Student World

Úplná verze tohoto článku vyšla v Business Worldu 3/2005. Seriál o významných vědcích nebude jako celek publikován on-line.

Přední vědci nepochybují o tom, že nanotechnologie způsobí v blízké budoucnosti další vědeckotechnickou revoluci, která bude mít zásadní dopady na celou společnost. Americký vědec a vizionář K. Eric Drexler svou knihou Stroje stvoření významně přispěl jak k rozvoji tohoto oboru budoucnosti, tak i k rozšíření pojmu nanotechnologie v povědomí široké veřejnosti.

Nanometr je miliardtina metru, nanotechnologie tedy pracuje s mnohem menšími nástroji než mikrotechnika, jejíž výdobytky zaplavily svět v posledním čtvrtstoletí. Jestliže mikroelektronika a výpočetní technika způsobily znatelnou proměnu lidské společnosti, změny, které nastanou po ovládnutí nanosvěta, mají být údajně ještě radikálnější. Konstrukčními prvky nanotechnologie jsou přímo stavební látky hmoty, molekuly, a dokonce i samotné atomy. Nanotechnologická revoluce přitom ovlivní takřka všechny obory lidské činnosti, od stavebnictví a automobilového či leteckého průmyslu po medicínu a informační technologie.
Z tohoto důvodu patří nanotechnologie, jejíž produkty začínají opouštět laboratoře a v příštích letech se zřejmě stanou součástí běžného života, mezi nejrychleji se rozvíjející a nejsledovanější obory. A co víc, řada finančních analytiků předpokládá, že zisky nanotechnologických společností v příštím desetiletí mohou mnohonásobně překonat zisky současných firem zaměřených na výpočetní techniku a telekomunikace. Co patřilo ještě před patnácti lety mezi sny Erica Drexlera, jimž málokdo věnoval pozornost, se stává skutečností.

Feynmanovo dědictví

Kim Eric Drexler se narodil 25. dubna 1955 v kalifornském Oaklandu, ale dětství prožil převážně v Oregonu, kam se jeho rodina přestěhovala. Od mládí ho poutala věda a vědeckofantastická literatura. Není se tedy co divit, že pokračoval ve studiu na Massachusettském technologickém institutu (MIT), jedné z nejlepších univerzit ve Spojených státech amerických. Zpočátku se zde zabýval zvláště astrofyzikou. Málokterý z jeho životopisů opomene připomenout, že již v roce 1974 vystoupil na princetonské konferenci zabývající se teoretickými otázkami kolonizace vesmíru (First Princeton Conference on Space Colonization). Jeho další vědecká kariéra by se nepochybně ubírala tímto směrem, kdyby ho v druhé polovině 70. let minulého století nezaujaly objevy v genetickém inženýrství a molekulární biologii. Seznámil se s funkcí kyselin DNA a RNA a začal se vážně zabývat myšlenkou, zda by se nedalo v přesné mechanice na úrovni nanometrů uskutečnit to, co se zcela běžně odehrává v živých systémech. „Zdálo se mi, že právě tahle myšlenka je nosná, že tohle by mohlo být něco velkého a navýsost důležitého,“ řekl Drexler později, když v rozhovoru pro časopis Technology Review vzpomínal na své začátky. „Jestliže totiž dokážeme manipulovat s jednotlivými molekulami, nebo dokonce atomy, budeme moci zákonitě uskutečňovat věci, o kterých se zatím nikomu ani nezdálo.“
Pravda je, že tato myšlenka nebyla nová. Vizi oboru, který dnes označujeme jako nanotechnologie, nastínil jako první americký fyzik a laureát Nobelovy ceny Richard Feynman (1918-1988). Učinil tak v přednášce Tam dole je spousta místa již v roce 1959, ale jeho kolegům se myšlenky, jež v ní představil, zdály příliš fantastické a kontroverzní. (Text této přednášky vyšel v českém překladu v knize Feynmanových esejů a přednášek pod názvem Radost z vědění, Aurora, 2003). Feynman zde předestřel smělou vizi, že v budoucnosti dokáže člověk sestavovat neobyčejně miniaturní zařízení schopná manipulovat s jednotlivými atomy. Zvláště poukázal na skutečnost, že celá živá příroda pracuje na úrovni atomů a molekul, a třebaže lidstvo teprve před nedávnem nahlédlo do tajemství základních biochemických pochodů, příroda už miliony let dokáže z molekul „stavět“ obrovské množství organismů, od bakterií a rostlin přes neobyčejně rozmanitou a početnou třídu hmyzu a živočichů až po samotného člověka. Feynman položil vědeckému světu otázku: jestliže to zvládne příroda, proč ne my?
Ačkoli tato přednáška upadla v zapomnění, Drexler ji objevil. Dodala mu jistotu, že kráčí správným směrem. Z tohoto důvodu odvrhl všechno, čím se dosud zabýval, a začal se plně soustřeďovat na oblast „molekulárních strojů“.

Stroje stvoření

V roce 1981 publikoval Eric Drexler v časopise americké Národní akademie věd svůj první významný článek nazvaný Molekulární inženýrství: Úvod do vývoje a obecných možností molekulární manipulace (Molecular Engineering: An Approach to the Development of General Capabilities for Molecular Manipulation.). V té době už vešly mezi studenty MIT ve známost jeho semináře, které upoutávaly novými nápady a neotřelými myšlenkami.
O pět let později, v roce 1986, založil Drexler Foresight Institute, první středisko zaměřující se na teoretický výzkum možností nanotechnologie. Téhož roku rovněž vyšla jeho slavná kniha Stroje stvoření (Engines of Creation), první velká práce o nanotechnologii, která s tímto oborem budoucnosti seznámila široké publikum zájemců o vědu a technologie budoucnosti. (Není bez zajímavosti, že předmluvu ke knize napsal matematik Marvin Minsky, Drexlerův kolega z MIT, jenž patří k nejvýznamnějším průkopníkům v oboru umělé inteligence a robotiky.) Drexler v této knize s obdivuhodnou invencí rozpracoval vizi nanotechnologické revoluce a popsal svět miniaturních umělých systémů, jakýchsi neuvěřitelně malých stroječků neboli nanorobotů, které se budou podobat živým organismům nejen schopností reprodukce, ale i vzájemné komunikace a sebezdokonalováním, přičemž jejich velikost se bude pohybovat na molekulární a atomární úrovni. A jejich využití? Bude samozřejmě nesmírně široké. Tyto inteligentní věcičky budou molekulu po molekule umět postavit všechno, co jim program zadá, od počítačů a kosmických sond po dálnice a mrakodrapy. Před lidstvem se tak díky konceptu nanotechnologie otevřely nedozírné možnosti, o nichž se donedávna nezdálo ani nejodvážnějším futurologům. Lidé se ale ptali: Není to všechno jen fantazie?

Rozvoj nanosystémů

Jestliže zpočátku přistupoval vědecký svět k Drexlerovým vizím značně skepticky, situace se s příchodem 90. let začala radikálně měnit. V roce 1990 dokázal tým IBM pomocí skenovacího tunelového mikroskopu napsat logo své firmy na niklový plát 35 izolovanými xenonovými atomy. V dalších dvou letech se k tomuto nevinnému kouzlu přidaly daleko závažnější objevy: v polovině 90. let získala trojice vědců Robert Curl (USA), Richard Smalley (USA) a Harold Kroto (Anglie) Nobelovu cenu za chemii, a to za objev tzv. fullerenů, obřích molekul, jejichž strukturu tvoří vzájemně propojené atomy uhlíku umístěné ve vrcholech více nebo méně pravidelných mnohostěnů. Z fullerenů se záhy stal strategický materiál právě pro nanotechnologie. Zjistilo se, že například uhlíkové nanotrubičky disponují zcela unikátními fyzikálními a chemickými vlastnostmi a dnes jsou předmětem výzkumů mnohých laboratoří.
V roce 1991 získal Drexler svůj první vyšší univerzitní titul (Ph.D) a rok nato vyšla jeho druhá kniha Nanosystémy (Nanosystems), více než pětisetstránková publikace o možnostech nanotechnologie určená odborněji založeným zájemcům. Atmosféra, která v této době v oboru zavládla, se změnila. Skepsi vystřídal zájem. Nejen vědci, ale i politici pochopili, že vstup nanotechnologií do lidského života na sebe nedá dlouho čekat. Důkazem je například skutečnost, že bývalý americký prezident Bill Clinton v projevu na začátku roku 2001 vyhlásil federální program koordinace všech amerických výzkumů v oblasti nanotechnologie (National Nanotechnology Initiative, NNI), v němž tuto oblast označil za jednu ze státních priorit.
Eric Drexler, označovaný jako „otec nanotechnologie“, je držitelem několika významných patentů z oblasti molekulární nanotechnologie, čestným ředitelem jím založeného výzkumného a vzdělávacího Foresight Institute, který se zabývá poradenstvím, pořádá nejvýznamnější nanotechnologické konference a každoročně uděluje tzv. Feynmonovu cenu za přínos v oboru nanotechnologie. Jako vědec, který nastínil možnosti dobití nanosvěta, se ještě před dosažením padesáti let stal živou legendou, která je zvána do výzkumných středisek, na prestižní univerzity na celém světě a kongresy zaměřené na otázky související s moderními technologiemi.

Úplná verze tohoto článku vyšla v Business Worldu 3/2005. Seriál o významných vědcích nebude jako celek publikován on-line.

Základní informační zdroje na internetu:
http://www.foresight.org
http://e-drexler.com
http://www.nano.gov
http://www.nanotech-now.com

autor Jan Kapoun