Нанобиологические технологии: революция и будущее

Прогнозирование будущего незря является самой сложной задачей для интеллекта. В середине прошлого столетия никто и представить не мог о технологической и культурной революции, которая является следствием массовой интеграции в различные сферы деятельности компьютерной техники, Интернета.

 

 

В принципе, в те года и без прогнозов было очевидным, что вторая половина XX века будет сопровождаться интенсивным развитием электроники и глобальных телекоммуникаций. Уже в начале XXI века стало понятным, что следующие 50 лет будут иметь место быстрое развитие и революционные прорывы в биологии и нанотехнологии.

В первом десятилетии нынешнего века биологи были озадачены примерно тем же, что и век назад физики. Общие концепции в этой области знания уже выработаны, объем экспериментальных данных постоянно увеличивается, для них разработана теоретическая и материальная база. Важно, что многие разработки и перспективы интересуют общество.

Пример проявления интереса – телемост с участием Билла Клинтона и Тони Блэра, который люди наблюдали в конце 1990 гг. Общество получило подтверждение успешного окончания проекта по расшифровке генома человека. Естественно не обошлось без обсуждения последствий этого события для будущего человечества. Несмотря на впечатляющий прогресс, еще не все фрагменты этой головоломки собраны, и следующие полвека уйдет на выяснение недостающей информации. Однако, уже сегодно можно смело говорить о том, что мир вот-вот переступить порог перехода от классической к новой, современной биологии. В скором будущем сформулируются теории, масштаб и значение которых станут близкими к теории относительности и квантовой механике.

Развитие физики – удачная и наглядная модель, описывающая развитие науки вообще и биологии в частности. Физика в былые времена основывалась на в основном на эмпирических данных с последующей аппроксимацией их простыми математическими моделями. В наши дни эта область предполагает глубокое теоретическое понимание, она строится на невероятно точных прогнозах в отношении любых, в том числе сложных процессов.

Биология признана главной научной дисциплиной XXI века. Ранее это признание принадлежало физике в прошлом столетии. Биологов ожидает концептуальный переворот, в том числе «симбиоз» биологии и нанотехнологии, инструменты которых позволят реализовывать возможности физики и техники – изучать сложные живые системы. Нельзя не отметить наномашины, наноустройства и молекулярные сборки будущего, которые позволят решить многие важные задачи, например, стопроцентное излечение недугов, с которыми пока человечество не справляется.

Биология как научная дисциплина разнопланова. Ей характерны различные уровни решения проблем. Самый «поверхностный» из них – открытие и формулирование правил, по которым функционирует любая живая клетка в нормальном состоянии и при разного рода нарушениях. Биологи утверждают, что уже сегодня назрела необходимость в глубоком понимании причин, заставляющих клетки жить, делиться, выполнять свои функции. В этом плане важны исследования причин старения и смерти клетки. В биологии большое внимание отводится причинам того, что одни клетки в процессе развития начинают отличаться от других, различным реакциям одинаковых клеток разных видов организмов, нарушениям, предшествующим трансформации нормальных клеток в злокачественные… Это лишь начало списка вопросов, которыми интересуются как ученые, так и все, кому важно осмысление жизни.

С многими загадками биологи уже справились. Развитие геномики и протеомики существенно углубит и расширит понимание нюансов процессов, протекающих во всем живом.

На перспективу следующим шагом станет полная расшифровка геномов всех видов и отдельных особей планеты. Это позволит осмыслить причины сходства и различия между живыми существами. Лишь в этом случае ученые смогут взглянуть на многие проблемы генетики в совершенно новом свете. В тоже время знание последовательности ДНК недостаточно. Оно представит интерес для решения определенных задач, но не всех. Более полное познание секретов жизни требует изучения белков, кодирующих гены. Этим занимается активно развивающаяся наука протеомика. Ее инструменты и успехи далают понимание «устройства» живых систем более глубоким.

Любой биолог подтвердит важность выяснения устройства строительных блоков, способов их сборки и функционирования. Эти знания необходимы для конструирования функциональных аналогов компонентов живых систем.

Объединение реальных возможностей производственных мощностей, достижения нанотехнологии, и правильного понимания принципов работы живых систем откроет невероятные перспективы.

В группу интересных загадок биологии входит механизм работы мозга. При исследовании этого загадочного и в какой-то степени мифического органа ученые приследуют следующую цель – постижение биохимических и молекулярных основ мышления и рассудочной деятельности. Мозг – это биологический шедевр и самая большая тайна. Компьютеры в плане обработки цифрового материала являются более быстрыми, чем люди. Однако нет такого компьютера, который мог бы думать и принимать морально обоснованные решения. Вы не найдете компьютер способный по-настоящему узнавать предметы, что доступно даже ребенку. Например, 4-летние малыши без каких-либо сложностей отличают осла от лошади. С таким делом не справится даже самый навороченный, ультрасовременный компьютер.

Некоторые успехи достигнуты в области . К ним относятся новейшие математические методы – нечеткая логика и нейронные сети. Эти потходы используются при создании имитации «вычислительной» деятельности мозга. Однако даже они не делают суперкомпьютер способным тягаться с годовалым младенцем.

Исследования, связанные с мозговой деятельностью, требуют совершенно новую теорию, которая способна вызвать переворот подобно тому, что вызвали в свою время теория относительности и квантовая механика.

Только революционная теория станет гарантом настоящего объяснения процесса мышления. При этом данная теория должна базироваться на знаниях и достижениях нанотехнологии.

Многие биологи пытаются ответить на следующий вопрос – когда появятся думающие машины? Пока на планете имеется одна из таких машин – Homo sapiens. Если не говорить о безоговорочной идее дуализма тела и разума, который исповедует Декарт, то станет очевидным, что мозг является сложнейшей думающей, мыслящей машиной. Примечательно то, что его полноценную работу обеспечивают элементарные и конечные химические процессы. Организация мозга очень сложна, но эта биологическая машина подчиняется химическим и физическим законам. Ученые прогнозируют создание машины в лаборатории, которая станет полноценным аналогом мозга.

Подчеркнем, что нанобиологическая революция сопряжена с некоторыми рисками. В этом плане также уместно рассматривать параллель между биологией и физикой. Самый опасный «продукт» современной физики – атомная бомба. Ее появление стало причиной постоянного страха людей. В годы холодной войны в развитых странах велись активные разработки биологического оружия. Давайте смотреть правде в глаза, некоторые смертоносные штаммы временами выходят из лабораторий. Последствия вам известны. Напомним о рисках, которые связаны с работой генных инженеров. К таковым следует отнести суперсорняки…