当年阿尔伯特·爱因斯坦根据一块方糖融化在水中的化验数据.计算出一个糖分子的直径是一纳米。凭这一计算就算完成了他的博士论文,要是如今他还想拿到博士学位,他的导师肯定会向他建议:“纳米技术,阿尔伯特,想想纳米机器。”
1959年,继爱因斯坦之后最有争议但也最出色的理论物理学家理查德·费曼在一次题为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出:将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器,将分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质。这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。按照现在流行的术语来讲,这就是纳米机器。
从理论上看,纳米机器几乎是无所不能的。举例说,设想中的一种纳米机器可以把天然碳分子逐个排列,重造一颗完美无瑕的钻石;另一种机器则可以将二氧化物分子重新分解为原来的组成部分。在医学领域,“纳米潜艇”是目前热门话题之一,这种潜艇可以在人体血液中航行,发现并分解血管壁上沉积的胆固醇。
第一台真正意义上的纳米机器诞生于2000年。当年11月24日出版的《科学》杂志宣布:美国康奈尔大学的科学家把一部微型马达与一个金属螺旋桨组装在一起,并使螺旋桨以每秒8转的速度旋转。由于这台马达是从为细胞提供能量的分子中获得能量的,专家预测未来人类也许能够制造出具有修复细胞损伤、制造药物或攻击癌细胞能力的纳米机器。
更理想、也更实用的纳米机器人据专家预测可以在未来25年内出现。这些纳米机器人长有微小的“手指”,可以精巧地处理各种分子,同时有微小的电脑来指挥“手指”的操作。完成一个人体内的血液清理工作可能需要数以百万计的纳米机器人,在每一个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人进行打扫,制造一辆汽车则可能要调动数以一百亿亿计的纳米机器人同时工作。
理想的纳米机器人几乎无所不能,它可以承担医疗、制造、环境、科学探索等诸多领域中人类不能涉足的工作,无论该项任务是危险、繁重、精密还是人类根本不可能从事,纳米机器人都能凭借它来自分子的无限能量,发挥身小体轻的优势,完美地搞定种种mission impossible。
但是,在被某些科学家煽乎得群情激奋的同时,我们还要认识到这样一些问题:
1.如何重复制造这样多的纳米机器人(这是最基本的问题)
依科学家们的设想,纳米机器人应该可以同时具备两种功能:执行它们的主要任务以及制造出它们自身完美的复制体。但是,任何一个稍具常识的人都能认识到——如果纳米机器人无法停止复制,其后果将是灾难性的:纳米机器人在人体内的快速复制能够比癌细胞扩散还要快地布满正常组织,一个发疯的制造食物机器人能够把地球的整个生物圈变成一块巨大的奶酪。
2. 如何控制纳米机器人的数量和能量以免它们拥有的生物能量失控(这样的场景在诸如《侏罗纪公园Ⅱ》、《黑客帝国》等多部影片中都有类似描述)
从最好方面来看,纳米机器人可以使我们在科幻小说中经常见到的生活场景变为现实:通过对分子重新排列组合,纳米机器人能使一台电视在几个小时之内变成了一台电脑,而且几乎不需要额外的开销;从最糟的方面来看,纳米机器人也可能使科幻灾难小说中常见的场面变为现实:纳米机器人复制出无数个自我、侵占了整个地球。
3.如果不同物质之间不再存在形态的差异、而只存在构成目前状态的“信息”上的差异,如果往一块石头中扔进几个纳米机器人就能使它具有生物学定义上的“生命迹象”,我们将如何面对那些我们已经认知的事物,我们沿用几千年的概念将被推翻到何种程度?
纳米机器的出现重新让人们想起美国计算机科学家比尔·乔伊的警告:纳米技术极可能成为吞噬整个宇宙的癌症。的确,我们难以保证不会有一天成千上亿的纳米机器人会将人类和这个世界作为它们制造“产品”的原料。
纳米技术学家们给出了几种对策。其中一个办法是设计出一种软件程序,使纳米机器人在复制数代后自我摧毁;另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人。例如:只有在有毒化学物质,以较高浓度出现时,纳米机器人才能进行自我复制,控制毒素蔓延;或者在一个事先设定好的温度和湿度范围内,机器人才能进行复制。
你看的真仔细,不过你要注意一个细节。当时,那个邪恶科学家给老板实验的时候,是把纳米机器人用来清除战士体内的蛇毒。也就是说,通过设定可以控制这些纳米机器人的行动目的。对机器人的设定一定是通过电脑进行的,因为不可能对每个个体进行设置(纳米是很小的,肉眼无法观察到)。所以,只要通过电脑就有办法控制。因为这个世界上有一种人叫黑客。既然有人能设定目标,就有人能改。
理论上讲纳米机器人是大量原子或分子按确定顺序聚集而成为具有确定功能的微型器件,但制造纳米机器人不一定是从"零"开始。机器人是由零件组装而成的,纳米机器人的零件可以是单个的原子或分子,但是更现实的是具有一定结构和功能的原子团或分子的集合。
利用现实存在的功能器件组装纳米机器人比从一个原子一个原子地构建机器人更为现实可行。生物分子是自然界存在的最丰富的构建纳米机器人的零件的来源,现实可行的途径是按照分子仿生学的原理,利用大量存在的天然分子原器件,设计组装纳米机器人。
纳米机器人是由DNA折纸技术构成的壳状结构,药物分子附着在内部,并由氧化铁纳米颗粒构成的“门锁”控制开关。
当外界施加电磁场时,氧化铁纳米颗粒被加热,然后打开“门锁”,释放药物。由于药物分子都局部的附着在DNA外壳,所以可以通过开关“门锁”来精确的控制体内药物的暴露量。
使DNA纳米机器人响应人的大脑活动,并训练一个算法程序来识别人的大脑活动是处于静息状态还是运算状态。纳米机器人上连接标记荧光的药物分子,将其注入一只置于电磁线圈中的蟑螂体内。
实验时,参试人员头戴EEG装置,在大脑里做心算。此时EEG装置能够检测大脑活动并通过算法程序识别大脑状态,触发电磁线圈产生电磁场,从而触发蟑螂体内的纳米机器人打开“门锁”,释放药物,算法程序还能训练用于其他类型的大脑活动,比如,追踪多动症或者精神分裂症患者的大脑状态。”
药物的释放可以通过有意的触发,或者自动触发。比如,EEG设备能够探测到精神分裂症患者暴力行为来临前的大脑活动,从而自动引发并释放预防性药物。所以说纳米机器人不需要人来控制。
《变种特工》
上映: 2003年9月10日
类型: 连续剧 科幻片
地区: 美国
语言: 英语
时长: 16集
颜色: 彩色
别名: 变种特工第一季,变种特工
大致内容:特工体内被植入了纳米机器人,让他可以控制任何电子设备。
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