nanotechnology :: Something smarter than us is going to emerge


node:	nanotechnology
template:	2
parent:	Veda a technologie
owner:	Prospero
viewed by:
created:	17.06.2004 - 11:40:29

cwbe coordinatez:
101
63533
950297

ABSOLUT
KYBERIA

permissions
you:	r,
system:	moderated
net:	yes

Prospero	0
subdrum47	0
fk	0
Refresh	0
Alexej Dorianov	0
~	0
se	0
zaphod	0
dnes nie je ...	0
mnemonic	0
holdsun	0
MicroFT	0
ean	0
dudko	0
vung	0
chaos walk w...	0
Joker	0
aqwarel	0
aarin	0
punkheart	0
mazec	2

nanotechnology - nanotechnologie

in this world, there is one heroic quest left
to find & create the holy grail

00000101000635330095029706633177

lahky uvod do preblematiky
http://ksicht.natur.cuni.cz/serialy/nanocastice/1

00000101000635330095029702183367

Understanding the Structure and Dynamics of Bacterial Flagella

34 min. video/36 MB

00000101000635330095029702181179

Molecular Devices and Machines – A Journey into the Nano World
V. Balzani, A. Credi, M. Venturi

Discoveries consist in seeing what everybody has seen and thinking what nobody has thought
A. Szent-Gyorgyi

00000101000635330095029702142836

Slovenský preklad Drexlerovho Engines of Creation

0000010100063533009502970214283602510290

Stroje ktoré sú schopné opravovať bunky pred nás predkladajú otázky týkajúce sa hodnoty predlžovania ľudského života. Nejedná sa o otázky dnešnej lekárskej etiky ktoré častokrát zahŕňajú dilemy výberu medzi málo rozšírenými, nákladnými a iba čiastočne účinnými terapiami. Namiesto toho sa tieto otázky týkajú hodnoty dlhého zdravého života docieleného nenákladnými prostriedkami.

Pre ľudí ktorí si vážia ľudský život a vychutnávajú si žitie nepotrebujú takéto otázky odpoveď. Ale po desaťročí poznačenom obavami z populačného rastu, znečistenia a nedostatku zdrojov sa môžu mnohí ľudia začať zpytovať po žiadúcnosti predlžovania života, takéto obavy napomáhajú šíreniu za smrť bojujúcich mémov. Takéto mémy musia byť preskúmané začerstva keďže mnohé z nich sú zakorenené v už prekonanom svetonázore. Nanotechnológie zmenia oveľa viac ako iba dĺžku ľudského života.

Získame totiž prostriedky na vyliečenie nielen seba, ale i na vyliečenie Zeme z rán ktoré sme jej spôsobili. Keďže zachraňovanie života zvyšuje počet živých, predlžovanie života prirodzene vyvoláva otázky po dôsledkoch väčšieho množstva ľudí. Naše schopnosti vyliečiť Zem čiastočne anulujú jeden z dôvodov na obavy.

Aj tak však stroje schopné opravovať bunky istotne vyvolajú množstvo sporov. Narušujú isté tradičné predpoklady týkajúce sa našich tiel a budúcností : tým utišujú dohady. Budú vyžadovať niekoľko zásadných prelomov: vďaka tomu dohady prekvitajú. Keďže sa zdá že možnosť či nemožnosť opravných strojov so sebou prináša isté dôležité témy, dáva mi zmysel zamyslieť sa nad tým aké námietky by mohli byť predložené.

Prečo nie opravné stroje?

Čo za argument by nám mohol naznačiť že sú opravné stroje opravujúce bunky neuskutočniteľné? Úspešný argument by sa musel vysporiadať s viacerými prekážkami. Musel by voľajako zdôvodniť že molekulárne stroje nemôžu opravovať či stavať nové bunky , avšak popritom by musel zaručiť že molekulárne stroje v našich telách v skutočnosti stavajú a opravujú bunky deň čo deň. Zapeklitý to problém pre oddaného skeptika! Je pravdou že umelé stroje budú musieť robiť i to čoho niesú prirodzené stroje schopné, ale podstatné je to že nebudú robiť nič kvalitatívne odlišné. Ako prirodzené tak aj umelé opravné zariadenia musia uchopiť, identifikovať a prebudovať molekulárne štruktúry. Budeme schopný zlepšiť naše existujúce enzýmy na opravu DNA pomocou jednoduchého porovnania viacerých vlákien DNA naraz, takže je zdá sa pravdivé že príroda prosto neobjavila všetky triky. Keďže tento príklad vyhadzuje do luftu všeobecný argument že opravné stroje nemôžu byť dokonalejšie ako príroda, bude vytvorenie rozumných dôvodov proti súdnosti opravných strojov asi dosť ťažkým orieškom na rozlúsknutie.

Aj tak si však aspoň dve otázky vyžadujú priame odpovede. Tak poprvé, prečo by sme mali očakávať že dospejeme v priebehu najbližších desaťročí k schopnosti predĺženia ľudského života keď sa o to ľudia snažili tisícročia a vždy zlyhali? A po druhé, keď už teda môžeme vďaka strojom na opravu buniek predĺžiť životy, prečo tak neučinila príroda ktorá predsa zdokonalovala stroje na opravu buniek počas miliárd rokov?

Ľudia sa pokúsili a zlyhali.

Celé stáročia ľudia túžili po úteku od údelu krátkeho života. Raz za čas voľajaký Ponce de Leon či liečiteľ-šarlatán vyjdú na svetlo sveta s príslubom zázračného elixíru, no doposiaľ ani jedna naozaj nefungovala. Keďže všetky pokusy doposiaľ zlyhali, mohla štatistika takýchto prípadov presvedčiť niektorých ľudí že všetky pokusy zlyhajú aj v budúcnosti. Hovoria "starnutie je prirodzené" a takéto tvrdenie sa im zdá byť dostatočne zdôvodnené samo o sebe. Isté pokroky v medicíne možno trocha zatriasli ich svetonázorom, ale i tak takéto pokroky najmä zredukovali prípady skorých úmrtí bez skutočného predĺženia dĺžky života.

Ale biochemici dneška už začali preskúmávať stroje ktoré budujú, opravujú a kontrolujú bunky. Naučili sa skladať víry a reprogramovať baktérie. Poprvýkrát v histórii skúmajú ľudia svoje vlastné molekuly a odhaľujú molekulárne záhady života. Zdá sa že molekulárny inžinieri skôr či neskôr skombinujú svoje zdokonalené biochemické znalosti so zdokonalenými molekulárnymi strojmi čo vyústi v schopnosť opravovať či omladzovať poškodené tkanivové štruktúry . Nejedná sa o žiadny div - divné by naopak bolo keby tak mocné znalosti a schopnosti nepriniesli tak dramatické dôsledky. Masívna štatistika minulých zlyhaní je jednoducho nepodstatná pretože sme sa nikdy predtým nepokúsili o vybudovanie strojov na opravu buniek.

Príroda sa pokúsila a zlyhala

Príroda bola a je staviteľkou strojov na opravu buniek. Evolúcia sa hrajkala s utváraním mnohobunkových zvierat stámilióny rokov ale i tie najpokročilejšie zvery postupne zostarnú a zomrú pretože nanostroje zostrojené prírodou opravujú bunky nedokonale. Prečo by malo byť zlepšenie tohto stavu možným?

Potkany dospejú za niekoľko mesiacov a potom za dva tri roky zostarnú a zomrú - ale ľudské bytosti sa vyvynuli do formy v ktorej žijú tridsaťnásobne dlhšie. V prípade že by bol dlhý život hlavným cielom evolúcie, žili by potkany dlhšie. Ale trvácnosť si vyžaduje svoje: oprava buniek si vyžaduje náklady v podobe energie, materiálov a opravných strojov. A tak potkanie gény usmerňujú rast potkaních tiel smerom k svižnému dospievaniu a masívnemu rozmnožovaniu namiesto pedantskej samo-opravy. Potkan ktorý by iba veľmi šuchtavo dosahoval plodného veku by bol vo väčšom nebezpečí že sa ešte pred stvorením potomkov stane mačaciou pochúťkou. Potkaním génom sa darí prosto preto že k potkaním telám pristupujú ako k odpadu. Nápodobne sa aj ľudské gény zbavujú ľudských bytostí, rozdiel je iba v tom že tak činia po niekoľkonásobne dlhšom období.

Odfláknuté opravy však niesú jedinou príčinou starnutia. Gény menia embryonálne bunky na dospelého jedinca skrze vývinový vzor ktorý sa valí dopredu istým tempom. Tento vzor je viacmenej konzistentný pretože evolúcia iba zriedkakedy mení základný dizajn. Podobne ako základný vzor DNA-RNA-bielkovinového systému ztuhol pred niekoľkými miliardami rokov, tak sa aj základný vzor chemických signálov a odpovedí z tkanív ktorý riadi vývin cicavcov nezmenil už milióny rokov. Proces starnutia v sebe istotne zahŕňa časomieru nastavenú na rozdielne rýchlosti u rozdielnych druhov i program ktorý plynie k svojmu koncu.

Nech sú príčiny starnutia akékoľvek, evolúcia má pramálo dôvodov na to aby sa ich zbavila. Keby gény dokázali postaviť jedincov schopných pretrvať v zdraví počas tisícročí, nezískali by mnoho výhod v svojej "snahe" sa množiť. Väčšina jednotlivcov by tak či tak zahynula v mladosti od hladu či ako obeť útoku , nehody, alebo choroby. Ako podotýka Sir Peter Medawar, gén ktorý pomáha mláďatám - ktorých je veľa - no poškodzuje zostarnutých - ktorých je málo - by sa úspešne kopíroval a šíril naprieč populáciou. Keď sa množstvo takýchto génov nazhromaždí jeden na druhý, zvery sa stanú naprogramovanými na smrť.

Experimenty uskutočnené Dr. Lenoardom Hayflickom naznačujú že bunky obsahujú "hodiny" ktoré odpočítavajú počet bunkových delení a zastavia deliaci proces v prípade že sa počítadlo dostane príliš vysoko. Mechanizmus podobného druhu môže pomôcť mladým zverom: v prípade že sťaby rakovinové zmeny prinútia bunky deliť sa príliš rýchlo ale zároveň sa im nepodarí zničiť ich hodiny, narastie nádor iba do určitej veľkosti. Tak by vlastne tieto hodiny zabránili neobmedzenému rastu ozajstnej rakoviny. Takéto hodiny by mohli poškodzovať starších jedincov zastavením delenia normálnych buniek, ukončujúc tak obnovu tkaniva. Zviera tak za mlada čelí menšiemu počtu rakovinových ochorení avšak čím sa stáva starším tým má viac dôvodov na sťažnosti. Gény však nepočúvajú - už preskočili na novú loď keď sa ich kópie odovzdali novej generácii Pomocou strojov na opravu buniek budeme schopný zastaviť či vynulovať takéto hodiny. Nič nenaznačuje že by evolúcia dosiahla v prípade našich tiel dokonalosti, a to ani čo sa týka hrubých štandardov prežitia a rozmnožovania. Inžinieri nespájajú počítače pomocou pomalých nervových vlákien a nestavajú stroje z jemného proteíny. Majú na to dobré dôvody. Genetická evolúcia - narozdiel od evolúcie memetickej - nebola schopná preskočiť k novým materiálom a novým systémom, namiesto toho zdokonalila a rozšírila tie staré.

Opravné zariadenia prítomné v obyčajnej bunke sú ďaleko vzdialené od hraníc možného - nemajú dokonca ani počítače ktoré ich riadia. Neprítomnosť nanopočítačov v bunkách samozrejme naznačuje že sa počítače nemohli vyvinúť - či tak jednoducho neučinili - z iných molekulárnych strojov. Príroda zlyhala pri výstavbe najlepších možných strojov na opravu buniek, no mala na to viac ako dostatok dôvodov.

Ozdravenie a ochrana Zeme

Je ľahké pochopiť prečo biologické systémy Zeme zlyhali pri adaptovaní sa na priemyselnú revolúciu. Odlesňovaním počnúc, dioxínom končiac, poškodzovali sme rýchlejšie ako dokázala evolúcia zareagovať. Popritom ako sme sa zameriavali na čoraz väčšiu produkciu potravín, tovarov a služieb nás naše používanie zhlukových technológií prinucovalo pokračovať v poškodzovaní. Ale s budúcimi technológiami by sme mali byť schopní priniesť sami sebe viac dobrého a popritom menej ublížiť Zemi. Taktiež budeme schopní postavať stroje na opravu planéty ktoré by mali dať do poriadku poškodenia doposiaľ uskutočnené. Bunky niesú všetkým čo je treba opraviť.

Zamysli sa napríklad nad problémom toxického odpadu. V ovzduší, v pôde či vode, všade je odpad predmetom nášho záujmu pretože môže poškodzovať živé systémy. Avšak každý materiál ktorý je schopný sa dostať do kontaktu s molekulárnou mašinériou života môže byť spracovaný aj inými formami molekulárnych strojov. To znamená že budeme schopní navrhnúť čistiace stroje ktoré budú odstaňovať dotyčné jedy všade tam kde by mohli škodiť životu.

Niektoré z odpadov ako napr. dioxín sa skladajú z nebezpečných molekúl ktoré sú zložené z neškodných atómov. Čistiace stroje odstránia nebezpečenstvo týchto odpadov preskupením ich atómov. Iné odpady ako napr. olovo či rádioaktívne izotopy obsahujú nebezpečné atómy. Čistiace stroje ich pozbierajú a následne sa ich zbavia. Olovo pochádza z kameňov Zeme, assemblery budú môcť olovo z opadu v baniach znova zmeniť na kameň. Takisto je možné izolovať rádioaktívne izotopy zo živých organizmov, či už sa z nich vytvoria pevné kamene alebo sa použijú drastickejšie metódy. Pomocou lacných a spoľahlivých systémov na vesmírny transport ich pochováme v mŕtvych vyschnutých pustinách Mesiaca. Pomocou nanostrojov ich budeme môcť uskladniť do samo-opravných, samo-sa-zapečaťujúcich kontajnerov o veľkosti vrchov ktoré budú prijímať energiu z púštneho slnečného žiarenia. Je to oveľa bezpečnejší prístup ako použitie pasívneho kameňa či bední.

Pomocou množiacich sa tvariteľov budeme dokonca schopní zbaviť sa miliárd ton oxidu uhličitého ktorými naša civilizácia spalujúca palivá tak zasvinila atmosféru. Klimatológovia predpovedajú že rastúce množstvo oxidu uhličitého v ovzduší kvôli svojej schopnosti zachytávať slnečné žiarenie čiastočne roztopí solárne čiapočky čo spôsobí zdvihnutie morských hladín a zaplavenie pobrežných oblastí približne v polovici 21.storočia. Množiaci sa tvaritelia by však mali tak zlacniť cenu solárneho pohonu že by mal zaniknúť dopyt po fosílnych palivách. Podobne ako stromy by mali byť aj nanostroje poháňané slnečnou energiou schopné extrahovať kysličník uhličitý z ovzdušia a ten štiepiť na kyslík. Narozdiel od stromov by im však taktiež mohli narásť hĺbkové korene na ukladanie uhlíka naspäť do uholných ložísk a ropných polí. Naspäť do miest odkiaľ prišiel.

Budúce zariadenia na ozdravovanie planéty by taktiež mali byť schopné pomôcť nám pri zaceľovaní krajinných scenérií a opravovaní poškodených ekosystémov. Banský priemysel zanechal na tvári Zeme škriabance a jamy, náš nezáujem po nej rozosial odpad. Boj s lesnými požiarmi prospel podrastu, došlo k náhrade sťaby katedrálovej priestrannosti pradávnych lesov za všakovaké kriaky ktoré sú ešte lepšou potravou pre nebezpečné požiare. Použijeme lacné, sofistikované roboty na zvrátenie týchto a iných následkov. Vďaka schopnosti hýbať horami či zeminou znova obnovia obrysy rozdrásanej krajiny. Vďaka schopnosti plieniť burinu a tráviť ju budú schopné simulovať čistiace účinky prirodzených lesných požiarov bez nebezpečia devastácie. Vďaka schopnosti dvíhať a pohybovať stromami zriedia husté lesné porasty a zalesnia obnažené kopce. Možno postavíme zariadenia veľké ako veveričky s apetítom pre starý odpad. Možno postavíme zariadenia podobné stromom s hlbokými, hlbokými koreňmi ktoré vyčistia zeminu od pesticídov a nadbytočných kyselín. Možno postavíme čističe lišajníkov ako chrobáčik veľké. Budeme schopní postaviť akékoľvek potrebné zariadenie na vyčistenie bordelu ktorý po sebe zanechala civilizácia dvadsiateho storočia.

Po takomto globálnom očistení zrecyklujeme drvivú väčšinu týchto strojov a ponecháme si iba tie ktoré budú stále potrebné na ochranu prostredia od čistejšej civilizácie založenej na molekulárnych technológiách. Tieto trvácne zariadenia budú odporovať prírodné ekosystémy všade tam kde bude treba vybalancovať či uzdraviť následky ľudskej činnosti. To, aby boli tieto zariadenia efektívne, neškodné a na prvý pohľad skryté bude vyžadovať nielen zručnosť v oblasti automatizovaného inžinierstva ale i znalosť prírody a umelecký cit.

Vďaka technológiám na opravu buniek budeme dokonca schopný prinavrátiť do života niektoré druhy. Africká guagga - zviera podobné zebre - vymrela skoro pred storočím, no kus kože zakonzervovanej v soli stále pretrváva v nemeckom múzeu. Alan Wilson z Kalifornskej univerzity v Berkeley spolu s jeho spolupracovníkmi vyextrahoval fragmenty DNA zo svalového tkaniva pripojeného k tejto koži. V baktériach tieto fragmenty vyklonovali, porovnali ich s DNA zebry a zistili - tak ako sa očakávalo - že gény naznačujú blízke evolučné príbuzenstvo.Taktiež uspeli v extrahovaní a zreplikovaní DNA zo sto rokov starej bizóniej kože a dokonca i z tisíce rokov vyhynutých mamutov ktorých telá boli uchované v arktických oblastiach večného ľadu. Tieto úspechy sú ešte stále príliš ďaleko od vyklonovania celej bunky či organizmu - vyklonovanie jedného génu ponecháva ešte 100,000 ďalších nevyklonovaných a ani vyklonovanie všetkých génov nevedie k oprave jedinej bunky - ale i tak je nám jasne naznačené že dedičný materiál týchto druhov stále existuje.

Ako som opísal v predchádzajúcej kapitole, stroje ktoré porovnávajú viacero poškodených kópií DNA molekuly budú schopné zrekonštruovať nepoškodený originál - a miliardy buniek vo vysušenej koži obsahujú miliardy kópií. Z nich budeme schopný zrekonštruovať nepoškodenú DNA a okolo DNA budeme schopný vytvoriť nepoškodenú bunku akéhokoľvek typu. Niektoré z druhov hmyzu prežívajú zimu v podobe vajíčkových buniek až do doby kým sú prebrané teplom jari. Spomenuté "vyhynuté" druhy prežijú dvadsiate storočie v podobe kožných a svalových buniek aby boli následne prerobené na plodné vajíčka a prebraté k životu pomocou strojov na opravu buniek.

Dr. Barbara Durrant, reproduktívna fyziologička zoologickej záhrady v San Diegu ochraňuje vzorky tkanív z ohrozených druhov v kryogenickej ladničke. Odmena môže byť väčšie ako si dnes mnohí ľudia dokážu predstaviť. Uloženie takýchto vzoriek tkaniva neochraňuje život určitého zvieraťa či ekosystému, ale ochraňuje genetické dedičstvo dotyčného druhu. Bolo by veľmi nezodpovedné ak by sme zlyhali v použití tejto metódy poisťujúcej nás pred trvalou stratou živočíšnych druhov. Možný príchod strojov na opravu buniek tak ovplyvňuje i naše dnešné rozhodnutia.

Vyhynutie nieje novým problémom. Pred 65 miliónmi rokov vyhynula väčšina vtedy existujúcich druhov, včítane všetkých druhov dinosaurov. V pozemskej knihe z kameňa končí príbeh dinosaurov na stránke obsahujúcej tenučkú vrstvičku ílu. Tento íl je bohatý na irídium, prvok ktorý sa bežne vyskytuje v asteroidoch a kométach. Najlepšia teória dneška naznačuje že zemská biosféra bola rozdtená úderom z vesmíru. Po výbuchu o sile stoviek miliónov megaton TNT pokryl prach nebesá a na celej planéte nastala "asteroidická zima".

Počas dlhých vekov od momentu kedy sa prvé bunky pospájali utvárajúc tak prvé červy prežila naša Zem minimálne päť veľkých vyhynutí. Iba pred 34 miliónmi rokov - tj. približne 30 miliónov rokov po vyhynutí dinosaurov - sa na dne morí usadila vrstvička sklu podobných guľôčok. Nad touto vrstvou už sa nevyskytujú fosílie mnohých druhov. Tieto guľôčky sú zamrznutou hmotou ktorá vyšplechla počas dopadu.

Meteorický kráter v Arizone je dôkazovým materiálom o nedávnom dopade o sile približne štvormegatonovej bomby. 30.Júna 1908 preťala ohnivá guľa oblohu na Sibíri a zažala les na ploche širokej stovky kilometrov.

Ako ľudia predpokladali už dlhšiu dobu, dinosauri zomreli pretože boli sprostí. Nieže by boli tak sprostí že by sa nedokázali kŕmiť, chodiť či klásť vajíčka - veď prežili 140 miliónov rokov - ale boli sprostí do takej miery že nedokázali postaviť teleskopy schopné rozpoznať asteroidy alebo postaviť vesmírne lode schopné tieto asteroidy odkloniť od kolíznej dráhy so Zemou. Vesmír obsahuje dostatok kameňov ktoré na nás môže hodiť, ale vykazujeme známky dostatočnej inteligencie na to aby sme si s nimi voľajak dokázali poradiť. Keď nám nanotechnológie a automatizované inžinierstvo dodajú schopnejšie vesmírne technológie, bude pre nás odkláňanie asteroidov jednoduchou záležitosťou; pravdupovediac sme toho schopní už i s technológiami dneška. Je v našich silách Zem nielen vyliečiť ale ju aj ochrániť.

Dlhý život a populačné tlaky

Ľudia vo všeobecnosti túžia po dlhšom a zdravšom živote, ale predstava dramatického úspechu v tejto oblasti ich istým spôsobom znepokojuje. Nepoškodí dlhšia životnosť kvalite živote? A aký bude mať vplyv táto predstava dlhodobého života na naše momentálne problémy? Ajkeď je obtiažne predvídať mnohé z následkov, niektoré sa predvídať dajú.

Predstavme si napríklad prípad v ktorom stroje na opravu buniek dokážu predĺžiť dĺžku života, čím dôjde i k nárastu populácie. V prípade že by všetko ostatné ostalo na rovnakej úrovni, znamenalo by väčšie množstvo ľudí všadeprítomné davy, znečistenie a nedostatok . Ale všetko ostatné neostane na rovnakej úrovni: tie isté pokroky v automatizovanom inžinierstve a nanotechnológiách ktoré prinesú na svetlo sveta stroje na opravu buniek nám totiž pomôžu uzdraviť Zem, ochrániť ju a žiť na nej oveľa ľahšie. Budeme schopní vyprodukovať ako nevyhnutné tak i luxusné predmety bez toho aby sme znečistili ovzdušie, pôdu či vodu. Získame zdroje a utvoríme výrobky, no nerozrušíme popritom baňami krajinu , nerozosejeme po nej fabriky. Vďaka efektívnym tvariteľom ktorí budú schopní utvárať trvácne výrobky budeme produlovať veci o väčšej hodnote a s menším odpadom. Na tejto planéte bude môcť žiť viac ľudí bez toho aby sme viac ubližovali Zemi - či jeden druhému. To všetko v prípade že sa naučíme využívať naše nové schopnosti k dosiahnutiu cieľov ktoré sú dobré.

Ak človek vníma nočnú oblohu ako temnú stenu a očakáva že sa technologický pokrok so škrípotom zastaví, prirodzene dospeje k názoru plného obáv z toho že dlhožijúci ľudia budú nadbytočnou záťažou v "prehustenom a chudobnom svete našich detí". Tento strach vyviera z ilúzie že život je hra s nulovým súčtom, z ilúzie že prítomnosť viacerých ľudí znamená rozsekávanie malého koláča na tenšie a tenšie časti. Ale popritom ako sa staneme schopnými opravovať bunky sa staneme schopnými vytvárať replikujúcich sa tvariteľov a vysokokvalitné vesmírne lode. Naši "úbohí" potomci budú zdielať svet o veľkosti slnečnej sústavy, so všetkou jej hmotou, energiou a potenciálnym životným priestorom pri porovnaní s ktorým sa naša planéta javí ako trpaslík.

A tak sa pred nami otvára éra rastu a prosperity ktorá do dnešných čias nemala obdoby. Avšak i slnečná sústava je konečná a hviezdy sú tak vzdialené... Aj ten najčistejší, na princípe tvariteľov založený, pozemský priemysel bude produkovať nadbytočné teplo. Obavy týkajúce sa populácie a zdrojov ostanú naďalej podstatnými pretože exponenciálny rast replikátorov - ako sú napr. ľudia - je eventuálne schopný vyčerpať akúkoľvek konečnú surovinovú základňu.

Znamená to však že máme svoje životy obetovať, aby sme tak oddialili takýto stav? Niektorí z ľudí sa možno dobrovoľne obetujú, no mnohému tým nepomôžu. Pravdupovediac bude mať dlhší život neveľký vplyv na základný problém: exponenciálny rast ostane exponenciálnym rastom nezávisle od toho či ľudia zomrú mladí alebo budú žiť neurčito dlho. Martýr ktorý sa rozhodne zomrieť v skorom veku tak oddiali celú krízu možno o niekoľko zlomkov sekundy - ale spolovice tak oddaná osoba by dokázala celej veci pomôcť viac v prípade že by sa zapojila do hnutia ktoré by sa snažilo vyriešiť tento dlhodobý problém. Veď nieje žiadnym tajomstvom že mnohí ľudia odignorovali obmedzenia rastu už i v prípade samotnej Zeme. Kto iní ako tí dlho-žijúci sa pripraví na pevnejšie a oveľa vzdialenejšie hranice rastu ktoré nás čakajú v svete mimo Zem? Tí ktorých trápi problém obmedzení z dlhodobého hľadiska urobia ľudstvu najlepšiu službu tým že ostanú nažive, a s nimi aj ich varovné slová.

Dlhý život so sebou taktiež prináša hrozbu kultúrnej stagnácie. Keby bol toto naozaj problém nevyhnutne súvisiaci s dlhým životom, ťažko povedať čo by sa ním dalo urobiť - možno vystrielať gulometom všetkých dôchodcov za to že sú skalopevne presvedčení o istých svojich pravdách? Našťastie minimálne dva faktory tento problém istým spôsobom zredukujú. Tak poprvé - v svete s otvorenými hranicami sa budú môcť mladí vysťahovať preč, vybudovať nové svety, otestovať nové myšlienky a následne sa posnažiť o presvedčenie tých starších o vhodnosti zmeny. V prípade že neuspejú, prosto ich zanechajú tam kde boli. Po druhé - ajkeď budú ľudia starý vekom, ich telá a mozgy budú mladé. Starnutie spomaluje ako učenie tak i myslenie podobne ako spomaluje i iné fyzikálne procesy; omladzovanie ich znova urýchli. Keďže je ľudské telo ohybné najmä vďaka mladistvým svalom a šľachám ostáva len dúfať že mladistvé mozgové tkanivo spôsobí dostatočnú flexibilitu mysle dokonca i potom čo nasiakla múdrosťou rokov.

Dôsledky plynúce z očakávaní

Dlhý život nebude patriť medzi najzávažnejšie problémy budúcnosti. Dokonca ich pomôže vyriešiť.

Zamysli sa nad jeho efektom na chuť ľudí započínať vojny. Fakt starnutia a smrti robil jatky na bitevnom poli v istom zmysle pochopitelnejšími: ako sa vyjadril Homér skrze Sarpedóna, trójskeho hrdinu "Ach drahý priateľu, keby sme sa len, uniknúc z tejto vojny, dokázali vyhnúť starnutiu a smrti, azda by sme tu nebojovali takto zbytočne; ale teraz, v čase keď na nás doliehajú toľké z mnohých smrtí, potlačme na seba a získajme tak česť. A keď nie, aspoň ju odovzdáme mužom iným".

Ale bude to vôbec žiádúce ak nás nádej vyvierajúca z dlhého života a úniku od smrti odvráti od bojového pola? Možno tak akurát dôjde k odvráteniu malých konfliktov ktoré prerastú do nukleárneho holokaustu. Nápodobne tak možno dôjde k oslabeniu našeho rozhodnutia brániť sa celoživotnému útlaku - v prípade že nezoberieme v úvahu aké množstvo života ešte musíme obrániť. Nápomocnou možno bude i odmietnutie druhých umrieť kvôli rozhodnutiu vodcu.

Očakávania odjakživa utvárajú rozhodnutia. Nielen naše osobné ozhodnutia ale i naše inštitúcie reflektujú naše presvedčenie že všetci dnes dospelí jedinci v priebehu niekoľkých desaťročí zomrú. Zamysli sa nad tým ako práve toto presvedčenie prebúdza v človeku túžbu získavať, ignorujúc tak budúcnosť v snahe o dosiahnutie prchavej rozkoše. Zamysli sa nad tým ako nás toto očakávanie smrti oslepuje pri pohľade do budúcnosti, ako znemožňuje náhľad na dlhodobý prospech plynúci zo spolupráce. Erich Fromm hovorí: "V prípade že by jedinec žil päťsto či tisíc rokov, takýto rozpor ( medzi osobným záujmom a záujmom spoločnosti ) by neexistoval, alebo by bol aspoň niekoľkonásobne menší. A tak by mohol v radosti žitia žať to čo zasial v strasti; utrpenie istého historického obdobia ktoré prináša ovocie v období ďalšom by prinieslo ovocie i pre neho." To či budú alebo nebudú ľudia žiť pre samotnú prítomnosť je nad rámec otázky ktorá znie: možno očakávať naozaj podstatnú zmenu k lepšiemu?

Očakávanie dlhšieho života v lepšej spoločnosti môže čiastočne zneškodniť isté politické pliagy. Ajkeď je isté že korene ľudských konfliktov sú príliš hlboko a silne upevnené aby sa dalo očakávať že ich vyrveme von voľajakou jednoduchou premenou, môžme aspoň dúfať že prísľub nesmierneho bohatstva budúcnosti istým spôsobom zmierni boj o omrvinky dneška. Problém konfliktov je vážny a potrebujeme v ňom všetku moc ktorú možno získať.

Predstava osobného rozkladu a smrti vždy istým spôsobom špatila myšlienky týkajúce sa budúcnosti. Obrazy znečistenia, chudoby a nukleárneho zániku sú zodpovedné za to že dnešný výhľad do budúcnosti je takmer neznesiteľný. Ale s malou štipkou nádeje na lepšiu budúcnosť a času kedy si túto budúcnosť budeme môcť vychutnať sa hľadí vpred o niečo príjemnejšie. Keďže je súčasťou stávky i naša vlastná osoba, sme celou celou vecou zaujatí o niečo viac. Väčšie množstvo nádeje a silnejší pohľad vpred prospejú nielen dnešku ale i tomu čo nastáva; dokonca dochádza k zvyšovaniu pravdepodobnosti toho že my sami prežijeme.

Z dlhšieho života vyplvýva väčšie množstvo ľudí. To však nebude príčinou radikálneho zhoršenia populačného problému zajtrajška. Očakávanie dlšieho života v lepšom svete so sebou prinesie ozajstné výhody tým že pozornosť ľudí upriami na budúcnosť. Všeobecne sa dá povedať že dlhý život spoločne so všetkými očakávaniami s ním súvisiacimi sú pre spoločnosť je cestou dobrou, zatiaľčo nútené skrátenie dĺžky života na vek tridsiatich rokov by bol cestou zlou. Mnohí ľudia túžia po žití dlhých a zdravých životov. Aké sú však výhľady pre dnešnú generáciu?

Pokroky v predlžovaní života

Vypočuj si Gilgameša, kráľa Uruku:

Pohľiadol som na druhú strany steny a uvidel som ako rieka nesie telá, a to je i mojim údelom. Vskutku som si istý že je to tak, pretože i ten najvyšší z ľudí sa nedokáže dotknúť nebies a ani tí najväčší z najväčších nedokážu obsiahnuť zem.

Od doby keď sumerskí pisári na hlinené tabuľky zapísali Epos o Gilgamešovi uplynuli štyri tisícročia. Doba sa zmenila. Muži priemernej výšky dosiahli nebesá a obišli Zem. Musíme si i my - deti Vesmírneho veku, Biotechnologického veku, Veku prielomov - stále zúfať pri pohľade na bariéru rokov? Alebo sa naučíme umeniu v predlžovaní života dostatočne skoro na to aby sme zachránili seba a tých čo milujeme od rozkladu?

Tempo pokroku v biomedicíne v sebe ukrýva istý prísľub. Najpodstatnejšie neduhy veku - srdcové choroby, mrtvice a rakovina - sa postupne podriaďujú našej liečbe. Štúdie mechanizmov starnutia začínajú prinášať ovocie a vedcom sa dokonca podarilo predĺžiť dĺžku života niekoľkým druhom zvierat. Dá sa predpokladať že pokrok sa bude zrýchľovať keďže vieme že poznatky vedú k novým poznatkom a nástroje k novým nástrojom. Dokonca aj bez strojov na opravu buniek existujú dôvody očakávať pokrok v spomalení a čiastočnom zvrátení starnutia.

Ajkeď budú tieto pokroky prospievať ľuďom všetkých vekov, najväčší prospech prinesú mladým. Tí čo dokážu prežiť dostatočne dlho zdá sa dosiahnu čas kedy bude možné proces starnutia úplne zvrátiť: k čomu dôjde najneskôr v období pokročilých strojov na opravu buniek. Až potom, a nie skorej, budú ľudia zdravší a zdravší čím budú starší, budú ako víno ktoré naberá postupom času nové kvality a nie ako mlieko ktoré sa postupom času kazí. Budú môcť, v prípade že sa tak rozhodnú, znova získať bezchybné zdravie a žiť potom dlho, veľmi dlho.

Vo veku tvariteľov a lacných vesmírnych letov tak budú mať ľudia k dispozícii nielen dlhý život ale i dostatočný priestor a zdroje na to aby si ho dokázali vychutnať. Otázka ktorá teraz možno trpko spočíva na tvojom jazyku znie: "Kedy?...Ktorá generácia bude tá posledná ktorá zostarnie a zomrie, a ktorá generácia bude tou prvou ktorá zvíťazí a prerazí?" Už i dnes zdieľa mnoho ľudí očakávanie že starnutie bude skôr či neskôr porazené. Je smrť pre tých čo sú dnes nevyhnutná? Je našim údelom pretože sme sa narodili príliš skoro? Odpoveď nás na jednej strane zarazí, na druhej strane nás osloví svojou jasnosťou.

Na to aby sme uspeli na ceste k dlhému životu je potrebné žiť dostatočne dlho na to aby sme sa dočkali obdobia strojov na opravu buniek. Pokroky v biochémii a molekulárnych technológiách život o niečo predĺžia a v tomto získanom čase ho predĺžia ešte viac. Začíname s využívaním liekov, diét a cvikov na to aby sme si predĺžili svoj život. V priebehu niekoľkých desaťročí prinesú so sebou pokroky v nanotechnológiách prvé primitívne stroje na opravu buniek - a vďaka použitiu automatizovaného inžinierstva budú tieto primitívne prvé pokusy takmer okamžite nasledované pokročilými strojmi. Neostáva nám nič iné len hádať kedy k tomu dôjde, ale v tomto prípade nám odhad poslúži lepšie ako otáznik.

Predstav si niekoho komu je dnes tridsať. Za ďalších tridsať rokov dôjde k mnohým ďalším pokrokom v biotechnológiách, zatiaľčo tento človek dosiahne iba šesťdesiatku. Štatistické tabuľky ktoré nepredpokladajú akýkoľvek pokrok v medicíne tvrdia že dnešní tridsaťročný americký občan môže očakávať že bude žiť ešte ďaľších 50 rokov - tj. približne do roku tridsiatych rokov 21. storočia. Takmer rutinné pokroky - mnohokrát demonštrované na zvieratách - zdá sa pridajú do tejto doby prídajú roky, možno i desaťročia k dĺžke života. Púhe začiatky technológie na opravu buniek budú snáď schopné predĺžiť život o niekoľko desaťročí. V sratke - zdá sa že bude v schopnostiach zdravotníctva obdobia rokov 2010, 2020, 2030 aby predĺžili život nášho tridsaťročného subjektu do éry rokov štyridsiatych a päťdesiatych 21.storočia. Takže zdá sa že aspoň tí mladší ako tridsať rokov - a pravdepodobne i tí čo sú podstatne starší - môžu hľadieť - aspoň neisto - vpred, k tomu ako zdravotníctvo postupne preberie kontrolu nad ich procesom starnutia a doručí ich bezpečne do veku bunkových opráv, entuziazmu a neurčitej dĺžky života.

Keby bolo toto všetko čo sa dá povedať, bol by pravdepodobne predel medzi posledným na ceste skorej smrti a prvým na ceste dlhého života záverečným zlomom medzi generáciami. A čo viac, celá ta drtiaca neistota týkajúca sa vlastného osudu by bola pravdepodobne dôvodom na odsunutie celej záležitosti do podvedomého bludiska znepokojujúcich špekulácií.

Avšak je toto naozaj náš prípad? Zdá sa že existuje jeden spôsob na záchranu životov, spôsob ktorý síce spočíva na použití strojov na opravu buniek , avšak využiteľný i dnes. Ako bolo povedané v poslednej kapitole, opravné stroje budú schopné zahojiť tkanivo v prípade že bude zachovaná jeho esenciálna štruktúra. Schopnosť tkaniva metabolizovať a opravovať sa už nieje dôležitou, celé sme si to ukázali na príklade biostázy. Biostáza, tak ako bola opísaná, použije molekulárne zariadenia na zastavenie činnosti a ochranu štruktúry poprepájaním, vzájomným ukotvením bunkových molekulárnych strojov medzi sebou. Nanostroje zvrátia biostázu do pôvodného stavu tým že opravia molekulárne poškodenia, odstránia ukotvenia a nakoniec pomôžu bunkám - a teda i tkanivám, orgánom a celému telu - aby sa opäť vrátili do normálneho stavu.

Dosiahnuť éru strojov na opravu buniek je kľúčom k dlhému životu a zdraviu, keďže v tejto ére budú vyliečiteľné už skoro všetky fyzické problémy. Tento vek možno dosiahnuť tak že ostaneme nažive a aktívnymi počas všetkých tých nadchádzajúcich rokov - ale toto je iba cesta ktorá je najviditeľnejšia, cesta ktorú nieje nutné si predstavovať keďže ju máme priamo pred očami. Pacienti dneška totiž mnohokrát hynú z dôvodu zlyhania srdcovej činnosti zatiaľčo mozgové štruktúry v ktorých je uložená pamäť a osobnosť ostávajú neporušené. Je možné aby v takýchto prípadoch zdravotná technika dneška dokázala zastaviť biologické procesy a dostať tak pacienta do takého stavu ktorý by zdravotná technika zajtrajška dokázala zvrátiť? A ak to možné je, je nejedna dnešná smrť predčasne diagnostikovanou, a teda smrťou zbytočnou.

0000010100063533009502970214283602505006

Z prirodzeného ľudského záujmu o zdravie skombinovaného s faktom ,že sa ľudské telo z molekúl skladá, vyplýva možnosť využitia molekulárnych technológií v biomedicíne. Biológovia dokážu používať protilátky na označovanie bielkovín, dokážu pomocou enzýmov rozdeliť DNA či pomocou vírových injekcií - akou je napr. T4 fág - vložiť upravenú DNA do baktérie. V budúcnosti budú využívať tvariteľmi vytvorené stroje na skúmanie a úpravu buniek.

Pomocou molekulárnych nástrojov , v tomto prípade najmä disassemblerov - ničiteľov budú môcť biológovia študovať bunkové štruktúry do posledného, atomárneho detailu. Následne zkatalogizujú státisíce druhov molekúl obsiahnutých v tele a zmapujú štrukúru stoviek druhov buniek. Podobne ako inžinieri pretvárajúci zoznam súčiastok na návrh automobilu budú biológovia opisovať časti a štruktúry zdravého tkaniva. V tom čase už im v tom budú značne napomáhať sofistikované UI systémy.

Doktori by svojou činnosťou radi docielili zdravé tkanivá, ale pomocou liekov či operácií môžu tkanivá iba podporiť v tom aby sa opravili samé. Molekulárne stroje umožnia oveľa priamejšie opravy čím so sebou prinesú novú éru v oblasti medicíny.

Pri oprave automobilu sa musí mechanik najprv dostať k sústave ktorá zlyháva, následne musí správne určiť časti ktoré nefungujú a tie odstrániť, no a nakoniec musí tieto nefunkčné súčiastky alebo opraviť alebo vymeniť. Oprava buniek bude v sebe zahrňovať rovnaké základné úlohy - úlohy o ktorých nám živé systémy už dnes naznačujú že sú zrealizovateľné.

Prístup. Biele krvinky sú schopné opustiť krvné riečište a pohybovať sa naprieč tkanivami, vírusy dokážu vstupovať do buniek. Biológovia dokonca dokážu do bunky pichnúť ihlou bez toho aby ju zničili. Vďaka týmto prípadom teda vieme že molekulárne stroje sa k bunkám môžu dostať i do nich vstúpiť.

Rozpoznanie. Protilátky , vlákna T4 fága, či vlastne všetky špecifické biochemické reakcie nám naznačujú že molekulárne systémy dokážu rozpoznávať iné molekuly na základe dotyku.

Rozkladanie. Tráviace enzýmy - a iné, agresívnejšie chemikálie - ukazujú že molekulárne systémy dokážu rozkladať poškodené molekuly.

Oprava. Množiace sa bunky ukazujú že molekulárne systémy dokážu postavať či obnoviť akúkoľvek molekulu prítomnú v bunke.

Opätovné poskladanie celku. Príroda nám taktiež ukazuje že oddelené molekuly môžu byť opätovne pospájané. Napríklad taký T4 fág sa dokáže v rámci roztoku sám poskladať za občasnej pomoci jediného dodatočného enzýmu. Množiace sa bunky ukazujú že molekulárne systémy dokážu poskladať akýkoľvek v bunke prítomný systém.

A tak nám príroda neustále predvádza základné operácie nutné k realizácii opráv buniek na molekulárnej úrovni. Treba dodať že systémy založené na nanostrojoch budú vo všeobecnosti kompaktnejšie a schopnejšie ako tie prítomné v prírode, toto som objasnil v kapitole 1. Prírodné systémy nám ukazujú iba tie nižšie obmedzenia možného, ako v bunkách tak i vo všetkom ostatnom.

Stroje opravujúce bunky

Stručne a jasne - vďaka molekulárnym technológiám a technickej UI zostrojíme kompletné opisy zdravého tkaniva na molekulárnej úrovni a taktiež vytvoríme stroje schopné do buniek vstúpiť, preskúmať ich a upraviť ich štruktúru.

Takéto bunky opravujúce stroje budú čo sa veľkosti týka porovnateľné s vírmi či baktériami avšak ich kompaktnejšie časti im umožnia byť komplexnejšími. Budú cestovať naprieč tkanivami podobne ako biele krvinky a vstupovať do buniek podobne ako vírusy, alebo budú schopné otvárať a uzatvárať bunkové membrány s precíznosťou chirurga. Vnútri bunky opravujúci stroj najprv zhodnotí situáciu preskúmaním bunkového obsahu a aktivity a až následne sa podujme k činnosti. Bunkové opravné mechanizmy prvej generácie budú vysoko špecializované, schopné rozpoznať a opraviť iba určitý typ molekulárnej dysfunkcie ako napríklad nedostatok určitého enzýmu či poškodenie DNA. Stroje ktoré príjdu na scénu neskôr - no nie o moc neskôr vďaka pokročilým UI systémom uskutočňujúcim návrh - budú naprogramované s oveľa všeobecnejšími schopnosťami.

Pre riadenie činnosti komplexných opravných strojov bude nutné aby v sebe obsahovali nanopočítače. Mikrón široký mechanický počítač podobný tomu čo som opísal v kapitole 1 sa zmestí do jednej tisíciny objemu bežnej bunky, no bude schopný obsiahnuť v sebe viac informácií ako DNA dotyčnej bunky. V celku opravného systému budú takéto počítače riadiť menšie, jednoduchšie počítače ktoré budú na oplátku udávať pokyny zariadeniam aby skúmali, rozkladali, či prerábali poškodené molekulárne štruktúry.

Vďaka mravenčej práci molekulu po molekule , štruktúru po štruktúre budú opravné stroje schopné opraviť celky buniek ako takých. Opravujúc jednu bunku za druhou, jedno tkanivo za druhým budú - v prípade potreby i za asistencie väčších zariadení - schopné opraviť celky orgánov ako takých. Orgán za orgánom - a navrátia zdravie celému organizmu. Keďže budú molekulárne stroje postavať jednotlivé molekuly či dokonca celé bunky len z potrebných surovín, budú dokonca schopné opraviť i úplnej nečinné, ťažko poškodené bunky. A tak budú bunky opravujúce stroje príčinou zásadného prielomu: oslobodia zdravotníctvo zo spárov závislosti na prirodzenom samo-obnovení sa ako jedinej liečebnej cesty.

Aby sme si dokázali predstaviť takýto pokročilý opravný stroj, predstavme si ho - a taktiež i bunku - v takom rozmere že jednotlivé atómy sú o veľkosti malých guľôčok či gorálok. Pri uvažovaní v rámci takejto mierky približne platí: hlavice najmenších nástrojov sú o veľkosti končekov tvojich prstov, bielkovina strednej veľkosti akou je napríklad hemoglobín je o veľkosti písacieho stroja, ribozóm je veľký ako práčka. Opravné zariadenie obsahuje taktiež jednoduchý počítač na našej mierke veľký ako kamión, veľkosť jeho senzorom je podobná veľkosti bielkovín, veľkosť manipulačných súčastí je podobná veľkosti ribozómov. Nemožno zabudnúť ani na pamäť a zásoby paliva. Celkový objem merajúci naprieč približne 10m, tj. niečo ako trojposchodová budova, v sebe obsahuje všetky tieto časti, ba i viac. S časťami o veľkosti gorálok ktoré tento objem vypĺňajú niet divu že opravný stroj je schopný vykonávať komplexné činnosti.

No takéto opravné zariadenie nepracuje len tak samé o sebe. Podobne ako i mnohí ďalší súrodenci je napojené na väčší počítač skrze mechanické dátové linky s polomerom o veľkosti tvojho ramena. Pri uvažovaní na takejto mierke vypĺňa počítač o objeme kubického mikrónu s veľkou kapacitou pamäte vysoký tridsať poschodí a široký ako futbalové ihrisko. Jednotlivé opravné zariadenia mu posielajú informácie a on naspäť odovzdáva všeobecné inštrukcie. No i tak komplexné a rozsiahle objekty sú stále dostatočne malé: na tejto mierke je bunka ako taká naprieč veľká asi kilometer, jej objem je tisíc krát väčší ako objem mikrónového počítača, či inač povedané miliónkrát väčší ako objem jednotlivého opravného zariadenia. Bunky sú priestranné.

Budú teda takéto stroje schopné vykonávať všetky činnosti potrebné k oprave buniek? Existujúce molekulárne stroje nám predvádzajú schopnosti putovania skrze tkanivá, vstupovania do buniek, rozpoznávania molekulárnych štruktúr atď., ale iné požiadavky sú taktiež dôležité. Budú opravné stroje dostatočne rýchle? A ak aj budú, nebudú vylučovať toľko tepla že sa pacient upraží?

Najrozsiahlejšie opravy nemôžu vyžadovať oveľa viac práce ako postavanie novej bunky od základov. Molekulárne zariadenia pracujúce v rámci bunky robia bežne práve toto, novú bunku dokážu postaviť v priebehu desiatok minút (v prípade baktérií) alebo za niekoľko hodín ( v prípade cicavcov). To nám naznačuje že opravné zariadenia zaberajúce niekoľko percent bunkového objemu by mali byť schopné ukončiť i tie najrozsiahlejšie opravy v rozumnom čase - za pár dní či maximálne týždňov. Bunky dokážu poskytnúť dostatočný priestor. Dokonca aj mozgové bunky dokážu pokračovať v správnom fungovaní i potom čo trvácny odpad nazývaný lipofuscin (je produktom molekulárneho poškodenia) vypĺňa viac ako desať percent ich objemu.

Poháňanie opravných zariadení by malo byť jednoduché: bunky prirodzene obsahujú chemikálie ktoré budú poháňať naše nanostroje. Príroda nám možno taktiež ukáže ako môžu byť opravné zariadenia ochladzované: bunky v tvojom tele sa neustále prerábajú, telo mladého zvieraťa rastie svižne bez náznaku toho že by sa smažilo. Spracovanie tepla z podobného množstva práce opravných strojov sa prejaví v tom že sa prinajhoršom trocha zapotíš. No týžďeň potenia sa nieje zlá cena za zdravie.

Všetky tieto porovnávania opravných strojov s existujúcimi biologickými mechanizmami môžu vyvolať otázku či prinesú tieto opravné stroje vôbec nejaké zlepšenie v porovnaní s prírodou. Prípad opravy DNA nám poskytuje jasnú a stručnú odpoveď.

Podobne ako negramotné "zariadenie na opravu kníh" dokáže rozpoznať a opraviť roztrhnutú stránku, dokážu bunkové opravné enzýmy rozpoznať zlomy a skríženia v DNA. Oprava chýb - alebo mutácií - však vyžaduje schopnosť čítať. Ajkeď sa v prírode sa také opravné zariadenia nevyskytujú, ich základná myšlienka je ľahko pochopiteľná. Predstav si tri identické DNA molekuly, pričom každá z nich obsahuje rovnakú sekvenciu nukleotidov. Teraz si predstav každé vlákno zmutované takým spôsobom že na každom došlo k zmene niektorých nukleotidov. Nech sa stalo čokoľvek, opravný stroj bude porovnávať každé vlákno s ďalšími vláknami, časť po časti, čím dokáže zaregistrovať prípad v ktorom sa jedno vlákno líši od svojich príbuzných. Následne stačí zmeniť nukleotid tak aby súhlasil so zvyšnými dvoma a poškodenie je opravené.

Táto metóda samozrejme zlyhá v prípade že dve vlákna zmutujú na tom istom mieste. Predstav si že DNA troch ľudských buniek bola silne poškodená - po tisícoch mutácií nastal stav že v každom milióne nukleotidov je jeden pozmenený. Pravdepodobnosť zlyhania našej procedúry porovnávajúcej tri vlákna na určitom mieste je približne milón miliónov. Ale stačí keď porovnávame naraz päť vlákien a pravdepodobnosť chyby je v takom prípade okolo jednej v milióne miliónov miliónov, atď. Zariadenie ktoré by dokázalo naraz porovnávať množstvo vlákien by znížilo pravdepodobnosť neopraviteľnej chyby prakticky na nulu.

Opravné zariadenia porovnajú DNA molekuly mnohých buniek, vytvoria opravené kópie ktoré budu následne používať ako štandarty pri overovaní a opravovaní DNA v celom tkanive. Vďaka metóde porovnávania niekoľkých vlákien opravné stroje dramaticky prekonajú prírodné opravné enzýmy.

Iné opravy budú požadovať iné informácie týkajúce sa zdravých buniek a toho ako sa jednotlivá poškodená bunka líši od normy. Protilátky rozpoznávajú bielkoviny pomocou dotyku, isté špeciálne zvolené protilátky dokážu všeobecne rozpoznať rozlišnosť dvoch proteínov keďže majú dotyčné bielkoviny rozdielné tvary a povrchové vlastnosti. Opravné stroje podobným spôsobom rozpoznajú jednotlivé molekuly. S počítačom šitým na mieru a jeho databázou budú schopné identifikovať jednotlivé bielkoviny prečítaním reťazcov ich amino-kyselín.

Predstav si komplexný a schopný opravný systém. Zaberá objem 2 kubické mikróny čo sú približne 2/1000 objemu typickej bunky. Takýto systém v sebe dokáže obsiahnuť centrálny databázový systém schopný:

1. Svižne rozpoznať ľubovolnú zo stoviek tisíc rozdielnych ľudských bielkovín preskúmaním ich aminokyselinového reťazca.
2. Identifikovať všetky ďalšie komplexné molekuly bežne sa vyskytujúce v bunkách.
3. Uložiť druh a pozíciu každej rozsiahlejšej molekuly v bunke.
Každé z menších opravných zariadení - ktorých budú v bunke možno tisíce - bude obsahovať menej výkonný počítač. Každý z týchto počítačov by mal byť schopný vykonať približne tisíc výpočtových krokov za čas počas ktorého bežný enzým pozmení jednu molekulárnu väzbu. Rýchlosť možného výpočtu sa teda zdá byť na dostatočnej úrovni. Keďže bude každý z počítačov komunikovať s väčším počítačom s centrálnou databázou , bude im ich menšia pamäť postačovať. Opravné zariadenia buniek budú mať k dispozícii ako molekulárne zariadenia ktoré potrebujú, tak i dostatok "mozgu" na to aby vedeli ako ich používať.

Takýto prístup skoncuje s mnohými zdravotnými problémami. Veď zariadenia ktoré "iba" rozpoznajú a zničia určitý druh bunky budú postačovať na to aby sa vyliečila rakovina. Umiestnenie počítačovej siete do každej bunky sa môže javiť ako krájanie masla motorovou pílou, ale to že máme po ruke motorovú pílu nám poskytuje záruku toho že si nakrájame i tvrdé maslo. V mojej snahe opísať limity možného v zdravotníctve sa mi zdá vhodnejšie poukazovať na viac ako na menej.

Zopár liečív

Najjednoduchšie využitie nanotechnológií v zdravotníctve nebude spočívať v oprave, ale naopak v ničení určitých štruktúr. Rakovina nám poskytuje jeden príklad, infekčné choroby príklad druhý. Cieľ je jednoduchý: je potrebné rozpoznať a zničiť nebezpečné replikátory, či už sú to baktérie, rakovinové bunky, víry alebo červy. Abnormálny rast a nánosy na cievnych stenách spôsobujú taktiež mnohé z srdcových problémov; stroje ktoré takéto znečistenie rozpoznajú, rozbijú a odstránia tým pádom vyčistia cievy a umožnia normálny tok krvi. Selektívna likvidácia taktiež vylieči choroby ako je herpes v prípade ktorých vírus svoje gény vloží do DNA hostiteľskej bunky. Opravné zariadenie vstúpi do bunky, prečíta si jej DNA a odstráni prídavok v ktorom je napísané "herpes".

Oprava poškodených, prekrížených molekúl by taktiež nemala pôsobiť väčšie problémy. Pri stretnutí s poškodenou , crosslink, molekulou ju opravné zariadenie identifikuje preskúmaním jej krátkych aminokyselinových reťazcov a následne vyhladá jej správnu štruktúru v databáze. Zariadenie potom začne porovnávať bielkovinu s jej predlohou, aminokyselinu po aminokyseline. Podobne ako čitateľ vyhladávajúci preklepy a zvláštne znaky (zn#ky) dokáže toto zariadenie objaviť akúkoľvek pozmenenú aminokyselinu či nevhodné prekríženie. Po oprave týchto chýb za sebou zanechá normálnu bielkovinu schopnú vykonávať prácu v bunke potrebnú.

Opravné zariadenie napomôžu taktiež procesu hojenia. Po srdcovej príhode nahrádza krvný koláč mŕtve svalové tkanivo. Opravné stroje zmenia nastavenie bunkových kontrolných mechanizmov a primäjú tak srdce aby začalo vytvárať čerstvé svalstvo. Odstránením krvného koláča a zahájením čerstvého rastu udajú správny smer k vyliečeniu srdca.

V tomto zozname by som mohol pokračovať, problém po probléme ( Otrava ťažkými kovmi? - Je treba vyhľadať a odstrániť atómy týchto kovov ) no je jednoduché zosumarizovať si k akému dôsledku prichádzame. Fyzické poškodenia vyvierajú zo zle usporiadaných atómov; opravné stroje budú schopné ich vrátiť naspäť do bežného usporiadania čím telu navrátia zdravie. Namiesto vytvárania takmer nekonečného zoznamu takto vyliečiteľných chrôb - od artritídy, bursitídy, rakoviny až po žltú zimnicu a zinkové chvenie a späť ) dáva väčší zmysel poobhliadnuť sa potom čo obmedzeniach toho dokážu bunkové opravné stroje vykonať. Takéto limity existujú.

Zamysli sa napríklad nad mozgovou mrtvicou ako nad príkladom problému ktorý poškodzuje mozog. Prevencia je jednoznačná: Zdá sa že niektorá z mozgových ciev slabne, napúcha a chýba jej iba málo k tomu aby sa pretrhla? V tom prípade ju dotiahnime do pôvodného tvaru a nariaďme rast posilňujúcich vlákien. Hrozí nám nadmerné zrážanie krvi zablokovaním krvného obehu? Rozpustime teda doštičky, znormalizujme krv a vnútorné poťahy ciev čím zabránime návratu predchádzajúceho stavu. Dokonca aj slabšie nervové poškodenie spôsobené mozgovou príhodou bude opraviteľné: v prípade že obmedzená cirkulácia krvi zanechala po sebe bunky v celku a iba ovplyvnila ich funkčnosť, je treba obnoviť kolobeh a opraviť bunky ktorých štuktúra nám bude slúžiť ako radca pri obnovovaní tkaniva do predchádzajúceho stavu. Výsledkom by nemalo byť iba obnovenie činnosti každej bunky ale i uchovanie pamäti a schopností zapísaných do neurálnych vzorov dotyčnej časti mozgu.

Opravné zariadenia budú schopné vytvoriť čerstvé mozgové tkanivo aj tam kde poškodenie trvalo zničilo tieto vzory. Ale takýto pacient stratí predchádzajúce spomienky a schopnosti do takého rozsahu v akom prebývali v dotyčnej časti mozgu. Ak sú jedinečné nervové vzory naozaj nadobro zničené, nemôžu ich bunkové opravné stroje vrátiť k životu ani o štipku lepšie ako nemôžu umeleckí reštaurátori obnoviť tapisériu z hromádky popola. Strata informácie spôsobená úplným zánikom štruktúry je zodpovedná za najdôležitejšie, najzákladnejšie obmedzenie týkajúce sa opravy tkaniva.

Aj iné úlohy z tých či oných dôvodov nespadajú do rámca opraviteľnosti bunkovými strojmi - napríklad také udržiavanie duševného zdravia. Bunkové opravné stroje budú samozrejme schopné niektoré z problémov opraviť. Zmätené myslenie niekedy má biochemické príčiny - napíklad v prípade keď je mozog pod vplyvom drog či jedov, iné problémy sú zas dôsledkami poškodeného tkaniva. No mnohé z problémov majú veľmi málo čo dočinenia so zdravím nervových buniek zato veľmi veľa dočinenia so zdravím mysle.

Myseľ a mozgové tkanivo sú ako novela a knižný papier na ktorom je vytlačená. Rozliaty atrament či poškodenie po páde do vane ;] istotne môže poškodiť knihu čo bude mať za následok sťažené čítanie novely v nej obsiahnutej. Stroje na opravu kníh by však mali byť schopné vrátiť knihe jej fyzické "zdravie" odstránením cudzieho atramentu či vysušením a opravením poškodených papierových vlákien. No tieto ozdravné procesy neurobia nič s obsahom knihy, pretože ten je v pravom zmysle slova nehmotný. V prípade že je kniha lacný románik s trápnou zápletkou a prázdnymi postavami nebude potrebné opravovať papier či atrament, ale samotnú novelu. Takáto oprava si nebude vyžadovať fyzickú opravu ale dodatočnú prácu autora. A asi mu bude treba aj dohovoriť.

Podobne i odstránenie určitých látok z mozgu či oprava nervových vlákien môže čiastočne zahnať istú mentálnu hmlu, no nemôže zmeniť obsah mysle. To sa môže podariť iba pacientovi samotnému a to iba v prípade že sa bude sám snažiť; všetci sme autormi našich myslí. Keďže však mysle menia samy seba pomocou menenia svojich mozgov, napomôže vlastníctvo zdravého mozgu rozumnému uvažovaniu viac ako napomáha kvalitný papier písaniu.

Čitatelia zbehlí v počítačoch možno uprednostnia uvažovanie v termínoch hardvér a softvér. Stroj môže opraviť hardvér počítača bez toho aby rozumel či pozmenil jeho softvér. Taký stroj možno pozastaví aktivitu počítača ale ponechá vzory obsiahnuté v pamäti v celku a schopné znova pracovať. V počítačoch s istým druhom pamäti (ktorá je nazývana "pevnou") užívatelia pôvodného stavu docielia jednoduchým vypnutím z elektriny. V prípade mozgu sa jedná o komplexnejšiu úlohu, no indukovanie podobného stavu by so sebou mohlo priniesť mnohé medicínske výhody.

Anestézia plus

Už dnes dokážu lekári pozastaviť a znovu naštartovať vedomie zásahom do chemických aktivít ktoré podmieňujú myslenie. Počas celého činného života spracúvavajú molekulárne stroje v mozgu iné molekuly. Niektoré rozkladajú cukry, kombinujú ich s kyslíkom a zachytávajú energiu vydanú týmto procesom. Iné pumpujú ióny solá skrze bunkové membrány; a ďalšie zase vytvárajú malinkaté molekuly ktoré potom vypúšťajú a odovzdávajú tak signál ďalším bunkám. Z týchto procesov sa skladá metabolizmus mozgu, celkový súhrn jeho chemickej aktivity. Spolu s príslušnými elektrickými efektmi je táto metabolická činnosť podstatou meniacich sa vzorov myslenia.

Chirurgovia režú ľudí nožmi. V polovici 19. storočia sa naučili používať chemikálie ktoré ovplyvňujú mozgový metabolizmus čím blokujú vedomé myslenie. Predišlo sa tak prílišným strastiam a námietkam pacientov ktorí mali prirodzený strach z bolesti ktorú zažijú pri tom ako bude ich telo rezané. Takéto chemikálie sa nazývajú anestetiká. Ich molekuly dokážu voľne vstupovať a opúšťať mozog, vďaka čomu sú anestetiká schopné prerušiť a obnoviť chod ľudského vedomia.

Ľudia už dlho snívajú o objave látky ktorá ovplyvní metabolizmus celého tela, látky ktorá preruší metabolizmus na hodiny, dni, alebo roky. Výsledkom by mal byť stav nazývaný biostáza ( zo slova bio, ktoré znamená život, a stáza , ktoré znamená zastavenie alebo stabilný stav ). Metóda schopná zaviesť zvratnú biostázu by mohla pomôcť astronautom na dlhých cestách vesmírom šetriť potravu a vyhnúť sa nude či ako istý spôsob jednosmerného cestovania časom. V lekárstve by mohla biostáza poskytnúť hlbokú anestéziu čím by mali doktori viac času na prácu. V prípade akútnych prípadov ktoré udejúcich sa ďaleko od dosahu zdravotnej pomoci by mohla dobrá procedúra biostázy poskytnúť istý druh všeobecnej prvej pomoci: dokázala by stabilizovať pacientov stav a zabrániť molekulárnym strojom v tom aby zdivočeli a následne začali poškodzovať tkanivo.

Nikomu sa však doposiaľ nepodarilo nájsť látku schopnú zastaviť všetky metabolické procesy spôsobom akým sú anestetiká schopné zastaviť vedomie - tj. spôsobom ktorý môže byť zvrátený jednoduchým odplavením látky z pacientových tkanív. Tak či onak sa zvratná biostáza stane reálnou možnosťou keď sa stanú dostupné molekulárne opravné stroje.

Aby sme videli ako môže takýto prístup fungovať, predstavme si ako krvné riečište nesie jednoduché molekulárne zariadenia k tkanivám v ktorých vstupujú do buniek. V ich vnútri zablokujú molekulárnu mašinériu metabolizmu - ako v mozgu tak i inde - a upevnia molekulárne štruktúry medzi sebou pomocou upevňujúcich krížnych väzieb. Následne prichádzajú na radu iné molekulárne zariadenia ktoré odstránia vodu a hutne sa nakopia okolo molekúl bunky. Pomocou týchto krokov bude metabolizmus zastavený a bunkové štruktúry uchované. Keďže budú na zvrátenie celého procesu použité bunkové opravné stroje, môže dôjsť i k istým jemným narušeniam bez toho aby bolo dôsledkom dlhotrvajúce poškodenie. Keď je metabolizmus zastavený a bunkové štruktúry sú pevne ukotvené na svojom mieste spočíva pacient bez snov a nemenne v tichosti až dokým mu opravné stroje opäť nenavrátia činný život.

V prípade že by bol pacient v takomto stave predaný doktorovi dneška, doktorovi bez vedomostí o schopnostiach opravných strojov, pravdepodobne by boli dôsledky jeho rozhodnutia nieveľmi potešivé. Nenachádzajúc akékoľvek známky života, usúdil by asi dotyčný doktor že pacient je mŕtvy a následne svoj posudok urobil skutočným "predpísaním" pitvy nasledovanej pohrebom či kremáciou.

No pacient v našich predstavách žije vo veky kedy je biostáza chápaná ako prerušenie života a nie jeho koniec. Keď pacientov kontrakt prikáže "prebuďte ma!" ( alebo keď sa skončia opravné práce či let ku hviezdam ), zaháji prítomný doktor resuscitáciu. Opravné stroje vstúpia do pacientových tkanív, odstránia výplň nazhromaždenú v okolí pacientových molekúl a nahradia ju vodou. Následne odstránia ukotvujúce krížne väzby, opravia poškodené molekuly a štruktúry a nastavia normálne koncentrácie solí, cukru v krvi, ATP atď. No a nakoniec odblokujú metabolické zariadenia. Prerušené metabolické procesy sa opäť rozbehnú na plné obrátky, pacient si zívne, natiahne sa, sadne si, poďakuje doktorovi, opáči dátum a výjde von z dverí...

Od funkcie k štruktúre

Na príkladoch zvratnej biostázy a nezvratnej ťažkej mozgovej mrtvice sme si ukázali ako pomôžu zariadenia na opravu buniek zmeniť medicínu. Lekári dneska môžu tkanivám iba napomáhať v tom aby sa opravili samé. Súčasne sa musia samozrejme posnažiť o ochranu funkcie dotyčného tkaniva. V prípade že tkanivo nedokáže fungovať, nemôže samozrejme hojiť. V prípade že tkanivá niesú ochránené, stav sa zhoršuje čo ma za následok zničenie štruktúry. Je to podobné ako keby mechanikove náradie mohlo byť použité iba na motor v behu.

Zariadenia na opravu buniek však menia základnú podmienku z uchovávania funkcie na uchovávanie štruktúry. Ako som podotkol pri opise prípadu mrtvice, opravné zariadenia budú schopné znovu obnoviť mozgové funkcie spoločne s pamäťou a inými schopnosťami iba v prípade že ostane jedinečná štruktúra nervových vlákien neporušená. Biostáza v sebe zahrňuje ochranu nervovej štruktúry súčasne s cieleným blokovaním funkcie.

Všetko toto je priamym dôsledkom molekulárnej prirodzenosti opráv. Fyzici používajúci skalpely a liečivá môžu opraviť bunky asi tak ako niekto so sekerou a plechovkou oleja môže opraviť jemné súkolie hodiniek. A naopak, ten kto má po ruke opravné zariadenia a základné živiny bude ako hodínár so všetkými nástrojmi 'ba i neobmedzeným zdrojom náhradných dielov. Molekulárne opravné stroje medicínu zmenia od základov.

Od liečenia chorôb k nastoľovaniu zdravia

Dnešní výskumníci v oblasti zdravotníctva študujú jednotlivé choroby, častokrát hľadajúc vhodné spôsoby ochrany pred nimi alebo ich zvrátenia pomocou zablokovania určitého kľúčového kroku v rozvití choroby. Takto získané vedomosti lekárom nesmierne pomohli: vďaka nim predpisujú inzulín pre diabetikov, liečivá proti vysokému krvnému tlaku ako ochranu pred infarktmi, penicilín pre boj s infekciami atď. Molekulárne stroje istotne napomôžu pri študovaní chorôb ale všeobecne možno povedať že sa vďaka nim stane pochopenie chorôb oveľa menej podstatným. Opravné zariadenia nás totiž dostanú do stavu v ktorom bude oveľa podstatnejšie pochopenie zdravia.

Telo môže byť oveľa viacej spôsobmi choré ako môže byť zdravé. Také svalové tkanivo sa napríklad líši v relatívne pár aspektoch: môže byť silnejšie či slabšie, rýchlejšie či pomalšie, môže obsahovať tú či onú protilátku atď. Avšak také poškodené tkanivo sa môže líšiť všetkými týmito spôsobmi ale okrem toho môže trpieť i rozličnými kombináciami natiahnutí, roztrhnutí, vírových infekcií, parazitických červov, modrín, prederavení, otráv, sakrómov, problémov s vylúčením látok či vrodených nedostatkov. Neuróny môžu byť pospájané do toľkých vzorov koľko je ľudských myslí ale všeobecne existuje iba neveľké množstvo synapsií a dendritov - v prípade že sú zdravé.

Keď raz biológovia dospejú k opisu normálnych molekúl, buniek a tkanív, budú šikovne naprogramované opravné zariadenia schopné vyliečiť dokonca i neznáme choroby. Keď už raz výskumníci dospejú k množine možných štruktúr z ktorých sa skladá napríklad taká zdravá pečeň, budú opravné zariadenia preskúmávajúce poškodenú pečeň hľadať iba odchýlky od normy a tie následne opravovať. I stroje ktoré nebudú nič tušiť o existencii nového jedu a jeho následkoch ho tak či tak rozpoznajú ako cudiu látku a odstránia. Namiesto boja s miliónmi čudesných chorôb nastolia opravné zariadenia stav zdravia.

Vývoj a programovanie takýchto opravných zariadení bude vyžadovať veľa snahy, vedomostí a zručnosti. Opravné zariadenia so širokým polom pôsobností budú zdá sa ľahšie vytvorené ako naprogramované. Ich programy budú musieť obsahovať do detailu presné znalosti týkajúce sa stoviek druhov buniek a státisícov druhov molekúl obsiahnutých v ľudskom tele. Budú musieť byť schopné zmapovať poškodené bunkové štruktúry a rozhodnúť ako ich opraviť. Ako dlho potrvá kým budú takéto stroje a programy vyvinuté? Momentálny stav v ktorom sa nachádza biochémia i rýchlosť jej napredovania by mohli naznačovať že čisto iba zber znalostí bude možno trvať stáročia. Ale musíme byť na pozore pred ilúziou že pokroky sa dostavia izolovane.

Opravné stroje do sveta vrazia ako súčasť celej vlny nových technológií. Tvaritelia ktorí ich zrodia budú ešte pred ich vytvorením použitý pri výstavbe nástrojov pre analýzu bunkových štruktúr. Dokonca i pesimista bude možno súhlasiť že ľudia - biológovia a inžinieri vybavení takýmito nástrojmi by mohli byť schopní postavať a naprogramovať pokročilé stroje na opravu buniek v priebehu jedného stáročia vytrvalej práce.
Tvrdohlavý pesimista hľadiaci ďaleko do budúcnosti by možno spomenul celé tisícročie. No a úplne negatívny hnidopich by už len z princípu mohol deklarovať že bude takáto práca ľuďom trvať milión rokov. Nech je po jeho: rýchle technické UI systémy - miliónnásobne rýchlejšie ako vedci či inžinieri vyvinú pokročilé bunky opravujúce systémy za jeden kalendárny rok...

Choroba "starnutie" nazývaná

Starnutie je prirodzené, ale podobne prirodzené boli i čierne kiahne a naša snaha sa voči nim chrániť. Porazili sme kiahne a zdá sa že možno porazíme i starnutie.

Priemerná dĺžka života sa v poslednom storočí zvýšila, ale to najmä vďaka tomu že sa zlepšila naša hygiéna a liečivá zredukovali počet bakteriálnych ochorení. Ale rozsah dĺžky ľudského života sa zvýšil iba o máličko.

Postupne však vedci urobili isté pokroky v pochopení i spomalovaní procesu starnutia. Identifikovali niektoré z jeho príčin, akou je napríklad nekontrolované cross-link. Odvodili isté čiastočné liečivá akými sú napríklad antioxidanty či inhibítory voľných radikálov. Predložili a študovali i iné mechanizmy starnutia, akými sú napr. bunkové "hodiny" a zmeny hormonálnej rovnováhy tela. Počas laboratórnych experimentov ktoré využívali špeciálne drogy a diéty sa podarilo predĺžiť rozsah myšieho života o 25-45 percent.

Tieto výskumy budú istotne pokračovať; spoločne s tým ako bude starnúť generácia detského boomu je treba očakávať boom vo výskume starnutia. Jedna z biotechnologických spoločností, dánsky Senetek, sa sústreďuje na výskum starnutia. V apríli 1985 sa Eastman Kodak a ICN Pharmaceuticals spojili v 45 milión dolárovej zakázke na produkciu isoprinosínu a iných liečív s potenciálom predlžovania ľudského života. Výsledky bežného výskumu zameraného proti procesu starnutia môžu dosť podstatne predĺžiť životy ľudí - a zlepšiť zdravie starnúcich - v priebehu nasledujúcich desiatich či dvadsiatich rokov. Ako veľmi dokážu liečivá, chirurgické zákroky, cvičenia a vhodná životospráva predĺžiť ľudský život? Zatiaľ sú takéto odhady iba hádaním. Iba nové vedecké poznatky môžu naše predpovede vyslobodiť z ríše špekulácie, keďže ich základňou nebude iba nové inžinierstvo ale i nová veda.

No v prípade strojov na opravu buniek sa potenciál predĺženia života stáva jasným. Budú schopné opravovať bunky tak dlho ako ich rozlišujúce štruktúry ostanú pokope , a budú schopné nahradiť bunky ktoré boli zničené. Oboma spôsobmi prinavrátia zdravie. Starnutie nieje v svojej podstate rozlišné od akéhokoľvek iného fyzického neduhu; nejedná sa o istý zázračný vplyv dátumov v kalendári na záhadnú silu života. Krehké kosti, zvráskavená koža, nízke enzymálne aktivity, pomalé hojenie rám, chabá pamäť , to všetko je dôsledkom poškodenej molekulárnej mašinérie, chemických nerovnováh a zle zoradených štruktúr. Prinavrátením všetkých buniek a tkanív tela do pôvodnej štrukturálnej konfigurácie prinavrátia opravné stroje mladistvé zdravie.

Ľudia ktorí dokážu prežiť do doby opravných strojov budú mať možnosť udržať si mladistvé zdravie skoro tak dlho ako budú chcieť. Nič nedokáže samozrejme spraviť človeka - či čokoľvek iné - nesmrteľným, ale v prípade že sa dokážu vyhnúť istým možným haváriam budú môcť tí čo chcú žiť veľmi, veľmi dlho.

S postupným vývinom istej technológie nastáva čas kedy sa jej princípy stávajú jasnými a spolu s nimi i mnohé z dôsledkov. Princípy rakiet boli známe už v 30tych rokov 20. storočia, a spolu s nimi i dôsledok letu do vesmíru. Následné vyplňovanie detailov v sebe zahrňovalo navrhovanie a testovanie tankov, motorov, nástrojov atď. Na začiatku 50tych rokov už boli mnohé detaily známe. Pradávny sen o ceste na Mesiac sa stal cieľom pre ktorý bolo možné si utvoriť plán.

Princípy molekulárnych zariadení sú jasné už dnes a s nimi i dôsledok zariadení schopných opravovať bunky. Vyplňovanie detailmi bude v sebe zahŕňat dizajnovanie molekulárnych nástrojov, tvariteľov, počítačov a iné, ale mnohé z detailov existujúcich molekulárnych strojov sú nám známe už dnes. Pradávny sen o dlhotrvajúcom zdraví a dlhom živote sa stal cieľom pre ktorý je možné si utvoriť plán.

Liečebný výskum nás krok po kroku vedie po ceste smerom k molekulárnym strojom. Celoplanetárna súťaž vo vytváraní lepších materiálov, elektroniky a biochemických nástrojov nás tlačí tým istým smerom. Bude trvať ešte roky rokúce kým sa opravné stroje stanú realitou, ale jedná sa o realitu ktorá nám leží priamo pred nosom.

Budú schopné mnohého, dobrého i zlého. Iba chvíľkové zamyslenie nad vojenskými replikátormi so schopnosťami iba o niečo odlišnými od schopností opravných strojov stačí na to aby človeku z istých možností prišlo zle. Neskôr opíšem ako sa takým desom besom môžeme vyhnúť, ale najsamprv sa mi zdá byť rozumným zamyslieť sa nad toľko ospevovanými výhodami opravných zariadení. Je ich zdanlivé dobro ozajstným dobrom? A ako dlhý život ovplyvní svet ?

0000010100063533009502970214283602497294

Jedna z vecí ktorými sa líšime od všetkých našich predchádzajúcich generácií je tá, že sme videli naše vlastné atómy.

Karl K. Darrow, Renesancia fyziky

Naše telo sa skladá z molekúl a preto molekulárne technológie prinesú zdravie. To choré, staré a zranené , všetko to trpí zle zoradenými vzormi atómov. Príčinou takéhoto nesprávneho zoradenia môžu byť vírusy, chod času či automobilová doprava. Zariadenia na usporiadanie atómov podobné nedostatky dokážu napraviť. Nanotechnológie budú znamenať zásadný prelom v medicíne.

Dnešný doktori sa pri liečbe takmer vždy spoliehajú vždy na operáciu či lieky. Chirurgovia pokročili od zašívania rán a amputácie končatín smerom k oprave sŕdc a pripevňovaniu končatín. Pomocou mikroskopov a jemných nástrojov sú schopný pospájať cievy či nervy. Ale ani ten najlepší mikro-chirurg nedokáže vyrezať či spojiť jemnejšie tkanivové štruktúry. Moderné skalpely a iné nástroje sú prosto príliš hrubé na opravu kapilár, buniek a molekúl. Prestav si veľmi jemný chirurgický zákrok z pohľadu bunky: obrovská čepeľ sa pohybuje sem a tam, naslepo pretínajúc molekulárne stroje mnohých buniek, hubiac tisíce z nich. Neskôr preráža takto rozrušeným zhlukom buniek obrovský obelisk ťahajúci za sebou kábel široký ako nákladný vlak ktorý má tento zhluk znova spojiť dokopy. Z perspektívy bunky je i tá najdelikátnejšia operácia zručne prevedená pomocou špeciálnych nožov stále iba mäsiarskou prácou. Iba vďaka schopnosti buniek zbaviť sa svojich mŕtvych kolegýň, preskupiť sa a následne sa zmnožiť je vôbec niečo ako hojenie možné.

Ako však vedia mnohé paralyzované obete nehôd , nie všetky tkanivá sa zahoja.

Liečebná terapia narozdiel od chirurgie narába s jemnejšími bunkovými štruktúrami. Liečivá sú jednoduché molekulárne zariadenia. Niektoré z nich ovplyvňujú špeciálne molekuly obsiahnuté v bunkách. Napríklad taký morfín sa naviaže na isté receptory mozgových buniek čím ovplyvní nervové impulzy ktoré signalizujú bolesť. Insulín, beta blokátory či iné liečivá pasujú do iných receptorov. No funkčnosť liekov nemožno usmerniť. Keď už ich raz vhodíme do tela, narážajú tu a tam túlajúc sa v roztoku až do momentu kým nenarazia na cieľovú molekulu. Do nej zapadnú, nalepia sa a ovplyvnia jej funkciu.

Chirurgovia sú schopní uvedomiť si problém a naplánovať riešenie avšak majú k dispozícii len veľmi hrubé nástroje, molekuly liečiv ovplyvňujú tkanivá na molekuluárnej úrovni ale sú príliš jednoduché na to aby dokázali cítiť, plánovať a jednať. Ďalšiu možnosť výberu ponúknu lekárom molekulárne stroje riadené nanopočítačmi. Skĺbením senzorov, programov a molekulárnych nástrojov získame systém schopný skúmať a opravovať samotné zložky jednotlivých buniek. Vďaka nim bude chirurgická kontrola prenesená do molekulárnej oblasti.

Potrvá roky rokúce kým sa tieto pokročilé molekulárne zariadenia stanú realitou ale už i dnes sa výskumníci motivovaný potrebami medicíny zaoberajú molekulárnymi strojmi a molekulárnym inžinierstvom. Tie najlepšie lieky ovplyvňujú určité molekulárne stroje určitým spôsobom. Taký penicilín napríklad zabíja baktérie tým že poškodzuje nanozariadenia pomocou ktorých si stavajp bunkové steny. Má však pomerne malý účinok na ľudské bunky.

Možno povedať že biochemici študujú molekulárne stroje nielen preto aby zistili ako ich postavať ale i preto aby vedeli ako ich poškodiť. V mnohých krajinách sveta - najmä v Treťom svete - parazituje na ľudskom mäse až nepríjemne veľké množstvo vírusov, baktérií, prvokov, plesní a červov. Podobne ako penicilín by aj v prípade týchto parazitov mali účinné lieky poškodiť molekulárnu mašinériu parazita zatiaľčo mašinéria človeka by ostala nepoškodenou. Dr. Seymour Cohen, profesor farmakologickej vedy v SUNY (Stony Brook, New York) tvrdí že biochemici by mali systematicky študovať molekulárnu skladbu týchto parazitov. Keď sa biochemikom podarí určiť tvar a funkciu určitej vitálnej bielkoviny, budú môcť skôr či neskôr navrhnúť molekulu ktorá dotyčnú bielkovinu rozruší. Lieky takéhoto druhu by mohli oslobodiť ľudstvo od pradávnych hrôz ako sú schistosomiáza a lepra, ako i od tých novodobých, napr. AIDS.

Farmaceutické spoločnosti vytvárajú nové návrhy molekúl na základe poznatkov o tom ako pracujú. Výskumníci spoločnosti Upjohn navrhli a upravili molekuly vasopresínu, hormónu ktorý sa skladá z krátkeho reťazca aminokyselín. Vasopresín zvyšuje množstvo práce vykonanej srdcom a znižuje rýchlosť tvorby moču v obličkách čím dochádza k zvýšeniu krvného tlaku. Výskumníci navrhli nové úpravy molekúl vasopresínu ktoré viac ovplyvňujú receptory v obličkách ako receptory v srdci, čím sa získal špecifickejší a kontrolovateľnejší liečebný účinok. Nedávno sa im dokonca podarilo navrhnúť takú vasopresínu podobnú molekulu ktorá sa naviaže na receptory v obličkách bez spôsobenia akéhokoľvek účinku. Tým vlastne dôjde k inhibícii činnosti prirodzeného vasopresínu.

Dopyt po nových riešeniach medicínskych problémov poženie podobnú prácu napred čím bude čoraz viac výskumníkov uvedených na cestu bielkovinového dizajnu a molekulárneho inžinierstva. Lekárske, vojenské i ekonomické tlaky nás všetky posúvajú tým istým smerom. Ešte pred tvariteľským prielomom so sebou pokroky v molekulárnych technológiách prinesú zjavný pokrok v lekárstve, zárukou toho sú trendy v oblasti biotechu. Tieto pokroky budú pokrokmi čiastkovými a ťažkopredvídateľnými - zväčša vždy sa bude jednať o využitie určitého biochemického detailu. Neskôr, po použití tvariteľov a UI systémov na oblasť medicíny, získame viac schopností ktoré možno ľahšie predvídať.

Aby sme tieto schopnosti pochopili, zamyslime sa nad bunkami a ich mechanizmami pre vlastnú opravu. V bunkách tvojho tela narúšajú isté žiarenia a chemikálie molekuly, čím dochádza k vzniku reaktívnych molekulárnych častí. Tieto sa následne môžu naviazať na ďalšie molekuly v procese ktorý sa nazýva cross-linking. Podobne ako by strela či lepidlo poškodila stroj, sú bunky poškodzované radiáciou a reaktívnymi časticami keďže sa ich molekulárne zariadenia buď rozpadnú alebo zaseknú.

Keby sa tvoje bunky nedokázali opravovať, čoskoro by poškodenie presiahlo únosnú mieru a bunky by zahynuli alebo by sa načisto zbláznili kvôli poškodeniu svojich kontrolných systémov. Evolúcia však uprednostnila organizmy schopné voľajak sa s týmto problémom vysporiadať. Samo-sa replikujúci priemyselný systém zrhuba načrtnutý v kapitole 4 sa opravoval pomocou výmeny poškodených častí; bunky robia to isté. Pokým ostáva v poriadku bunková DNA, stále možno produkovať bezchybné informačné pásky ktoré ribozómom povedia ako zostrojiť nové bielkovinové stroje.

Nanešťastie pre nás sa i samotná DNA môže poškodiť, dôsledkom čoho sú mutácie. Niektoré opravné enzýmy sa snažia tento nedostatok vyvážiť vyhľadávaním a opravovaním istých druhov poškodení DNA. Je to jedna z pomocných barličiek vďaka ktorým bunky dokážu prežiť ale i tak sú existujúce opravné mechanizmy príliš jednoduché na vyriešenie všetkých problémov, či už v DNA alebo inde. Chyby sa navalujú jedna na druhú spôsobujúc tak starnutie a smrť buniek - a ľudí.

Život, Myseľ a Stroje

Môžeme vôbec opisovať bunky ako "mašinériu", či už schopnú samoopravy alebo nie? Keďže sme z buniek postavaný, mohlo by sa zdať že tak zredukujeme ľudské bytosti na púhe stroje a dostaneme sa do konfliktu s holistickým chápaním života.

Slovníková definícia holizmu znie "téoria tvrdiaca že realita sa skladá z organických či zjednotených celkov ktoré sú niečím viac ako je súčet ich častí". Zdá sa že túto definíciu môžeme bez väčších problémov použiť na ľudí: jednoducho chápaný súčet našich častí by mohol pripomínať hamburger bez prítomnosti akejkoľvek mysle či života.

Ľudské telo obsahuje viac ako desať miliárd miliárd bielkovinových súčiastok - žiadny tak komplexný stroj by si nezaslúžil prívlastok "púhy". Každý stručnejší opis takéhoto komplexného systému bude značne nekompletný ale i tak opis v termínoch strojov a mašinérií dáva na úrovni buniek zmysel. Molekuly obsahujú jednoduché pohyblivé časti a mnohé z nich sa môžu chovať ako bežné druhy strojov. Bunky chápané ako celok sa zdajú byť menej mechanickými no i tak biológovia považujú za užitočné opisovať ich v termínoch molekulárnych strojov.

Biochemici odhalili to čo sa kedysi nazývalo hlavnými mystériami života a momentálne sú na cesty spoznávania detailov. Vystopovali ako molekulárne stroje rozkladajú potravinové molekuly na ich základné stavebné bloky a potom ich znova spájajú čím obnovujú tkanivo. Mnohé z detailov štruktúry ľudskej bunky sú nam stále neznáme - bunka ako taká môže obsahovať miliardy obrovských molekúl tisícov rôznych druhov - ale biochemikom už sa podarilo zmapovať každú každučičku časť niektorých jednoduchších vírusov. Častokrát možno v biochemických laboratóriách naďabiť na nástenné plagáty ukazujúce ako základné molekulárne stavebné jednotky putujú naprieč baktériou. Biochemici chápu mnohé z životných procesov, a zdá sa že to čomu nerozumejú sa riadi rovnakými princípmi. Záhada dedičnosti sa premenila na priemysel genetického inžinerstva. Dokonca i embryonálny vývoj a pamäť sú vysvetlované pomocou biochemických premien bunkových štruktúr.

V posledných desaťročiach sa zmenila samotná podstata našej neznalosti. Kedysi sa biológovia pri pohľade na životné procesy pýtali "Ako je to možné?". Dnes už isté všeobecné princípy chápu a tak sa pri štúdiu jednotlivého procesu zväčša pýtajú "Ktorú z mnohých možných ciest si vybrala príroda?". V mnohých prípadoch ich výskumy zúžili množinu možných vysvetlení iba na vysvetlenie jedno jediné. Isté biologické procesy - napr. koordinácia buniek pri utváraní a raste embrya, učiaci sa mozog, reagujúci imunitný systém - sú stále reálnou výzvou pre vedcovu predstavivosť. No nieje to preto že by tieto procesy v sebe obsahovali určité hlboké mystérium o tom ako fungujú jednotlivé časti, ale preto že interakcia množstva jednotlivých súčastí pri utváraní celku je nesmierne komplexná.

Bunky sa riadia tými istými prírodnými zákonmi ktoré riadia i zvyšok sveta. Bielkovinové stroje budú pracovať v im náležiacom vhodnom prostredí a je jedno či sa nachádzajú v bunke alebo bola zvyšná časť bunky zlikvidovaná a odplavená pred pár dňami. Molekulárne stroje nevedia nič o "živote" a "smrti".

Biológovia - v prípade že je to vôbec ich starosť - niekedy definujú život ako schopnosť rásť, množiť sa a reagovať na vnemy. Podľa tohto štandardu by však napríklad systém množiacich sa fabrík mohol byť nazvaný živým zatiaľčo vedomá umelá inteligencia vymodelovaná podľa predlohy ľudského mozgu by takéto pomenovanie nezískala. Sú vírusy živé alebo sú len "púhe" dômyselne skonštruované molekulárne stroje? Žiadny experiment nám odpoveď na túto otázku nedá pretože príroda samotná nekladie deliaci čiaru medzi živé a neživé. Biológovia pracujúci s vírusmi sa radšej pýtajú: "Dokázal by tento vírus fungovať v prípade že by sme mu dali šancu?". Prívlastky "život" a "smrť" v lekárstve závisia od medicínskych schopností: doktori sa pýtajú: "Bue facient fungovať keď urobíme všetko čo je v naších silách?" Kedysi doktori prehlásili za mŕtveho toho komu sa zastavilo srdce, dnes je za mŕtveho považovaný až ten u ktorého niet nádeje na obnovenie mozgovej aktivity. V minulosti definíciu zmenili pokroky v kardiochirurgii, v budúcnosti ju možno zmenia i pokroky v neurochirurgii.

Tak ako sa niektorí ľudia cítia nepríjemne pri myšlienke na mysliace stroje, tak sa môžu niektorí cítiť nepríjemne pri pomyslení na myšlienku že stroje sú podstatou našeho vlastného myslenia. Slovo "stroj" zase raz vyvoláva predstavu robustného klapotu kovu namiesto predstavy signálov preblikávajúcich skrze premenlivú sieť nervových vlákien, skrze tapisériu tak jemnú že ju myseľ v nej obsiahnutá nemôže plne uchopiť. Ozajstným strojom podobné stroje môžeme v mozgu nájsť až na molekulárnej úrovni, na úrovni oveľa jemnejšej ako to najtenšie vlákno.

Celok sa nemusí podobať na svoje časti. Pevný zhluk sa málokedy podobá na tancujúcu fontánu ale i napriek tomu môže zoskupenie pevných, zhluknutých molekúl udávať tvar tekutej vode. Podobne možno povedať že miliardy molekulárnych strojov utvárajú nervové vlákna a synapsie, tisíce vlákien a synapsie nám dávajú nervovú bunku a z miliárd nervových buniek získavame mozog ktorý v sebe umožňuje tok myslenia.

Keď povieme že myseľ je "iba molekulárnymi strojmi", je to niečo podobné ako keby sme povedali že Mona Lisa je iba "množstvom farebných bodiek". Takéto výroky zamieňajú časti s celkom, mýlia si hmotu s vzorom ktorý obsahuje. To že sa skladáme z molekúl nieje dôvod na to aby sme sa považovali za menej ľudských.

000001010006353300950297021428360249729403100471

som raz videla ako na molekularnej urovni vytvorili nanomotor spojenim casti molekul...take mini perpetummobile.clovek je stroj ci skor mechanizmus, ale aj tak by ma zaujimalo, ci mame suciastky aj na vyvaranie napadov?

000001010006353300950297021428360249729402497979

no mam pred sebou dva dni motocrossu, to som zvedavy, jak ma to rozladi a jak si budem zelat uz konecne ten fuckin nanostroj co ma da znova dokopy.. muha,nie nie, pestujte si svoje kokocinky, len niekedy vyzeraju totalne smiesne, nas svet je ovela hrubsi a tak ho mam rad

000001010006353300950297021428360249729402497863

Opravovanie seba sameho ako stroj. Je to pekna myslienka ale ma par silnych problemov. Jeden je napriklad, co je treba opravit? Ako to treba opravit? A vobec budeme schopny pochopit zlotitost reality a sveta v jednom obraze ktory nam dovoli zostrojit takyto stroj? Nejde iba o to co sa mozeme naucit alebo oducit, ale ide aj o to ci vobec sa mozeme nieco take naucit ako celok a to pochopit

0000010100063533009502970214283602491184

Hojnosť

Vesmírne zdroje sa budú spolu s tvariteľmi a automatizovaným inžinierstvom spolupodieľat na niečom čo možno nazvať budúcnosťou hmotnej hojnosti. Čo to znamená sa najlepšie ukáže pri preskúmavaní cien.

Ceny reflektujú hranice našich zdrojov a schopností; vysoké ceny naznačujú vzácnosť zdrojov či náročnosť dosahovania cieľa. Proroci nedostatku predpovedali prudko rastúce ceny zdrojov a s nimi i príchod istého druhu budúcnosti. Je podstatné si však uvedomiť že ceny zdrojov vždy závisia od dostupných technológií. Nanešťastie však inžinieri ktorí sa snažili predvídať cenu budúcich technológi skoro vždy narazili na gordický uzol detailov a neurčitostí ktorý nemožno rozviazať. Tento problém nám značne sťažuje chápanie budúcnosti.

Predstava množiacich sa tvariteľov, automatizovaného inžinierstva a vesmírnych zdrojov pretína tento gordický uzol v predvídaní cien. Keď dnes hovoríme o cene výrobku, je v nej obsiahnutá cena za prácu, kapitál, suroviny, energiu, priestor, odstránenie odpadu, organizáciu, distribúciu zdanenie a dizajn. Aby sme pochopili ako sa celkové ceny zmenia, rozvažujme tieto zložky jednu po druhej.

Práca. Potom čo bude prvý tvariteľ postavený nebude už treba žiadnej dodatočnej ľudskej driny. Ako by asi mohli pomôct ľudské ruky behu tvariteľa? Pomocou dodatočných robotických zariadení rozličných veľkostí ktoré by skladali časti do väčších systémov by mohol byť celý výrobný proces od molekúl až k mrakodrapom oslobodený od nákladov na platy robotníkov.

Kapitál. Tvariteľské systémy ako také, v prípade že budú správne naprogramované, budú produktívnym kapitálom. Spolu so spomenutými robotickými strojmi budú schopné postavať takmer čokoľvek, včítane vlastných kópií. Keďže bude tento samo sa množiaci kapitál schopný zmnožiť sa mnohokrát za deň, bude iba dopyt a prítomnosť zdrojov obmedzovať jeho množstvo. Taký kapitál bude teda skoro zadarmo.

Suroviny. Pretože budú molekulárne stroje usporiadavať atómy do najvhodnejších formácií, bude na dosiahnutie mnohého stačiť relatívne malé množstvo materiálu. Tie najbežnejšie prvky ako vodík, uhlík, dusík, kyslík, hliník a kremík sa zdajú byť tými najvhodnejšími pri zostrojovaní zhlukov väčšiny štruktúr , vozidiel, počítačov, oblečení atď. : sú dostatočne ľahké a tvoria silná väzby. Prach a vzduch obsahuju týchto prvkov požehnane preto možno povedať že suroviny budú lacné ako prach.

Energia. Tvaritelia budú môcť byť poháňaný či už chemickou ako i elektrickou energiou. Systémy tvariteľmi postavané budú premieňať solárnu na chemickú energiu podobne ako rastliny, alebo solárnu energiu na elektrinu podobne ako slnečné články. Už dnes existujúce solárne panely sú efektívnejšie ako rastliny. Za prítomnosti množiacich sa tvariteľov ktorí budú stavať solárne články nebude palivo a elektrina mnoho stáť.

Priestor. Výroba pomocou assemblerov bude zaberať málo miesta. Väčšina sa zmestí do skrine ( či zásuvky alebo špendlíkovej dierky ) , väčšie systémy budú môcť byť umiestnené pod zem alebo do vesmíru v prípade že bude niekto vyžadovať niečo čo zaberá príliš veľa miesta. V ére tvariteľov budú hĺbiace stroje i vesmírne lode lacnejšou záležitosťou.

Zbavovanie sa odpadu. Tvariteľské systémy budú mať pod kontrolou atómy ktoré využívajú vďaka čomu bude výroba čistá sťa pestovanie jablone, ba možno i čistejšia. V prípade že bude sad i naďalej špinavý a škaredý, bude nám daná možnosť ho zo Zeme nadobro odstrániť.

Organizácia. Dnešná priemyselná produkcia vyžaduje organizáciu aby dokázala skoordinovať hordy zamestnancov a manažérov. Ľudia nebudú súčasťou výroby založenej na tvariteľoch, tvaritelia budú proste tam kde byť majú a budú vyrábať to čo im bolo zadané. Ich prvotné naprogramovanie bude v sebe obsahovať všetky organizačné inštrukcie potrebné k tomu aby dokázali vytvoriť širokú paletu produktov.

Distribúcia. Pomocou automatických vozidiel jazdiacich v tuneloch ktoré boli postavané hĺbiacimi strojmi nebude distribúcia spotrebuvávať prácu či kaziť výhľad na krajinu. A hlavne je treba si uvedomiť že za situácie kedy budú tvaritelia v domácnosti či komunite nebude distribúcie vlastne treba.

Zdaňovanie. Väčšina daní je definovaná ako fixná percentuálna časť z ceny a tak i náklady narastajú o isté fixné percento. V prípade že budú náklady zanedbateľné, budú i dane zanedbateľné. Taktiež možno polemizovať o tom či vlády s ich vlastnými tvariteľmi a surovinami nebudú mať menej dôvodov na zdaňovanie ako také.

Dizajn. Z horeuvedených bodov vyplývajú nízke náklady na výrobu. Vďaka technickým UI systémom sa vyhneme nákladom na prácu inžinierov a tak budú i naše náklady na dizajn takmer nulové. Takéto UI systémy budú samy o sebe nenákladné na výrobu a činnosť, zkonštruované budú tvariteľmi a nebudú mať tendenciu robiť nič iné okrem navrhovania vecí.

Stručne povedané, na konci dlhej rady zisk prinášajúcich pokrokov v oblasti počítačových a molekulárnych technológií zásadne poklesne ceny navrhovania a výroby vecí. Hore som sa zmienil o surovinách "lacných ako prach" a je naozaj v schopnosti tvariteľov vyrobiť takmer čokoľvek z prachu a slnečného svetla. Vesmírne zdroje však i ono "lacné ako prach" zmenia na "lacné ako lacný prach" : hlina má nezanedbateľnú hodnotu pre ekosystém Zeme zatiaľčo drť z asteroidov bude pochádzať z mŕtvej vyprahnutej pustiny. V tomto zmysle bude taktiež slnečné svetlo využívané vesmírnymi tvariteľmi lacnejším.

Vesmírne zdroje sú nesmierne rozsiahle. Jeden asteroid môže obsahovať toľko potrebných surovín ako kontinenty Zeme do hĺbky jedného kilometra. Vesmír pohltí takmer 99.999999955 percenta slnečného žiarenia ktoré minie Zem, drvivá väčšina z neho sa následne stratí v medzihviezdnej prázdnote.

Vesmír teda obsahuje dostatok hmoty, energie a priestoru pro projekty veľkých rozmerov včítane gigantických vesmírnych obydlí. Systémy založené na princípe tvariteľov budú schopné zostrojiť svety veľké ako svetadiel podobné valcovitým návrhom O'Neilla ale vybudované zo silných uhlíkatých materiálov. Vďaka takýmto materiálom či vode zo zamrznutých mesiacov vonkajšej slnečnej sústavy by sme mali byť schopný utvoriť nielen krajiny vo vesmíre ale i celé moria, širšie a hlbšie ako je Stredozemné. Postavané vďaka energii a materiálom z vesmíru nebudú tieto šíre nové kraje a moria stáť Zem a jej obyvateľov takmer žiadne zdroje. Prvotnou podmienkou bude naprogramovanie prvého tvariteľa , s čím by mali pomôcť UI systémy. Najväčším problémom bude rozhodnutie o tom čo vlastne chceme.

Ako napísal Konstantin Tsiolkovsky na prelome 19. a 20. storočia "Človek nezostane naveky na Zemi, výzva vesmíru, výzva svetla, ho privedie k spôsobu ako prekonať hranice atmosféry, pomaličky zpočiatku no nakoniec si podmaní celú slnečnú sústavu". Prinesieme život do mŕtveho vesmíru.

Replikátory nám dodajú zdroje vďaka ktorým budeme pomôcť pomýšlať na cestu k iným hviezdam. Svetelná plachetnica poháňaná slnečným svetlom by sa čoskoro ocitla v hlbokej temnote - bola by rýchlejšia ako ktorákoľvek z dnešných rakiet no predsa tak pomalá že by to trvalo celé tisícročia kým by sa jej podarilo prekonať medzihviezdnu prázdnotu. No v prípade že dokážeme postaviť gigantické lasery obiehajúce Slnko ktorých lúč by sme dokázali nasmerovať až za hranice našej slnečnej sústavy smerom k plachetnici ktorú by postupne urýchlovali takmer až k rýchlosti sveta, trvala by celá púť iba niekoľko rokov.

Najväčším problémom by bolo zastavenie. Freeman Dyson z Princetonskej univerzity navrhuje brzdiť pomocou magnetických polí ionizovaného plynu prítomného medzi hviezdami. Robert Forward z Hughesových Výskumných Laboratórií navrhuje odraziť laser od plachetnice naspäť opačným smerom k spomaľovacej plachetničke. Tak či onak - a je i mnoho iných spôsobov - sú hviezdy v našom dosahu.

Na dlhú dobu však poskytne slnečná sústava viac ako dostatok priestoru. Vesmír v okolí Zeme má dosť miesta pre kraje o veľkosti povrchu milióny násobne väčšom ako je povrch Zeme. Nič by nemalo brániť emigrácii či opätovným návštevám rodnej hrudy. Nemali by sme mať problémy s energetickým zásobovaním transportného systému - slnečné svetlo dopadajúce na Zem dodá za desať minút toľko energie koľko by sme potrebovali na vynesenie celej dnešnej populácie na obežnú dráhu. Vesmírne obydlia i cestovanie sa stanú lacnú záležitosťou. Keď dokážeme správne zúžitkovať molekulárne technológie možno sa raz budú naši potomkovia podivovať nad tým čo nás tak dlho držalo zamurovaných na Zemi v takej biede.

Spoločnosť hry s nenulovým súčtom

Mohlo by sa zdať že ceny všetkého - včítane krajiny, ak ľuďom nebude záležať na podmienke tisícov kilometrov kameňa pod nohami - klesnú takmer k nule. V istom zmysle sa to zdá byť pravdou, no v inom zmysle nie. Ľudia budú vždy udeľovať určitú hodnotu hmote, energii, informácii či ozajstným ľudským službám a preto si všetko istú cenu podrží. Z dlhodobého hľadiska skôr či neskôr narazíme na hranice rastu kvôli čomu ceny proste z nášho uvažovania úplne vylúčiť nemôžeme.

Zdá sa však že ak prežijeme, prinesú tvaritelia a vesmírne zdroje so sebou dlhú éru počas ktorej nepocítime obmedzenia zdrojov - éru v ktorej i nesmierné bohatstvo dneška bude takmer zadarmo. Zdá sa to byť príliš peknou predstavou na to aby to bola pravda, ale príroda - ako zvyčajne - neutvárala svoje obmedzenia na základe ľudských pocitov. Naši predkovia si kedysi mysleli že rozpávať sa s niekým na druhej strane more je príliš peknou predstavou na to aby to bola pravda, no podmorské káble či satelity i tak fungujú.

Existuje však ešte iná, oveľa menej príjemná odpoveď pre tých ktorí si myslia že predstava tvariteľov je príliš dobrou na to aby bola pravdivá: možnosť tvariteľov nám hrozí rizikami a zbraňami oveľa nebezpečnejšími ako sme doposiaľ v histórii mohli vidieť. Ak by sa nanotechnológie nedali kontrolovať no dalo by sa im vyhnúť, pravdepodobne by ich rozumní ľudia zavrhli. Je však takmer isté že technologický pretek vyplodí z biotechnológií tvariteľov podobne ako splodil raketoplány z rakiet. Pri zamyslení sa nad pokrokmi v zbrojení sa zdá byť ich príchod takmer nevyhnuteľný. Assemblerom sa nevyhneme, no možno ich budeme môcť kontrolovať.

Výzva pred ktorú sme postavení znie - vyhnúť sa nebezpečiu. K tomu aby sme to však naozaj dokázali budeme potrebovať spolupracovať a spolupracovať budeme pravdepodobne iba vtedy keď pochopíme ako veľa z tejto spolupráce môžeme vyťažiť. Predstava vesmírnu a množiacich sa tvariteľov by mohla napomôcť pri odstránení istých prastarých nebezpečných mémov.

Kedysi bol ľudský život hrou s nulovým súčtom. Ľudstvo žilo takmer na okraji ekologických limitov, kmeň bojoval s kmeňom o životný priestor. Tam kde sa jednalo o pastviny, polia, či lesy na polovačku, tam vždy zisk na jednej strane znamenal stratu na strane druhej. Keďže sa zisk jednej skupiny takmer rovnal strate druhej skupiny, celkový úžitok vyprodukoval nulový súčet. Ľudia ktorí však dokázali spolupracovať v rozličných oblastiach začali prosperovať a tak sa naši predkovia postupne naučili nielen ako oberať o niečo druhých ale i ako spolupracovať a stavať.

V prípade daní, transakcií či súdnych sporov ešte stále platí že viac pre niekoho znamená menej pre niekoho iného. Celkové bohatstvo narastá len veľmi pomaly, redistribuované je svižne. Každý deň máme pocit že naše zdroje, náš majetok je pevne daný z čoho vyviera ilúzia že život je hra s nulovým súčtom. Táto ilúzia naznačuje že široká spolupráca je zbytočná keďže zisk u jedného je dôsledkom straty u druhého.

História ľudského pokroku je však dôkazom toho že hra ktorú na tejto planéte hráme môže dávať nenulový súčet. Urýchlenie ekonomického rastu v posledných storočiach naznačuje že bohatí môžu bohatnúť zatiaľčo chudobní bohatnú taktiež. Napriek rastu populácie - a myšlienke rozdeľovania fixného koláča - trvalo narastá priemerné bohatstvo per capita celosvetovo, včítane krajín Tretieho sveta. Ekonomické fluktuácie, miestne zvraty a prirodzená tendencia médií sústreďovať sa na zlé správy - toto všetko nám zamlžuje výhľad na fakty o ekonomickom raste o ktorých však dostatočne jasne vypovedajú verejné záznamy. Zdroje z vesmíru a množiace sa assemblery urýchlia tento historický trend spôsobom vymykajúcim sa snom ekonómom, vynášajúc ľudstvo do nového sveta.

000001010006353300950297021428360249118402492481

idealy hodne Condorceta. asi bude musiet niekto o sto rokov napisat dalsiu Dialektik der Aufklärung...

000001010006353300950297021428360249118402491716

tvaritelia ponúkajú potenciálne neobmedzený zdroj materiálu.Trocha mojej tupej logiky - je zákon o zachovaní energie - hmota je formou energie - hmota sa nestráca - len mení formu a tvaritelia spôsobia,že tá forma bude taká akú budeme požadovať.Slovo plytvanie sa prestane používať.Velké riziko,že sa to nepodarí je v tom,že politická a náboženská moc by sa stala prežitkom.To čo píšeš,že by ostali nejaké ceny tak ak ano,tak len preto aby prežitok sa nestal prežitkom.Jak chceš vládnuť v spoločnosti v ktorej v podstate zdarma všetci môžu mať všetko?Na druhej strane by takto zabezpečeny človek plne po materiálnej stránke mohol rozvinúť svoj tvorivý potenciál kedže už by nemusel vačšinu energie vynakladať na holé prežitie v našich sociálnych pomeroch reprezentované prácou.
Potom je tu ešte technický problém.Tvaritelom by mohlo aj dobre zajebať.Jedného rána by sme sa mohli zobudiť a nájsť sa aj s planétou v úhladných hromádkach rozložený na základné prvky putujúce vesmírom.

0000010100063533009502970214283602471536

Pouzitím naších momentálnych technológií by sme mohli zahjájiť dobývanie vesmíru - no nečiníme tak. Keby sme sa ubrali touto cestou dnešného vesmírneho hnutia trvalo by nám mnoho desaťročí pokým by sme sa vo vesmíre pevne usadili. Už predtým však technologické prelomy otvoria cesty nové.

Dnes trvá tímom inžierov približne päť až desať rokov kým vyvinú nový vesmírny systém pričom cestou utratia desiatky či tisíce miliónov dolárov. Takéto či iné inžinierske zdržania a náklady spôsobujú že vpred postupujeme príšerne pomaly. V nadchádzajúcich rokoch však počítačmi asistovaný dizajn vyvynie smerom k automatizovaným inžinierskym systémom. A ako sa tak stane, zdržania a náklady sa zmenšia a nakoniec vymiznú úplne, počítačmi kontrolované výrobné systémy celkové náklady zmenšia ešte viac. Príjde deň keď budeme môcť povedať že automatizovaný návrh a výroba spôsobili desať násobné urýchlenie a desať násobné zlacnenie vo vývoji vesmírnych systémov. Náš pokrok začne byť vo vesmíre zjavným.

Ak sa v tom čase pozrú vesmírny obyvatelia do minulosti budú považovať náš dnešný vesmírny program za klúčovú zložku vo vesmírnom rozvoji ? Asi nie. Uvidia viac technického pokroku uskutočneného počas niekoľkých rokov ako počas predchádzajúcich niekoľkých desaťročí. Možno nakoniec dospejú k záveru že UI a robotika znamenali pre rozvoj vo vesmíre oveľa viac ako celá armáda inžinierov z NASA.

Tvariteľský prielom a automatizované inžinierstvo prinesú svojou vzájomnou kombináciou so sebou zmeny pri ktorých sa budú naše dnešné vesmírne snahy javiť takmer ako detská hra. V kapitole 4 opisujem ako množiaci sa tvaritelia postavia ľahký silný raketový motor bez nutnosti ľudskej práce. Použitím podobných metód postavíme celé vesmírne lode, úžasne výkonné a lacné. Hmotnosť sa prejaví v hmotnosti, ich diamantu podobné štrukturálne materiály budú približne 50 krát silnejšie ako hliník používaný v dnešných raketoplánoch; lode postavané z takýchto materiálov budú o 90 percent ľahšie ako tie dnešné. Keď sa raz ocitnú vo vesmíre, rozprestrú svoje slnečné kolektory a začnú zachycovať množstvo všadeprítomnej energie. Táto energia bude poháňať jednotlivé assemblery a disassemblery ktorými sa lode budú prebudovávať v závislosti od meniacich sa podmienok či želaní pasažierov. Dnes je vesmírne putovanie jednou veľkou výzvou. Pozajtra sa stane záležitosťou ľahkou a pohodlnou.

Keďže najväčšou špecialitou nanotechu bude výroba malých vecí, predstavme si najmenšie zariadenie pre pohyb osoby vo vesmíre: skafander. Inžinieri donútení k používaniu slabých, ťažkých a pasívnych materiálov samozrejme produkujú bacuľaté ťarbavé skafandre. Pohľad na pokročilú verziu skafandra nám naznačí niektoré zo schopností nanotechnológií.

Predstav si že sa nachádzaš na vesmírnej stanici ktorej rotácia vyvoláva dojem že sa nachádzaš na Zemi. Po zadaní pokynov je ti daný skafander na oskúšanie: visí tam opodiaľ na stene, šedá, na gumu sa podobajúca vec s prehliadnou helmou navrchu. Zvesíš ho, opáčiš jeho vlastnú hmotnosť, vyzlečieš sa a vstúpiš doň skrze otvor v prednej časti.

Pocity zo skafandra sú jemnejšie ako pocity z tej čoilen najjemnejšej gumy, zároveň však má jemne vlhký povrch. Po veľmi ľahkom vkĺznutí dovnútra sa predný otvor dotykom zatvorí. Poskytnuté je tak tesné krytie nad celou pokožkou, v oblasti ruky tenké sťa kožená rukavica, postupne hrubnúc až do stavu kedy je v oblasti trupu celý oblek hrubý ako ruka. Na chrbte je veľmi nenápadný malý batôžtek. Na hlave je skoro neviditeľná helma . Pod krkom tento oblek obopína tvoje telo ľahkým rovnomerným dotykom ktorý po chvíli prestaneš pociťovať.

Postavíš sa a začneš sa kade tade prechádzať, experimentujúc. Budeš skákať či chodiť po špičkách ale nepocítiš žiadnu nadbytočnú hmotnosť. Predkloníš sa, zakloníš sa, všemožne sa budeš naťahovať no nepocítiš žiadny odpor, žiadne krkvanie, žiadne tlakové body. Keď si začneš masírovať prsty navzájom, zistíš že ich citlivosť je rovnaká ako keď sú obnažené, no sú voľajakým spôsobom hrubšie. Vzduch ktorý dýchaš chutí čisto a čerstvo. Pravdupovediac máš pocit že možno úplne zabudnúť na to že máš na sebe skafander. A čo viac, rovnako pohodlne sa budeš cítiť i potom čo vkročíš do vesmírneho vákua.

Dotyčný oblek toto všetko a ešte viac dosahuje využitím činnosti komplexnej štruktúry ktorej textúra je takmej tak dômyselná ako ľudské tkanivo. Rukavica hrubá jeden milimeter má dostatok miesta pre obsiahnutie tisícky mikrón hrubých vrstiev činných nanozariadení. Na záplatu veľkú ako konček prsta sa zmestí miliarda mechanických nanopočítačov naďaľej ponechávajúc 99.9 percent objemu ďalším komponentám.

To v praxi znamená že máme dostatok miesta pre činnú štruktúru. Stredná vrstva materiálu z ktorého je oblek zložený pozostáva z trojrozmerného pletenca diamantu podobných vlákien ktoré sa chovajú podobne ako umelá svalovina - no so schopnosťou nielen tlačiť ale i ťahať ( viac je uvedené v Poznámkach ). Tieto vlákna zaberajú najväčšiu časť objemu a práve vďaka nim je oblek pevný ako oceľ. Pohon mikroskopických elektrických motorov, a riadenie realizované nanopočítačmi zabezpečuje popri potrebnej sile a pevnosti i schopnosť naťahovať sa, zmršťovať sa či ohýbať sa podľa potreby. Keď sme mali z obleku pocit jemnosti, bolo to preto že bol naprogramovaný aby sa ako jemný tváril. Oblek nemá žiadne problémy s udržaním svojho tvaru vo vákua, je dosť silný na to aby nevybuchol ako balón. Taktiež nemá žiadné problémy s vlastnou váhou či vykonávaním pohybov ktoré zodpovedajú tvojim pohybom, rýchlo, plynulo a bez odporu. To je jeden z dôvodov prečo sa zdá že ho takmer niet.

Prsty sa zdajú byť obnažené pretože pociťuješ povrch všetkého čoho sa dotkneš. Tohto efektu sa docielilo vďaka dotykovým senzorom uloženým na vonkajšom povrchu obleku a aktívnej štruktúre prítomnej na povrchu vnútornom : rukavice pociťuje tvar všetkého čoho sa dotkneš včítane presného tlakového vzoru a odosiela tento tlakový vzor skrze aktívnu štruktúru smerom k tvojej pokožke. Celý proces prebieha i opačným smerom a tak sa sily prítomné na tvojej pokožke do detaily presne prenášajú na povrch rukavice. A tak sa celá rukavica tvári že jej niet a pokožka ti navráva že je obnažená.

Oblek je pevný ako oceľ a ohybný ako tvoje telo. Keď však zmeníš jeho nastavenia, stále bude kopírovať presne tvoje pohyby, no dôjde k istej zmene. Namiesto jednoduchého vydávania síl ktoré sa rozhodneš vydať ich desaťnásobne zosilní. Nápodobne i v opačnom smere, keď do teba niečo narazí, odošle oblek do svojho vnútra iba desatinu sily. Konečne budeš môcť zápasiť s gorilami.

Čerstvý vzduchu ktorý dýchaš nieje veľkým prekvapením - batôžtek obsahuje zásobu vzduchu i iných potrebných požívatín. Ani po niekoľkých dňoch práce na svetle sa ti vzduch neminie: podobne ako rastlina i tvoj magický skafander absorbuje slnečné svetlo a kysličník uhličitý ktorý vydychuješ produkujúc tak kyslík. Rovnako ako rastlina či celý ekosystém aj tvoj oblek rozrušuje výkaly na jednoduché molekuly z ktorých potom opäť utvára molekulárne vzory čerstvej plnohodnotnej stravy. Tvoj oblek ti prosto v rámci celej vnútornej slnečnej sústavy zabezpečí dýchanie, dobrú stravu i dostatočný komfort.

Okrem toho je však takýto oblek i nesmierne trvanlivý. Znesie zlyhanie množstva nanozariadení pretože má v zásobe dostatok ďalších ktoré činnosť prevezmú. Voľný priestor medzi aktívnymi vláknami ponecháva dosť miesta pre tvariteľov i disassemblery ktoré poškodené zariadenia opravujú. Ako sa oblek s postupom času opotrebuváva, tak sa s postupom času i opravuje.

V hraniciach možného sa nachádza ešte i veľa iných vlastností ktoré by mohol dotyčný oblek vlastniť. Štipka hmoty menšia ako špendlíková hlavička by v sebe obsiahla text všetkých do dnešného dňa vydaných kníh. Tento text by následne zobrazila napríklad na rozkladajúcej obrazovke. Ďalšia štipka by mohla obsahovať "semä" , nesúce v sebe návrhy a zdrojové kódy viac zariadení ako sa ľudskej rase doposiaľ podarilo vybudovať, spoločne s tvariteľmi schopnými postavať ktorékoľvek z nich.

Už iba dodám že výkonné technické UI systémy podobné tým opísaným v predchádzajúcej kapitole dokážu dotyčný oblek navrhnúť s priebehom rána a okolo obeda ho už budú mať postavaný.

Všetko čo sme vo vesmíre dosiahli a dosiahneme pomocou zhlukových technológií bude svižne a dramaticky prekonané krátko potom čo sa molekulárne technológie a automatizované inžinierstvo dostanú na svetlo sveta. Podstatou celej tejto premeny bude vytvorenie replikujúcich sa tvariteľov schopných pracovať vo vesmíre. Takéto replikátory budú podobne ako rastliny využívať slnečné svetlo a práve pomocou z neho získanej energie premenia hŕby asteroidov na svoje vlastné kópie a využiteľné produkty. Práve vďaka nim začneme využívať zdroje slnečnej sústavy.

Čitateľ už si možno všimol že táto i niektoré z predchádzajúcich diskusií veľmi silne pripomínajú sci-fi. To že majú možné budúcnosti takéto kvality niekoho možno poteší, iného zas odradí. Niekto môže mať pocit že ak niečo "pripomína sci-fi" , je to dôvod na odmietnutie. Takýto pocit je bežný a vyžaduje si bližší rozbor.

Technika a vedecká fantastika sú už dlhšiu dobu v zvlášťnom vzájomnom vzťahu. Pri utváraní svojích predstáv o budúcich technológiách boli spisovatelia ovplyvnený ako novými vedeckými poznatkami, tak i ľudskými túžbami a samozrejme i dopytom trhu po bizarných príbehoch. Niektoré z ich predstáv sa neskôr stali skutočnosťou pretože ideje ktoré sa zdajú byť rozumnými a zaujímavými vo svete fiktívnom sa niekedy ukážu byť možnými a atraktívnymi i v svete aktuálnom. Treba pripomenúť i to že v prípade že vedci a inžinieri nazrú na dramatickú možnosť - môže ňou byť napríklad raketami poháňaný let do vesmíru - sci-fi spisovatelia túto ideu uchopia a spopularizujú.

Keď neskôr pokroky inžinierov prinesú tieto možnosti bližšie k realizácii, chytia sa myšlienky aj iní autori, preskúmajú fakty a opíšu dôsledky. Tieto opisy znejú ako vedecká fantastika - samozrejme v prípade že niesú príliš abstraktné. Možné budúcnosti budú častokrát podobné dnešnej fikcii tak ako sú roboti, vesmírne lode a počítače podobné fikcii včerajška. Ako by to i mohlo byť inak? Prelomové nové technológie pripomínajú sci-fi pretože autori sci-fi i napriek ich bujnej fantázii niesú slepí a majú profesionálny záujem v dotyčnej oblasti.

Autori scifi častokrát zfiktívňujú - to jest falšujú - vedecký obsah ich poviedok aby tak "vysvetlili" určité prelomové technológie. Následne niektorí pochybní myslitelia tieto popisy dramatických pokrokov zoberú, pridajú k nim akúsi pavedu a odignorujú zvyšok. To nieje zrovna šťastlivou cestou. Keď inžinieri rozvažujú nad našimi budúcimi schopnosťami testujú svoje myšlienky vďaka čomu sa ich ideje postupne vyvíjajú smerom k čo najlepšiemu pochopeniu zákonov prírody. Výsledné koncepty je treba odlíšiť od myšlienok ktoré sa vyvynuli za účelom čo najviac zodpovedať potrebám paperbackovej fikcii. Budú od toho závisieť naše životy.

Mnoho ostane nemožným i za prítomnosti molekulárnych technológií. Žiadny skafander, akokoľvek zázračný, nebude schopný cestovať sťa raketa ohromnými rýchlosťami tam i späť po dobu neurčitú, nebude schopný prežiť veľké výbuchy , prechádzať stenami či ostať ľubovoľne dlho chladným v horúcej izolovanej miestnosti. Máme čo robiť aby sme dosiahli hranice možného, no tieto hranice existujú. Toto je však téma ktorú rozoberám neskôr.

000001010006353300950297021428360247153606070658

ach, prečo pozeráme tak ďaleko, keď pod nohami máme priepasť?

---

iste, čo si napísal je fantastické, a to priam doslova. Osobne si však myslím, že človek začal do neba pozerať príliš skoro. Kým si nevyriešime aktuálne veci tohto svetské, prídu mi všetky pohľady do diaľav ako isté mrhanie... Aj keď, nadruhej strane, čo ak možno tam ležia riešenia potrebné tu a teraz? Trochu sa tak nahlas zamýšľam...

ale pekný článok.

000001010006353300950297021428360247153602475114

V dobe Vernea boli vynálezy z jeho románov tiež nepredstavitelné a dnes ich bežne používame.Nanotechnológia podobná tej tvojej jepodla mňa realizovatelná.Vychádzam čisto len z názoru,že čokolvek človek vymyslí nech je to akokolvek fantastické je realizovatelné - (nevymyslíš nič čo sa nedá a ak sa to skutočne nedá povedz zatial) - ak v tom smere bude jednať a neostane len pri fantázii.

00000101000635330095029702142836024715360247511402503351

lenze to ma taky hacik zeby svetovym mocnostiam nesefovali taki kokoti ako teraz a peniaze by sa nevalili do zbrani ale do vyskumu...

000001010006353300950297021428360247153602473296

s.k.v.e.l.é.

0000010100063533009502970214283602450534

Tá prevrátená misa ktorú Nebesami nazývame,
pod ňou sa plazíme, spoločne žijeme i umierame.
Rubáiyát Omara Khayyama

Zem je iba malou časťou sveta ktorého zvyšné časti sú taktiež významné pre našu budúcnosť. Keď uvažujeme v termínoch energie, materiálov a priestoru pre možný rast je vesmír skoro všetkým. V minulosti to boli práve úspechy v otvorenom vesmíre ktoré pravideľne napĺňali projekcie inžinierov. V budúcnosti rozšíri stále sa posúvajúca hranica neznáma svet človeka. Pokroky v UI a nanotechnológiách zohrajú klúčovú úlohu.

Ľuďom trvalo celé veky kým vo vesmíre rozpoznali novú hranicu, novú výzvu. Naši predchodcovia kedysi vnímali večernú oblohu ako čiernu kupolu posiatu bielymi iskričkami svetla ktoré bolo ukážkou hry božstiev. Nedokázali si predstaviť cestovanie vesmírom pretože si neboli vedomí toho že niečo ako vonkajší vesmír existuje.

Dnes už vieme že vesmír existuje no len málo ľudí si uvedomuje jeho ozajstnú hodnotu. To samozrejme nieje veľkým prekvapením. Naše mysle a kultúry sa vyvinuli na tejto planéte a iba postupne začíname tráviť myšlienku o výzve ktorá je v nebesiach.

Až v 20. storočí dokázali dizajnéri-vizionári ako Hermann Oberth a Robert Goddard predviesť že rakety môžu doletieť až do vesmíru. Boli si tým takmer istí pretože mali dostatok poznatkov o palivách, motoroch, nádržiach a štruktúrach aby dokázali vypočítať možné schopnosti viacstupňových rakiet. No i tak v roku 1921 novinár z New York Times značne skritizoval Goddarda za predstabi že by rakety mohli letieť vesmírom i bez prítomnosti vzduchu voči ktorému by tlačili a až do roku 1956 považovala britská Kráľovská Astronomická že "putovanie vesmírom je holý blábol". To je zdá sa dôkazom že pisatelia úvodníkov a astronómovia neboli najvhodnejšími expertmi na otázky týkajúce sa vesmírneho hárdvéru. V roku 1957 obletel Sputnik Zem nasledovaný v roku 1961 Yurim Gagarinom. V roku 1969 mohol svet pohliadnuť na ľudskú stopu na Mesiaci.

Za ignoranciu sme zaplatili daň. Keďže priekopníci vesmírnych technológií nedokázali presadiť svoju záležitosŤ na verejnosti, boli následne donútení vysvetlovať tie najzákladnejšie otázky znova a znova ("Ano, rakety budú pracovať vo vákuu...Ano, naozaj sa dostanú na obežnú dráhu...) Zamestnaní obranou základov vesmírnych letov mali pramálo času na diskusiu ohľadne ich dôsledkov. A tak keď Sputnik ohúril svet a zahanbil Spojené Štáty, boli ľudia zrazu zaskočení: k dispozícii nebola žiadna rozšírená debata pomocou ktorej by sa dala utvoriť vesmírna stratégia.

Niektorí z priekopníkov vedeli čo je treba urobiť: vybudovať vesmírnu stanicu a viacnásobne použiteľnú vesmírnu loď a následne sa pokúsiť dosiahnuť Mesiac či asteroidy a získať z nich zdroje. No o chvíľu na to už hlasy nadutých politikov túžiacich po veľkom, ľahko-pochopiteľnom cieli ich návrhy prekričali. A tak sa zrodil Projekt Apollo, pretek o tom ako dostať amerického občana na najbližšie teleso aby tam mohol zapichnúť vlajku. Projekt Apollo preskočil budovanie vesmírnej stanice a raketoplánu, namiesto toho sa vybudovali obrovské rakety schopné dosiahnuť Mesiac v rámci jedného jediného veľkého skoku. Projekt bol zavŕšený veľkou slávou, priniesol vedcom nejaké tie informácie ako aj mnohé pokroky v rozličných technológiách no v jadre to bol prosto iba úspešný psí kus. Videli to daňoví poplatníci, videli to senátori a vesmírny program sa zadrhol.

V dobách Apolla pretrvávali v mysliach verejnosti staré romantické sny o osídlení ďalších planét. No potom roboti rozptýlili tieto sny ukázaním že Venuša nieje posiata džungľou, že je to v skutočnosti pec veľká ako planéta s všadeprítomnými jedmi pod veľkým tlakom. Zmazali čiary ktoré astronómovia pripútaní k Zemi namaľovali na Mars, a s nimi i kanály a Marťanov. Namiesto nich našli Mars kráterov a kaňónov, Mars suchých prašných búrok. Od Venuše smerom k Slnku už leží iba taviaci sa kus kameňa menom Merkúr, od Marsu k hviezdam už zdá sa možno nájsť iba kamene a ľad. Planéty boli v rozsahu medzi smrteľným a vražedným a sen o nových Zemiach sa tak odsunul k ďalekým hviezdam. Vesmír sa zdal byť slepou uličkou.

Nový vesmírny program

Nový vesmírny program povstal na troskách starého. Nová generácia obhájcov vesmíru, inžinierov a podnikateľov smeruje k vesmíru s cieľom urobiť z neho to čo mal byť od začiatku - miesto vývoja a využitia a nie prázdnych politických gest. Veria v svoj úspech pretože vývoj v oblasti vesmírnych technológií nepožaduje vo vede žiadne nové prielomy. Vskutku by mohlo ľudstvo dobiť vesmír využitím dvadsať rokov starých technológií - a v prípade že by sme sa vyhli zbytočným kaskadérskym kúskom mohli by nám tieto lety možno priniesť i zisk. Vesmírne aktivity nemusia byť nutne drahé.

Rozvažujme nad cenou ktorú platíme dnes za dosiahnutie obežnej dráhy - jedná sa o tisíce dolárov za kilogram. Kam sa podeli? Divákovi ktorý sleduje štart raketoplánu so všetkým tým rachotom a očačujúcimi plameňmi sa zdá odpoveď jasná : palivo muselo stáť nejaký ten peniaz. V prípade aerolínií ide polovica nákladov práve na nákup paliva. Raketa je v mnohom podobná lietadlu - je vytvorená z hliníka a nacpaná motormi, kontrolnými systémami a elektronikou - no z najväčšej časti sa jedná práve o palivo. A tak by mohol človek očakávať že náklady na palivo budú presahovať viac ako polovicu ceny ktorú sme za raketu zaplatili. Toto očakávanie je nesprávne. V prípade rakiet letiacich na Mesiac bola cena zaplatená za palivo nutné k dosiahnutiu obežnej dráhy necelých milón dolárov - v prepočte iba pár dolárov na kilogram vynesený na obežnú dráhu, iba zlomok ceľkovej ceny. Dokonca aj dnes sú náklady na palivo viac-menej zanedbateľnou čiastkou celkovej ceny vesmírneho letu.

Prečo sú potom vesmírne lety o toľko finančne náročnejšie ako letecká doprava? Čiastočne preto že rakety a raketoplány niesú vyrábané vo väčších množstvách čo núti výrobcov pokrývať náklady jednotlivých návrhov z predaja iba malého množstva produktov čo samozrejme vedie k predaju týchto zopár produktov za veľkú cenu. A čo viac, väčšina rakiet sa používa iba raz a dokonca aj raketoplány sa používajú iba pár krát za rok - ich cena nemôže byť rozložená na niekoľko letov za deň počas mnohých rokov podobne ako sa deje v prípade aeroliniek. No a nakoniec, náklady na prevádzku kozmodrómov sú rozložené iba na pár letov v mesiaci zatiaľčo veľké letiská môžu svoje náklady rozložiť na tisíce letov. Toto všetko dokopy vyúsťuje v nesmiernu finančnú náročnosť vesmírnych letov.

Štúdie spoločnosti Boeing - tej spoločnosti ktoré je vo veľkej miere zodpovedná za lacnú leteckú dopravu v rámci celého sveta - naznačujú že letka viacnásobne využiteľných raketoplánov ktorá by bola spravovaná a využívaná podobne ako aerolinky by dokázala znížiť náklady na dosiahnutie obežnej dráhy päťdesiať násobne či viac. Klúčom nieje nová technológia ale úroveň ekonómie a zmeny v štýle manažmentu.

Vesmír ponúka nesmierné možnosti priemyselného využitia. Výhody pozorovacích a komunikačných satelitov sú dobre známe. Komunikačné satelity budúcnosti budú dostatočne výkonné na to aby dokázali komunikovať s príručnými zariadeniami na zemi prinášajúc tak všadeprítomnú možnosť telefónneho spojenia. Niektoré spoločnosti už zahájili pohyb smerom k využitiu beztiažneho stavu za účelom realizácie delikátnych separačných procesov pri vytváraní zlepšených farmaceutík, iné spoločnosti majú v pláne utvárať lepšie elektronické kryštály. V rokoch predtým ako tvaritelia prevezmú otiaže nad hmotnou produkciou budú inžinieri využívať vesmírne prostredie na dosiahnutie pokrokov v zhlukových technológiách. Vesmírny priemysel bude podložený rastúcim trhom služieb čím dojde k zníženiu ceny za jednotlivé lety. Pád cien za lety naoplátku dodá stimulujúci impulz pre rast vesmírneho priemyslu. A tak sa skôr či neskôr stane raketová doprava na pozemskú obežnú dráhu stane ekonomickou záležitosťou.

Vesmírny snílkovia a podnikatelia sa už začali pozerať i za hranicu našej obežnej dráhy za novými zdrojmi našej slnečnej sústavy. V hlbokom vesmíre sa rakety stávajú príliš nákladnym spôsobom dopravy - vyžadujú palivo ktoré samo o sebe musí byť do vesmíru vystrelené raketami. Palivo spalujúce rakety sú staré ako čínske ohňostroje, mnohokrát staršie ako "vlajka posiata hviezdami". Vyvynuli sa z prirodzených dôvodov: kompaktné, výkonné a využiteľné armádou dokážu si raziť cestu skrze vzduch a bojovať so silnou gravitáciou. No vesmírny inžinieri dneska už vedia o alternatívach.

Vo vesmírnom vákuu ktoré nekladie žiadny odpor už dopravný prostriedok pre svoj pohyb nepotrebuje pravidelne opakovať žiadne rozsiahle zážehy energie. Malé sily dokážu postupne pomaly a vytrvalo dotlačiť našu loď k ohromným rýchlostiam. Keďže energia má hmotnosť mohlo by napríklad slnečné svetlo narážajúce na tenučké zrkadlo dodať "vesmírnej plachetnici" potrebnú silu. Ťah slnečnej gravitácie možno využiť taktiež. Vzájomne skombinovane môže tlak svetla a ťah gravitácie dopraviť našu loď kamkoľvek v slnečnej sústave a naspäť. Iba horko v okolí Slnka a atmosféry planét budú obmedzovať takéto putovanie - ľahko sa im však vyhneme vhodným kormidlovaním.

NASA robila výskum týkajúci sa solárnych plachetníc ktoré by boli do vesmíru vynesené pomocou rakiet, no tieto by museli byť pomerne ťažké a robustné aby dokázali bez ujmy prekonať náročné vystrelenie do vesmíru a následné rozvitie na obežnej dráhe. Dá sa však predpokladať že inžinieru budú vyrábať takéto plachetnice priamo vo vesmíre, využívajúc napnutú štruktúru s nízkou hmotnosťou ktorá bude podporou zrkadlám z jemného kovového filmu. Výsledkom bude "svetelná plachetnica", trieda solárnej plachetnice s vyšším výkonom. Po zrýchlovaní trvajúcom jeden rok dosiahne možno svetelná plachetnica rýchlosť sto kilometrov za sekundu čím zanechá ďaleko za sebou i tie najrýchlejšie rakety dneška.

Keď si predstavíte sieť grafitových vlákien, otáčajúcu sa pavúčiu sieť kilometre dlhú s medzerami o veľkosti futbalového ihriska medzi jednotlivými vláknami, budete na najlepšej ceste k predstave svetelnej plachetnice. Keď si predstavíte že sú tieto medzery premostené odrážajúcimi panelmi z hliníkovej fólie tenšej ako mydlová bublina, budete mať približnú predstavu ako to celé bude vyzerať: množstvo odrazových panelov naviazaných tesne k sebe navzájom utvorí rozsiahle rozkúskované mozaikové zrkadlo. A keď si k tomu ešte predstavíte náklad zavesený na tejto pavučine ako parašutista na padáku zatiaľčo odstredivá sila udržuje inak rozplandanú pavučinu pevne napnutú a zarovnanú v prázdnote, budete aspoň ako tak vedieť o čo sa bude jednať.

Aby sme dokázali vybudovať svetelné plachetnice pomocou zhlukovej technológie bude potrebné utvárať ich priamo vo vesmíre, ich rozsiahle reflektory budú príliš jemné na to aby prežili odpal a rozvinutie. Preto bude potrebné priamo vo vesmíre zkonštruovať lešeniu podobné štruktúry, utvoriť tam odrazky z tenučkého filmu pomocou na diaľku kontrolovaných robotických ramien. Vesmírny snílkovia už uvažujú nad využitím konštrukcie, výroby a robotiky aj v prípade iných vesmírnych aplikácií. Ak sa nám podarí postavať svetelné plachetnice v skorších štádiách vesmírneho vývoja, pomôže nám táto snaha precvičiť si naše zručnosti bez nutnosti vynášania príliš veľkého množstva materiálu. Ajkeď bude nesmierne rozsiahle, lešenie, spoločne s materiálmi potrebnými na výrobu množstva plachetníc bude dosť ľahké na to aby ich bolo možné vyniesť na obežnú dráhu v priebehu jedného či dvoch letov.

Zariadenie pre výrobu plachetníc ich bude produkovať lacno. Už postavené plachetnice budú lacné čo sa týka nákladov na prevádzku: budú mať iba niekoľko kritických pohyblivých častí, malú hmotnosť a nulovú spotrebu paliva. Budú podstatne odlišné od rakiet čo do formy, funkcie i nákladov na činnosť. Výpočty fakticky naznačujú že ceny sa budú líšiť približne tisícnásobne v prospech svetelných plachetníc.

Dnešný človek vo väčšine prípadov vníma zvyšok slnečnej sústavy ako niečo nepredstaviteľne obrovské a nedosiahnuteľné. Slnečná sústava naozaj je rozsiahlou, podobne ako v prípade Matky Zeme nám bude trvať mesiace kým ju na plachetnici obíjdeme dokola. No jej zdanlivá nedosiahnuteľnosť má menej do činenia so vzdialenosťami ako s nákladmi na prepravu pomocou rakiet.

Možno však práve takéto plachetnice rozdrtia na prach cenovú bariéru a otvoria nám dvere do slnečnej sústavy. Vďaka vesmírnym plachetniciam budú iné planéty ľahšie dosiahnuteľnejšie, no o moc užitočnejšími ich to nespraví: naďaľej zostanú smrtiacimi pustinami. Gravitácia zabráni plachetniciam v tom aby mohli pristáť na jednotlivých planétach a bude i zjavným handikapom pri rozvoji priemyslu na ich povrchu. Rotujúce vesmírne stanice môžu v prípade potreby nasimulovať gravitáciu ale stanice naviazané k dotyčnej planéte ju nebudú môcť len tak ľahko opustiť. A čo je ešte horšie, planetárne atmosféry zabraňujú solárnej energii v postupe, rozosievajú prach, korodujú kovy, zahrievajú chladiace zariadenia, ochladzujú pece a všeobecne vyhadzujú veci do luftu. Dokonca aj Mesiac bez atmosféry rotuje čím polovicu času zabraňuje prísunu slnečného svetla a má dostatočnú gravitáciu na to aby k sebe pritiahol vesmírne plachetnice bez nádeje na únik. Plachetnice budú rýchle a neunaviteľné, no nebudú silné.

Nesmierna hodnota vesmíru vychádza zo zdrojov hmoty, energie a priestoru ktoré sú v ňom obsiahnuté. Planéty zaberajú miesto a blokujú energiu. Hmotné zdroje ktoré nám môžu poskytnúť sú takpovediac nevhodne umiestnené. Naopak asteroidy sú priam lietajúcimi horami zdrojov ktorých obežné dráhy križujú celý solárny systém. Niektoré semtam krížujú obežnú dráhu Zeme, niektoré dokonca v minulosti dopadli na Zem zanechávajúc za sebou krátery. Ťažba na asteroidoch sa zdá byť praktickou. Na vynesenie na obežnú dráhu potrebujeme rachotiace rakety ale vďaka meteoritom vieme že z vesmíru k nám môžu padať obyčajné kamene - a podobne ako raketoplány nemusia takéto telesá padajúce z vesmíru počas svojho pádu zhorieť. Donáška z asteroidu na určené cielové miesto pristátia by nemala byť drahou záležitosťou.

Dokonca aj malé asteoridy sú po preklade do ľudských pojmov obrovskými: obsahujú miliardy ton. Niektoré asteroidy obsahujú vodu či látku pripomínajúcu olej. Niektoré sú iba obyčajným kusiskom kameňa. Niektoré sa skladajú z prvkov vzácne obsiahnutých v Zemskej kôre, prvkov ktoré sa pred vekmi ponorili do hĺbok jadra planéty kde sú mimo náš dosah: meteoritická oceľ je silná, pevná zliatina železa, niklu a kobaltu s vysokým obsahom platine príbuzných kovov a zlata. Takáto hromada materiálu o šírke jedného kilometra - a je ich mnoho - obsahuje vzácne kovy o cene mnohých biliónov dolárov a k tomu množstvo niklu a kobaltu ktorým by bolo možné zásobovať pozemský priemyseľ po mnoho rokov.

Slnko zalieva vesmír množstvom ľahko zachytiteľnej energie. Rám o veľkosti kilometra štvorcového na ktorý by boli pripevnené odrazky z kovového filmu by mohol zachytiť miliardy wattov slnečnej energie samozrejme nezávisle od vrtochov počasia či príchodu noci. V prázdnote vesmíru kde niet víchru ani búrok by bol takýto kolektor trvalejším zdrojom energie ako vodná elektráreň. Keďže Slnko do vesmíru za mikrosekundu vypustí toľko energie koľko celé ľudstvo spotrebuje za rok, možno tvrdiť že aspoň na čas by sme nemuseli trpieť jej nedostatkom.

No a nakoniec poskytuje vesmír dostatok priestoru ako takého, priestoru pre život. Ľudia si zväčša dávali do súvisu život vo vesmíre so životom na planétach. Predstavovali si pod kupolou zastrešené planetárne mestá, postupnú transformáciu mŕtvych planét na Zemi podobné i Zemi podobné planéty dosiahnuté po rokoch putovania ku hviezdam. No planéty sú darčekovým balením ktoré zväčša obsahuje nevhodnú gravitáciu, atmosféru, dĺžku dňa a polohu.

Voľný priestor poskytuje i vhodnejšiu alternatívu pre vytváranie obydlí. Profesor Gerard O'Neill z Princetonskej Univerzity predviedol verejnosti túto myšlienku aby tak oživil záujem o vesmír v období ticha ktoré nastalo po Apolle. Poukázal na fakt že pomocou obyčajných stavebných materiálov - oceľe a skla - je možné vystavať vo vesmíre obývateľné valce o priemere a dĺžke niekoľkých kilometrov. V jeho návrhu chráni obyvateľov od smrtiaceho vesmírneho žiarenia hlina pod nohami podobne ako sú obyvatelia Zeme chránení atmosférou nad hlavou. Rotácia vytvára také isté zrýchlenie aké vytvára Zemská gravitácia a rozsiahly systém zrkadiel a okien zaplavuje interiér slnečným svetlom. K tomu si pridal zeminu, potôčiky, zeleň a kusisko fantázie a uvidíš že takéto krajiny porovnateľné s tými najkrásnejšími údoliami Zeme. Zo zdrojov ktoré nám asteoridy poskytnú by sme mohli vybudovať praktický ekvivalent tisícov nových Zemí.

Už pomocou dnešných technológií by sme mohli začať dobíjať vesmír. Možnosti ktoré sú pred nami vyrážajú dych. Je nám zjavne naznačená cesta ako prekonať pozemské limity rastu, strácame jeden zo strachov ktorý nám kazil výhľad do budúcnosti. Prísľub prichádzajúci k nám z vesmíru tak môže v človeku uviesť do pohybu nádej - a tej budeme potrebovať veľké množstvo pokiaľ sa máme vysporiadať s ďalšími problémami.

000001010006353300950297021428360245053402506553

chlapce tvoj rozum a telo ta nesmierne obmedzuju. vesmir chce rozlet - cestuj mentalne a astralne, navstiv horny a dolny svet, spoznaj bytosti nebeskych sfer, na kridlach fantazie mozes doletiet az k Bohu.. a nie je na to potrebne vynalozit ani korunu..

OPEN YOUR HEART AND MIND.

000001010006353300950297021428360245053402476331

No,clanok vcelku zaujimavy, ale nedokazem ho brat vazne, ako autor sa obcas nechavas uniest fantazirovanim...je to ako by som cital Danikena...
Suhlasim, ze naklady na vesmirne projekty su ohromne a vacsine vlad, spolocnosti na svete nezaplatitelne. Pouzivaju sa specialne materialy, technologie, ktore nie su bezne dostupne.
Mimochodom, v prirode nie je nic nevhodne umiestnene, ak to vytvorila ona sama!
Mimochodom, myslim si, ze nasa civilizacia sa tak skoro k expanzii do sirsieho vesmiru nedostane, budeme mat (uz mame) problemy s nedostatkom ropy a stabilitou spolocnosti, zem zacina nestihat nas 6 000 000 000, nase znecistovanie a zneuzivanie. Osobne si myslim, ze nasa civilizacia sa teraz zopar 10-roci (mozno storoci) bude borit s popisanymi problemami (v predoslej vete)a potom sa bud znicime alebo sa udeje dramaticka zmena v nasom mysleni, hodonotach a sposobe zitia.

00000101000635330095029702142836024505340247633102476336

autorom je drexler, toto je iba preklad

000001010006353300950297021428360245053402457168

zopar postrehov
1.nie som technofob
2.ale na dobytie vesmiru budeme potrebovat drahe technologie,a mne je jasne kto bude kontrolovat tieto technologie korporacie ktorym zalezi iba na zisku(inac povedane ludia ktorym neverim,ludia ktory zabijaju nasu planetu)
3.preto ma nenadchyna napr.NASA ano je neuveritelne ake technologie maju pod kontrolov(a co este tie ktore su supersecret) tieto technologie sluzia k upevneniu moci USA
4.v pohlade na buducnost suhlasim s nazorom neala stephensona(diamond age) zivot pojde dalej, pre obycajnych smrtelnikov sa toho moc nezmeni, stale budu ludia chudobny a aj v roku 2023 budu ludia zomierat od hladu napriek vsetkym technologiam ktore budu dostupne
5.a nakoniec zivot vo vesmire bude znamenat v prvom rade zivot pod absolutnou kontrolou dakujem neprosim...

00000101000635330095029702142836024505340245716802601354

len tak na okraj:
uz teraz su nanoroboty, ktore sa pouzivaju v chemii ci biologii.
napr. vedci pouzili nanorobota ako kvazi liek na rakovinu prostaty myslim. zatial bol dany subjekt stale iba mys, ale za to uspesnost bolo 80%, co je v pripade rakoviny celkom dost. je jasne, ze nanotechnologia v jej zaciatkoch nepojde do predu velmi rychlo, ale casom sa rozbehne.
ako som uz povedal vyuziva sa aj na ucely v ramci mediciny, co je podla mna zamerane hlavne na ludstvo, aj ked armada moze pracovat na niecom podobne, ale pomimo.
co sa tyka toho, ci sa nanotechnologie maju sancu dostat k ludom, tak podla mna je to ako s mobilnymi telefonmi alebo s hociakou inou technikou v jej pociatkoch. samozrejme, ze najprv to asi bude armada, potom bohaci a nakoniec obycajni ludia. ale nemyslim si, ze by sa to k nam casom nedostalo.
a k poslednemu bodu ti poviem asi tolko, ze momentalne zijes pod stalou kontrolou. aspon, keby ta niekto chcel kontrolovat nonstop momentalne, tak si to zariadi a netreba mu na to nanorobotov.

00000101000635330095029702142836024505340245716802457244

mno az tak cierno by som to nevidel, kazdopadne tam hore lietaju zdroje ktore potrebujeme, a je ich tam vela...
ale mas pravdu ze ludia, ktori na to maju, vacsinou nerobia to co je dobre pre ludstvo ale to co je dobre pre nich, keby sme sa vsetci spojili tak by nikto nemusel hladovat ani pocitovat akekolvek ine nedostatky...ale prirodzena cesta je cesta zapasu, konkurencie, a na jej konci by mala byt rovnovaha zarucujuca dostojny zivot pre vsetkych, teda dufam...ze raz nebude prvy druhy treti svet, ale len jeden...
dufam ze v buducnosti ludstvo dospeje k takemu stadiu, budeme vo vesmire budeme mat dostatok energie na to aby sme nemuseli drancovat nasu planetu...vsetko si pomocou tej energie a latok vytazenych niekde tam hore vyrobime...nasadime naspat dazdove pralesy a nechame prirodu pridodou, ludska populacia planety sa ustali na rozumnych cislach a na dovolenku budeme chodit na mars....
mozno raz to tak bue mno...

I got soul, but I'm not a soldier...

0000010100063533009502970214283602450534024571680245724402601361

"teda dufam…ze raz nebude prvy druhy treti svet, ale len jeden…"

ach bodaj by, ale dobre vies, ze treti svet bude pre prvy vzdy vyhoda. a treti svet sa z toho sam nedostane.

0000010100063533009502970214283602419404

Molekuly & Mrakodrapy

Stroje schopné uchopiť a umiestniť jednotlivé atómy budú môcť vybudovať takmer čokoľvek pomocou naviazania správnych atómov do správnych vzorov tak ako som opísal na konci kapitoly 1. Je jasné že utváranie rozsiahlych objektov nejakú tú chvíľku vždy potrvá. Veď taká mucha napríklad obsahuje milión atómov pre každú sekundu od čias čo sa dinosaury zjavili na tejto planéte. No i tak možno tvrdiť že molekulárne stroje dokážu vytvoriť riadne hebedá - veď koniec koncov utvárajú i veľryby.

Aby došlo k utvoreniu daného objektu dostatočne rýchlo bude potrebná kooperácia veľkého množstva Tvariteľov. Vieme však že replikátory budú môcť Tvariteľov produkovať po tonách. Vskutku bude v prípade správneho návrhu jediný rozdieľ medzi replikátorom a assemblerom spočívať v naprogramovaní.

V prípade že replikujúci sa Tvariteľ dokáže vytvoriť svoju kópiu za tisíc sekúnd môžeme očakávať že za rovnakú doby dokáže utvoriť hocičo podobnej veľkosti. Nápodobne dokáže tona replikátorov veľmi svižne postaviť tonu niečoho iného.Vo výslednom produkte budú bilióny biliónov biliónov atómov na svojom mieste a to v priebehu niekoľkých minút.

Aby sme si predstavili schopnosti a limity jednej z metód pre utváranie rozsiahlych objektov, predstavme si plochu pokrytú drobnými ramenami Tvariteľov naprogramovaných za účelom konštrukčnej práce a zoradených do usporiadaných radov. Bežiace pásy a komunikačné kanály ktoré sú umiestnené za nimi či pod nimi dodávajú reaktívne molekuly, energiu a utváracie inštrukcie. Ak máme rameno ktoré zaberá oblasť širokú ako 100 atomárnych priemerov, tak potom bude mať každý Tvariteľ k dispozícii priestor pre úložné pásy a kanály o celkovej veľkosti rezu rovnajúcej sa približne 10000 atómom.

Zdá sa že toľko miesta nám postačí. Priestor o šírke desiatich či dvadsiatich atomárnych priemerov by mal postačiť pre úložný pás ( zdá sa že jeho základom budú staré dobré kladky). Kanál o šírke niekoľkých atomárnych priemerov by v sebe mohol uchovávať molekulárnu tyč potrebnú pre mechanický počítač spomenutý v kapitole 1. Signál sa medzi týmito mechanickými tyčami bude prenášať pomocou tlačenia a ťahania. Všetky ramená si budú vzájomne pomáhať a výsledkom ich spolupráce bude utváranie pevnej štruktúry vrstva po vrstve. Každé rameno bude zodpovedné za svoju vlastnú oblasť, tj. približne za 10000 atómov pre každú vrstvu. Koberček zložený z Tvariteľov ktorí sú schopní uložiť približne 1000000 atómov za sekundu bude schopný ukončiť prácu na približne sto atomárnych vrstvách za sekundu. Môže sa to zdať veľa ale pri takejto rýchlosti by nám trvalo vytvorenie objektu o hrúbke papiera niečo okolo hodiny a utvorenie metrovej tyče by zabralo niečo vyše roka.

Rýchlejšie ramená možno dokážu urýchliť tvoriaceho procesu na niečo okolo metra za deň, no v tomto prípade treba počítať s oveľa väčším množstvom prebytočného tepla. V prípade že by sa naozaj jednalo o rýchlosť tvorby približne metra za hodinu dá sa očakávať že si na jednom štvorcovom metri takýchto tvariteľov budeme môcť usmažiť stovky stejkov naraz. No a samozrejme že sa dá očakávať že odsmažíme aj jednotlivé tvariteľské zariadenia. V prípade istých veľkostí a rýchlostí sa stávajú chladiace problémy limitným faktorom. Existujú však aj iné cestičky ako urýchliť utváranie objektov bez rizika usmaženia zariadení.

Predstavme si že sa snažíme postaviť dom pomocou zliepania jednotlivých zrniek piesku. Pridanie vrstvičky piesku môže trvať zrnká-lepiacim zariadeniam tak dlho že bude trvať desaťročia kým sa dočkáme stien. Teraz si predstavme že zariadenia v továrni najprv zlepia jednotlivé zrnká do formy tehál. Továreň môže pracovať na viacerých tehlách zároveň. Pri dostatočnom množstve zrnká-lepiacich zariadení budeme získavať jednotlivé tehly v pomerne rýchlom čase; stenové assemblery budú následne schopné postavať veľké veci rýchlo - stroje môžu byť ľubovoľnej veľkosti, či už molekulárne alebo ozrutne gigantické. V prípade takéhoto prístupu bude väčšina konštrukčného tepla uvoľnená ďaleko od miesta konštrukcie, a to pri tvorbe súčiastok.

Konštrukcia mrakodrapov a architektúra života naznačuje podobný prístup pri konštrukcii rozsiahlych objektov. Súčasťou veľkých rastlín i zvierat sú cievne systémy - špecializované kanály nesúce materiály pomedzi jednotlivé tkanivá až k molekulárnym zariadeniam. Potom ako sa dokončí základný rám mrakodrapu sa na prinášanie materiálu k robotníkom využívajú ako žeriavy tak i interiér budovy, jej "cievny systém" - jednotlivé výťahy a uličky. Nič nebráni Tvariteľským systémom aby taktiež využili túto stratégiu - najprv vytvoria lešenie a potom začnú pracovať na celom objeme za účasti materiálov prinášaných pomocou kanálov zvonka.

Predstavme si ako takýmto spôsobom "vypestujeme" masívny raketový motor v priemyselnej nádrži. Oceľová nádrž ktorej súčasťou je i sklenené okienko pre potešenie diváctva je vyššia ako človek keďže musí byť dostatočne veľká na to aby sa do nej zmestil dokončený motor. Trubkami a pumpami je prepojená s inými zariadeniami včítane vodou ochladzovaných tepelných výmenníkov. Toto usporiadanie umožňuje operátorovi riadiť kolobeh viacerých kvapalín vnútri nádrže.

Na začiatku procesu operátor otvorí poklop nádrže a vloží do nej základnú platňu na ktorej bude motor postavaný. Následne je poklop znova zapečatený. Po stlačení spínača zaplavia čerpadlá komoru hustou, mlieku podobnou tekutinou ktorá zaplaví platňu a následne stúpne i nad hladinu nášho okienka čím nám naruší výhľad. Táto tekutina tečie z inej nádrže v ktorej sme si vypestovali množstvo Tvariteľov ktorým sme po ich replikácii prikázali kopírovať a šíriť novú inštrukčnú pásku čím sme ich preprogramovali - tento proces sa trochu podobá na infekciu baktérie vírom. Tieto tvariteľské systémy ktoré sú menšie ako baktérie, rozptylujú svetlo vďaka čomu má kvapalina mliečnu farbu. Ich hojnosť je príčinou viskozity.

Uprostred platne, niekde v hemžiacej sa tvariteľskej tekutine sa nachádza "semä". Obsahuje nanopočítač s uloženými plánmi motora a na svojom povrchu má úchyty na ktoré sa assemblery dokážu naviazať. V prípade že sa tak stane, dôjde k vzájomnému prepojeniu počas ktorého sa zo semena skopíruju inštrukcie do tvariteľského počítača. Takýto nový program assembleru umožní určiť kde sa nachádza vo vzťahu k semenu a usmerní ho k rozvinutiu manipulačných ramien tak aby mohol uchopiť ďalších Tvariteľov. Títo sú následne taktiež zapojení a podobne preprogramovaní. Vďaka dodržiavaniu inštrukcií ktoré sa zo semena šíria do rozširujúcej sa siete komunikujúcich assemblerov sa z kvapalného chaosu vynára istý druh "tvariteľského kryštálu". Keďže si je každý Tvariteľ vedomý svojej polohy v rámci celkového plánu, uchopí svojich ďalších príbuzných len v prípade že je to potrebné. Výsledkom je vzor menej pravidelný no oveľa komplexnejší ako ten ktorého sme svedkami v prípade prírodných kryštálov. V priebehu niekoľkých hodín sa tvariteľské lešenie rozrastie do predom naplánovaného konečného tvaru raketového motoru.

Následne sa k životu opäť prinavrátia pumpy umiestnené v nádrži a nahradia mliečnu tekutinu pozostávajúcu z nenaviazaných tvariteľov čírou zmesou organických rozpúšťadiel a rozpustených látiek - včítane hliníkatých zložiek, zložiek bohatých na kyslík a zložiek ktoré budú slúžiť ako palivo pre tvariteľov. Tak ako sa postupne tekutina prečistuje, stáva sa raketový motor čoraz viditeľnejším skrze naše okienko - vyzerá ako z priehladného bieleho materiálu zhmotnený model v životnej veľkosti. Následne zo semena šíriaca správa prikáže určitým tvariteľom aby sa oslobodili od svojich susedov a zrolovali svoje ramená. Sú zo štruktúr odplavovaný v náhlych prúdoch bielej farby, zanechávajúc za sebou špongiovitú mriežku stále upevnených assemblerov ktorí už však teraz majú dostatok priestoru pre svoju ďalšiu činnosť. Tvar motoru v nádrži sa stáva takmer priehladným, s jemným nádychom farieb dúhových.

V tejto chvíli je každý zostávajúci assembler ajkeď je stále naviazaný k svojim susedom obklopený drobulinkými tekutinou naplnenými kanálikmi. Špeciálne ramená tvariteľov slúžia ako bunkové bičíky, svojim hemžením poháňajú kvapalinu pomedzi kanáliky. Tieto pohyby, podobne ako všetky ostatné pohyby tvariteľov sú pohánané molekulárnymi motorčekmi ktorým za palivo slúžia molekuly obsiahnuté v zmesi. Podobne ako rozpustené cukry poháňajú kvasinky poháňajú tieto rozpustené chemikálie tvariteľov. Plynutie tekutiny so sebou prináša čerstvé palivo a rozpustené hrubé materiály potrebné pre konštrukciu; zatiaľčo so sebou postupne odnáša nadbytočné teplo. Inštrukcie sa medzi tvariteľmi šíria pomocou komunikačnej siete.

Tvaritelia sú pripravení, konštrukcia môže začať. Ich cielom je zostrojenie raketového motora ktorý pozostáva najmä z trubiek a čerpadiel. To znamená že je treba postavať silné, ľahké štruktúry zvláštnych tvarov z ktorých niektoré musia odolať nesmiernemu teplu iné naopak budú v sebe obsahovať rúrky nesúce chladiacu zmes. Tam kde je vyžadovaná veľká sila a odolnosť budú tvaritelia stavať tyče zo vzájomne prepletených vlákien uhlíka v jeho diamantovej forme. Z nich následne zostavia mriežku ktorá bude schopná odolať očakávanému výskytu napnutia a tlaku. Tam kde je potrebná odolnosť voči teplote a hrdzaveniu - čo je prípad mnohých povrchov - tam dôjde k zostrojovaniu podobných štruktúr z oxidov hliníka v jeho zafírovej forme. Na miestach kde možno očakávať nízke napätie ušetria assembleri na hmotnosti tým že za sebou zanechajú širšie medzery v mriežke. Naopak na miestach kde možno očakávať naozaj obrovské pnutia budú tvaritelia posilňovať štruktúru dokým im budú zostávajúce priechody umožňovať aspoň aký taký pohyb. Na iných miestách poukladajú tvaritelia jednotlivé materiály do podobných výsledných senzorov, počítačov, motorov, solenoidov a hocičoho iného.

Pred ukončením ich práce postavajú steny ktoré zvyšné kanáliky podelia do priestorov podobných zapečatením bunkám, následne sa stiahnu k posledným otvorom a vypumpujú zvnútra zvyšnú tekutinu. Po zapečatení takto vyprázdnených buniek ukončia svoju činnosť a zmiznú vo víre cirkulujúcej tekutiny. Nádrž vysychá, sprej ovlažuje motor, poklop sa zdvíha , dokončený motor po vyzdvihnutí definitívne vysychá. Jeho vytvorenie trvalo kratšie ako deň a nevyžadovalo skoro žiadnu ľudskú pozornosť.

Čo je to vlastne za motor? Nie nieje to masívny kus pokrúteného a odliateho kovu, namiesto toho je to plynulá spojitá vec pripomínajúca drahokam. Prázdné vnútorné pravidelne zoradené bunky sú od seba vzdialené približne jednu vlnovú dĺžku svetla čo má za následok vedľajší efekt: podobne ako priehlbiny na kompaktnom disku i ony rozptylujú svetlo výsledkom čoho je opálu podobná mnohoraká hra jagajúcich sa farieb. Týmito prázdnymi priestormi sme docielili že štruktúra vyrobená z tých najľahších no najsilnejších nám známych materiálov je ešte o niečo ľahšia. V porovnaná s kovovými raketovými motormi dneška má tento pokročilý pohon o 90% menšiu hmotnosť.

Keď po nej poťukáte, zacengá ako zvonec s prekvapivo vysokou frekvenciou na svoju veľkosť. Takýto motor pripojený k podobne zostrojenej vesmírnej lodi lieta do vesmíru a späť s ľahkosťou. Znesie dlhé a náročné použitie pretože využitie silných materiálov umožnilo návrhárom začleniť do projektu širokú škálu možnej chybovosti.

Napriek všetkej svojej výnimočnosti je tento raketový pohon vecou docela bežnou. Iba sme nahradili hustý kov obozretne prichystenými štruktúrami ľahkých tesne naviazaných atómov. Záverečný produkt v sebe neobsahuje žiadne nanozariadenia.

V prípade pokročilejších návrhoch dôjde k oveľa širšiemu využitiu nanotechnológií. Cievny systém bude ponechaný na mieste aby mohol aj v budúcnosti podporovať tvariteľské systémy ktoré tak budú môcť opravovať príliš opotrebované časti. Dokým budú užívatelia zásobovať takýto motor zásobami energie a surovín dovtedy bude takýto motor obnovovať svoju štruktúru. Raketové motory pracujú najlepšie v prípade že za rozdielnych podmienok môžu mať iný tvar, no inžinieri nemôžu docieliť aby boli zhlukové technológie silné a ľahké a ešte k tomu sa dokázali napínať . Naopak pomocou nanotechnológií by mohla štruktúra pevnejšia ako oceľ no ľahšia ako drevo meniť svoj tvar podobne ako to robí sval - pracujúc podobne ako sval na princípe kĺžúcich sa vlákien. Takýto motor by sa mohol zväčšovať či zmršťovať či prehýbať v základni v závislosti od jednotlivých podmienok. S primerane naprogramovanými assemblermi a disassemblermi by dokoncal mohol upravovať svoju najzákladnejšiu štruktúru dávno po opustení nádrže.

V skratke povedané replikujúci sa tvaritelia sa budú kopírovať po tonách a následne budú vyrábať ďalšie výrobky akými sú počítače, raketové motory, stoličky atď. Utvoria disassemblery - ničiteľov aby rozbíjali kamene na prach z ktorého získajú základné suroviny. Utvoria solárne kolektory ktoré budú dodávať energiu. Ajkeď malí, budú stavať veľké. Skupiny nanostrojov stavajú v prírode veľryby a pomocou semien sa šíri mašinéria organizujúca atómy do rozsiahlych štruktúr z celulózy ktoré nazývame sekvojami či dubmi. Nieje nič zarážajúce na vypestovaní raketového motora v špeciálne upravenej nádrži. Vskutku budú môcť lesníci v prípade že im dodáme vhodne pripravené tvariteľské "semä" pestovať vesmírne rakety zo zeminy, vzduchu a slnečného svetla.

Tvaritelia budú schopní vytvoriť skoro čokoľvek z dostupných materiálov bez driny. Nahradia dymiace továrne systémami čistými sťa lesy. Premenia technológiu i ekonómiu v samotných jej základoch, otvoria nám nový svet možností. Vskutku budú nástrojmi hojnosti.

000001010006353300950297021428360241940402430098

nieco z nicoho - riesi sa to husto uz asi v kazdom obore

000001010006353300950297021428360241940402428163

imho ked uz sa bavime o neskutocnom pocte nanorobotov, ako bude vyrieseny pohon? energia? solarna? bateria? toto som sa este nikde nedocital...

00000101000635330095029702142836024194040242816302428176

glukoza? kyslik? nieco coho by bolo pri vystavbe dostatok? ale co?

0000010100063533009502970214283602419404024281630242817602429620

podla mna budu mat klucik ako pri starych hrackach a nanoroboty budu na spruzinku a budu sa navzajom natahovat ;)))

000001010006353300950297021428360241940402422074

Utvoria disassemblery - ničiteľov aby rozbíjali kamene na prach z ktorého získajú základné suroviny.

Naša civilizácia produkuje stovky miliónov ton odpadu takže materiálu je obrovské množstvo.Kamene ponechaj aby si na ne mohol vyliezť a pokochať sa krásou krajiny.