринтера⁵ будут постепенно разработаны конструкции, оптимальные для изготовления именно такими инструментами, и лишь когда будут выработаны средства заменить оными все богатство технологической цивилизации, нанотехнологии благополучно вытеснят все более традиционные технологии производства.

В общем, фрезерный станок еще останется с нами на неопределенно долгое время, а радикальные изменения в повседневной жизни случатся гораздо раньше, чем изменения в экономике.

1. Раньше он задавал мне такой же вопрос по поводу трехмерной печати. Вообще, средство транспорта как лакмусовая бумажка технологической революции подходит, имхо, не всегда, но в данном случае оно наоборот, позволяет продемонстрировать как должен будет измениться мир с ее приходом.↩
2. То бишь, что-то вроде твердооксидного топливного элемента, но наверное это будет какая-то более низкотемпературная реакция.↩
3. Нанотрубки где-то в триста раз прочнее стали.↩
4. Гипотетическому наноконструктору не составляет особенных трудностей переработать любой мусор на отдельные молекулы и сложить разные молекулы в кучки, была бы энергия.↩
5. Универсальным наномашинам надо будет как-то подавать информацию о том, что сделать и где, и подавать энергию — для чего потребуется, по крайней мере на начальных этапах, что-то вроде управляемой компьютером микроволновой печи…↩

См. также:

1. Ведро с гайками
2. Переезд