Содержание к диссертации
Введение
1. Нанотехнологии в контексте современной философии науки .15
2. Онтологические проблемы нанотехнологии 50
3. Гносеологические проблемы нанотехнологии 88
4. Социально-этические проблемы нанотехнологии 121
Заключение 136
Список использованных источников 139
- Нанотехнологии в контексте современной философии науки
- Онтологические проблемы нанотехнологии
- Гносеологические проблемы нанотехнологии
- Социально-этические проблемы нанотехнологии
Введение к работе
Актуальность работы. Развитие науки приводит к существенным изменениям не только в социально-культурных областях, но и в, собственно, научной. Одним из проявлений нынешнего состояния науки является тот факт, что современная научная картина мира наряду с достаточно разработанными объектами микро-, макро- и мегамиров начинает осваивать новый объект – нанообъект, на который обратили внимание не более полувека назад, а активно интересовать учёных он вообще стал только несколько десятилетий назад. Ожидается, что нанотехнологии, позволяющие манипулировать отдельными атомами и, будут иметь отношение практически ко всем областям человеческой деятельности и изменят взаимоотношение человека с обществом, природой, повлияют на его самосознание. В последние годы количество публикаций, посвящённых нанотехнологиям, стало заметно возрастать. Однако подавляющее большинство из них рассматривает нанотехнологии, в основном, с технической, биологической, химической, медицинской сторон. В связи с этим возникает необходимость философского осмысления нанообъекта, нахождения его места в современной научной картине мира. Более того, в нанотехнологии как ни в какой другой отрасли необходимо обладание общим, универсальным знанием и широким кругозором, появлению которого способствует философский подход. В работе доктора философских наук, ведущего научного сотрудника Института философии РАН В. Г. Горохова и доктора физико-математических наук, директора Института электроники промышленных технологий АН Молдовы А. С. Сидоренко справедливо подчёркивается, что в нанотехнологии появляется острая потребность в специалистах, владеющих одинаково хорошо знаниями и методами нескольких наук, а также в так называемых дженералистах – специалистах с развитой способностью к философской рефлексии, способных обеспечить стыковку различных исследовательских и проектных групп и их разнородных научных представлений. Полноценное развитие отрасли невозможно без её философского осознания. К сожалению, в данный момент как в России, так и во всём мире наблюдается недостаточное количество подобных публикаций; сейчас только начинают предприниматься попытки создания фундаментальных философских работ данной тематики. Онтологические, гносеологические, социальные и другие аспекты нанообъекта ещё только выясняются, а его место в современной научной картине мира только определяется. Необходимы рассмотрение, понимание, анализ и систематизация основных нанотехнологических понятий и подходов, в связи с чем необходимость данного исследования повышается, оно должно способствовать заполнению и обогащению этой недавно сформировавшейся области знаний. Поэтому важность именно философского исследования нанотехнологий представляется чрезвычайно важной и актуальной как в общенаучном, так и прикладном смыслах.
Степень разработанности проблемы. Существует ряд публикаций, посвящённых нанотехнологии. Так, в работах зарубежных авторов Ч. Пула-мл., Ф. Оуэнса, Н. Кобаяси, М. К. Роко, Р. С. Уильямса, П. Аливисатоса, Л. Уильямс, У. Адамса, У. Хартманна производится общее рассмотрение и описание нанотехнологий. Исследования, связанные с будущим человечества, перспективами развития бионанотехнологии и смежных областей, приведены в работах Э. Агации, Н. Вита-Море, А. Грунвальда, Э. Дрекслера, Б. Джоя. Можно выделить отечественных авторов, но, опять-таки, издававших описательные работы по данной тематике, – В. И. Балабанова, Ю. Д. Третьякова, В. В. Лучинина, Ю. М. Таирова, М. Рыбалкину. Все упомянутые работы имеют общую черту: философские проблемы нанотехнологии они, в лучшем случае, только затрагивают. В исследовании диссертационных потоков в сфере нанонауки и нанотехнологий в России, проведённым Е. В. Чупруновым, Б. И. Бедным, А. А. Мироносом, Т. В. Серовой, за период с 1995 по 2006 годы все диссертационные работы были распределены между семью отраслями науки (физико-математической, химической, технической, биологической, медицинской, науке о Земле, геолого-минералогической), среди которых философии нет. Похожая ситуация наблюдается не только в области диссертационных работ, но и в области фундаментальных изданий. Современные публикации, рассматривающие нанотехнологии с философской точки зрения, являются статьями в периодических журналах. Авторами, которые в настоящий момент вносят вклад в развитие философского изучения нанотехнологий, являются А. А. Абрамян, В. И. Аршинов, В. И. Беклемышев, Р. Г. Вартанов, В. Г. Горохов, Д. И. Дубровский, Е. Н, Князева, М. В. Ковальчук, Е. П. Кулькова, М. В. Лебедев, С. А. Лебедев, О. В. Летов, И. А. Негодаев, Л. В. Семирухин, В. В. Чеклецов. Можно совершенно определённо заключить, что область философского исследования нанообъекта на данный момент не получила подробного освещения как в работах отечественных, так и зарубежных авторов, причиной чего, прежде всего, является новизна возникающих вопросов.
Научная новизна. В первую очередь, научная новизна работы связана с появлением и выделением нового объекта исследования – нанообъекта. В работе рассмотрен ряд актуальных вопросов, решение которых предполагает расширение и дополнение имеющихся подходов, предложенных теорий, ответов, результатов, их уточнение. Некоторые вопросы, касающиеся взаимосвязи путей развития нанотехнологии, изменения картины мира, возможных последствий их распространения, – как позитивных, так и негативных, – затрагиваются впервые. Для получения и подтверждения выводов в работе приводится большое число современных примеров из различных областей науки и техники. Можно отметить, что диссертация является одной из первых комплексных научных работ, рассматривающих нанообъект и нанотехнологии с философско-научной точки зрения. В частности, к новым результатам можно отнести следующие:
– введены определения понятий «нанотехнология» и «нанонаука» в широком и узком смыслах, определение нанообъекта, предложены возможные варианты и критерии их классификации;
– рассмотрены различия и сходства понятий «нанотехнология» и «нанонаука» и их взаимосвязь;
– нанотехнологии исследованы с точек зрения смены парадигм, процесса протекания научной революции, спора сторонников концепций редукционизма и холизма, в целом – как результат развития науки на её постнеклассическом этапе;
– сформулированы представления об изменении картины мира, в частности, предложено новое понимание таких понятий, как «непрерывность» и «дискретность»;
– внесены уточнения в общепринятые описания путей развития нанотехнологий «сверху – вниз» и «снизу – вверх» – рассмотрена их взаимосвязь, методологическая необходимость и перспективность;
– исследованы философские аспекты особенностей работы с нанообъектами – методы их получения, их гносеологическая специфика и возникающие в связи с этим сложности;
– описаны факторы формирования новой теории, сложности на пути её становления, связанные с недостатком теоретической и эмпирической базы, проблемами формирования новой терминологии;
– обращено внимание на некоторые возможные отрицательные последствия внедрения нанотехнологий, которые становятся видны после проведённых исследований, в частности, влияние на свободу человека, изменение нравственной ситуации в мире.
Объект исследования. Объектом исследования является нанотехнология.
Предмет исследования. Специфическим предметом исследования философа науки является понятие «нанообъект» или «наночастица». Также предметом философского исследования является и понятие «макротела», обозначающее тело макроскопических размеров, содержащее в себе нанообъекты, то есть артефакт, полученный либо при помощи методов нанотехнологии, либо путём добавления в него наночастиц, либо путём смешивания с наночастицами.
Методы исследования. Поскольку на атомарном уровне сложно отличить одну дисциплину от другой, нанотехнология является сугубо междисциплинарной областью знаний. Следовательно, при её изучении необходимо применять междисциплинарные методы исследования. В них обеспечивается методологическая взаимосвязь между биологической, химической, технической, микроэлектронной, социальной, гуманитарной и другими областями, что значительно расширяет содержание изучаемой области и позволяет получать новое знание. Таким образом, производится синергийная конвергенция со всем междисциплинарным комплексом современного научно-технического и социально-гуманитарного знания. Это обеспечивается методами междисциплинарного исследования и обобщения отечественной и иностранной научной и философской литературы. Основными методологическими принципами исследования являются принципы объективности, системности.
Цели и задачи работы. Для целостного философского анализа нанотехнология является новым объектом исследования. Поэтому первоочередные цели и задачи должны быть связаны с осмыслением предмета исследования – нанообъекта, нахождением его места в современной научной картине мира, определением его онтологических, гносеологических и других особенностей, поскольку только рассмотрение всех этих аспектов позволит создать достаточно полноценную картину изучаемого объекта. Для достижения цели выделены следующие задачи:
– дать чёткие определения, обеспечивающие понимание сущности объекта и предметов исследования;
– рассмотреть нанотехнологии в контексте современной философии науки;
– выделить основные свойства нанообъектов, причины, по которым нанотехнология была выделена в отдельную область знаний;
– определить основные пути развития направления;
– проанализировать особенности исследования, получения, познания нанообъектов;
– исследовать, насколько нанотехнологии изменят существующую картину мира;
– выявить возможные последствия развития нанотехнологий.
Достоверность научных положений. Обоснованность и достоверность научных результатов обеспечивается применением общепринятых фундаментальных методов исследования, использованием необходимого количества современных примеров достижений нанотехнологии и смежных наук, анализом научной литературы, апробацией полученных результатов на научных конференциях и в публикациях.
Положения, выносимые на защиту.
1) Нанотехнология – область науки и техники, занимающаяся исследованием и манипуляцией на уровне атомов, молекул и совокупностей молекул с целью влияния на основные, первичные качества материала и получения необходимых вторичных свойств. В узком смысле нанонаука – это непосредственно открытие и изучение свойств частиц малых размеров. В широком смысле нанонаука включает в себя весь научно-технологический процесс – от открытия и исследования свойств частиц до методов изготовления конечного продукта. Таким образом, понятия «нанонаука» и «нанотехнология» в широких смыслах сходятся, выбор их употребления лишь указывает на то, с какой стороны мы смотрим на одно и то же явление и на что обращаем основное внимание.
2 Идея конструирования, лежащая в основе нанотехнологии, напоминает идею редукционизма только, но не по существу, поскольку редукционизм предполагает не создание многочисленных копий всё более мелкого размера, а наличие свойств, законов, которые сохраняются на базовом уровне, или их выведение, что не наблюдается в нанотехнологии. В свою очередь, холизм предполагает как раз невыводимость свойств целого из свойств его составных частей, когда при объединении получается новая субстанция, которая обладает качественно новыми свойствами. Таким образом, именно холистическая позиция преобладает в осмыслении сущности нанотехнологии.
3) Появление нанотехнологии пока не привело к смене парадигмы и научной революции, поскольку при научной революции существующая теория испытывает трудности и не может объяснять новые открытия, а появление нанотехнологии не перечеркнуло существующие теории. Господствующая парадигма не уступает место новой, она остаётся действующей.
4) Нанотехнология является непосредственной представительницей постнеклассической науки, которая характеризуется такими понятиями, как синергетика и самоорганизация, комплексность и междисциплинарность, методологический плюрализм, устранение разрыва между объектом и субъектом.
5) С развитием нанотехнологии изменяется научная картина мира. Объекты нанотехнологии обладают значительной независимостью существования. Наномир уже не всегда может быть полностью зависим от человека, в нём действуют порой совершенно новые законы. Человек создаёт новую реальность и вместе с ней новую онтологию. Таким образом, мы вправе заявить о появлении нанобытия. Это сфера объективной реальности, которая существенно отличается от природного, классического варианта объективной реальности, природной формы материи. Тем не менее, необходимо обратить внимание, что оно рождается из привычного бытия, то есть оно как бы становится квазисамостоятельной частью более широкого общечеловеческого бытия, изменяя и расширяя его.
6) Как известно, в нанотехнологии выделяется два пути развития: «сверху – вниз» и «снизу – вверх». Первый путь является основным в том смысле, что изначально изучение окружающего мира началось именно с макромира – мира, соизмеримого по размерам с человеком. Постепенно стало возможным начать исследования объектов намного меньших размеров, что, в конце концов, довело уровень познаваемой окружающей действительности до электронов, белков и нуклеиновых кислот. Это, в свою очередь, явилось причиной появления второго пути развития нанотехнологий «снизу – вверх». Этот путь является логическим продолжением пути «сверху – вниз». Теперь познание, пройдя свой путь в одном направлении, «развернулось» и как бы пошло обратно, только характер изучения теперь уже стал совершенно иной. Привычные для нас макротела можно исследовать на наноуровне. Если классическая физика при изучении макромира рассматривала объекты как единое целое, то в развитии нанотехнологии они будут рассматриваться и изучаться как определённая совокупность и упорядоченность атомов и молекул, и именно структура будет играть решающую роль в изучении и создании.
7) Дальнейшее развитие нанотехнологии может привести к изменению понимания мира, когда сотрётся грань между цифровым и аналоговым восприятиями. Во-первых, развитие нанотехнологии путём постепенной миниатюризации объектов приводит к сближению аналоговых и цифровых характеристик техники (этот вывод соответствует пути развития «сверху – вниз»). Во-вторых, в дальнейшем возможно устранение разницы между цифровым и аналоговым пониманиями мира вообще, о его понимании на новом, более глубоком уровне, когда такие понятия, как, например, «непрерывность» и «дискретность» будут иметь несколько другой смысл (этот вывод соответствует пути развития «снизу – вверх»).
8) Гносеологическими особенностями нанотехнологии является то, что, во-первых, изучение нанообъектов невозможно без влияния на них, во-вторых, наблюдение за объектами происходит не непосредственно, а через специальные приборы, которые создают картину изучаемого пространства. Исследование объекта тесно связанным с созданием, и между ними невозможно найти чёткую границу. Происходит утрата наглядности в восприятии объектов, в обработке и получении новых данных наблюдается превалирование математических методов исследования. Появляется ещё одно промежуточное звено в процессе понимания наноявления: цепочка «явление – получение информации – понимание» превращается в «явление – получение информации – интерпретация – понимание». В связи с этим начинает играть более важную роль моделирование, в первую очередь – имитационное.
9) В результате развития нанотехнологии существенно увеличится возможность вмешательства в личную жизнь человека, в связи с чем острее будет чувствоваться вопрос о свободе человека. Также значительное возможное расширение возможностей человека может привести к целому ряду социально-этических проблем, например, к снижению качества наполненности жизни, культурному упадку, ещё большему социальному расслоению и т. д.
Теоретическая значимость исследования. Научно-теоретическая ценность работы, в первую очередь, определяется тем, что результаты исследования способствуют заполнению нанотехнологической ниши в современном естествознании, прояснению места и роли нанообъекта в современной научной картине мира. Материалы составляют определённую теоретико-методологическую базу для дальнейших исследований автором и другими учёными различных направлений и дисциплин. Теоретическая значимость работы состоит в осмыслении роли нанотехнологий как объективно необходимого компонента развития человечества на современном этапе. Помимо этого, результаты исследования дополняют, развивают и вносят новые элементы в существующие идеи и научные концепции, в результате чего появляются перспективы для решения новых вопросов в рамках данной научной области.
Практическая значимость исследования и область применения результатов. Результаты работы использованы в научных работах и докладах, предполагается и рекомендуется применять их в разработке междисциплинарной методологии. Помимо этого, материалы диссертации могут использоваться в педагогической деятельности и служить дополнением к уже существующим учебным пособиям, а также использоваться при проведении семинаров по философии со студентами, аспирантами, например, при проведении занятий по философии науки и техники, концепциям современного естествознания.
Список публикаций. Основные научные результаты труда были отражены в 8 публикациях объёмом 3,6 п. л., 3 из которых объёмом 2,1 п. л. вошли в журналы, входящие в Перечень рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание учёной степени доктора и кандидата наук.
Апробация работы. Диссертация обсуждена на кафедре философии и культурологи Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения и была рекомендована к защите. Основные результаты диссертационного исследования были представлены на ежегодных Научных сессиях СПбГУАП в 2009 – 2011 годах. По основным положениям исследования автором подготовлены 8 публикаций, 3 из которых вошли в журналы, входящие в Перечень рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание учёной степени доктора и кандидата наук. Частичная апробация исследования была осуществлена путём выступления автора перед студентами на занятиях по истории философии, посвящённых современной философии науки. Часть исследований была использована при ответе на вопросы, касающиеся области научных интересов участника и общих тенденций, законов и примеров в современной науке, Всероссийской интернет-олимпиады аспирантов по дисциплине «История и философия науки», проводившейся на базе ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет», что привело к победе в олимпиаде и получению диплома Рособрнадзора второй степени. На проведение диссертационной работы был получен грант Комитета по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга серии ПСП №10344.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы из 106 наименований, включая 2 работы автора. Общий объём диссертации составляет 138 страниц без списка использованных источников.
Нанотехнологии в контексте современной философии науки
В конце XX века была выделена новая область человеческих знаний -нанотехнология. Можно сказать, что, с точки зрения масштабности, глубины знания и перспектив, это закономерный этап развития человечества.
Однако, знакомясь с литературой по нанотехнологиям, становится заметным своеобразный перекос в одни дисциплины и, наоборот, практическое отсутствие исследований в других. Во-первых, в настоящее время наблюдается недостаток литературы по философии науки в целом, хотя необходимость в данных исследованиях наоборот возрастает [64]. Во-вторых, большинство книг освещают нанотехнологии с точки зрения физики, электроники, химии, биологии. Например, в электронном библиографическом указателе книг, статей и диссертаций российских учёных БГТУ им. В. Г. Шухова, в который включены ресурсы крупнейших библиотек России, содержится почти 2000 наименований изданий, посвященных нанотехнологиям, но нет ни одного, который бы освещал их с философской точки зрения. На философском Интернет-портале www.philosophy.ru в разделе «Философия науки» среди примерно 500 ссылок на работы отечественных и зарубежных учёных нет ни одной, которая касалась бы нанотехнологии. Существует небольшое количество литературы о социально-психологических аспектах нанотехнологии. Работы же в области философского осмысления новой технологии, в основном, представлены только отдельными статьями в периодических научных журналах. Это можно объяснить тем, что появление новой дисциплины обычно связано, в первую очередь, с новыми разработками в области науки, а социогуманитарное осознание произошедшего открытия происходит позже. Однако исследование современной ситуации, сложившейся в мировой науке, требует подробного гуманитарного и философского исследования, которое должно опираться на уже полученные и ожидаемые научные факты. Сложность данного осмысления связана с тем, что, по всей видимости, человечество стоит на пороге «нанотехнологической революции». История науки знает огромное количество открытий, которые значительно изменили жизнь, но нанотехнологии из-за своей масштабности предполагают ещё более кардинальное, всемасштабное изменение жизни. Должна измениться вся картина мира, что повлечёт за собой гигантские последствия. Такого резкого изменения в истории человечества ещё не было.
Доктор философских наук, ведущий научный сотрудник Института философии РАН В. Г. Горохов разделяет развитие нанотехнологии на три периода [27, с. 96 - 97]. Первый период (1984 - 1994 годы) связан с началом проведения фундаментальных исследований в данной области. Появляются первые исследовательские институты с приставкой «нано-» и первые публикации. Второй период (1995 - 2000 годы) характеризуется публикацией первых обобщающих фундаментальных работ, распространением понятия «нанотехнология» и появлением многообещающих прикладных разработок. Для третьего периода (с 2000 года) характерно лавинообразное развитие научно-популярной и учебной литературы, формирование перспектив становления новой промышленности. Начало периода связано с тем, что в январе 2000 года Б. Клинтон (президент США) учредил Национальную нанотехнологическую инициативу, которая должна была координировать исследования и разработки в области нанотехнологии в национальном масштабе, и вслед за ним правительства других стран стали принимать у себя подобные программы. Таким образом, США стали первой страной, которая выработала государственную стратегию по отношению к новой области науки и техники.
Основная масса литературы по нанотехнологиям появилась только в XXI веке. Самой первой же публикацией считается доклад американского учёного, члена Национальной академии наук США, лауреата Нобелевской премии по физике 1965 года Ричарда Филипса Фейнмана «В глубине полно места» («There s Plenty of Room at the Bottom»), сделанный им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на встрече Американского физического общества и значительно повлиявший на развитие науки. Доклад начинается со вступления, в котором автор рассказывает о том, насколько мелкими мы можем делать надписи, сколько информации (книг) можно уместить на кончике иглы, после чего рассматриваются возможные теоретические варианты этой процедуры. Дальше разговор переходит к тому, что информация может быть записана не только на плоскости, но и в объёме. Для записи одной буквы требуется 6 или 7 битов информации, то есть нужно 6 или 7 точек и тире. Точкой может быть атом одного металла, а тире - смежный атом другого. Плюс дополнительные атомы, необходимые, чтобы не потерять информацию из-за диффузии или других процессов. Фейнман сосчитал, что для хранения всех книг, то есть всей накопленной человечеством информации, необходимо 1015 битов. Это всё может поместиться в кубе с длиной стороны в одну двухсотую дюйма, что составляет чуть больше, чем одна десятая миллиметра. Вот почему доклад получил название «В глубине полно места». Доказательства того, что большое количество информации может содержаться в малом объёме, существуют в биологии, когда одна крошечная клетка хранит данные, необходимые для организации и развития таких сложных существ, как, например, человек. Далее идёт речь о теоретических возможностях чтения этой информации и способах создания миниатюрных устройств нетрадиционными методами. Ведь при создании уменьшенных копий макрообъектов уменьшается количество затраченных материалов. Также уменьшаются масса и площадь контактов, что приведёт к уменьшению веса и инерции, то есть можно считать, что возрастает прочность материала. Механические напряжения и деформация также уменьшаются. С другой стороны, зернистость многих материалов будет доставлять заметные неудобства, поэтому придётся переходить на более однородные вещества. Подобным способом можно изготавливать роботов, которые бы могли сами изготавливать свои уменьшенные копии. И так до самых малых размеров. Таким способом можно будет построить целую фабрику миниатюрных роботов, которые бы выполняли работу с минимальными затратами на материал и энергию. Статья заканчивается смелым предположением автора о том, что в будущем может появиться возможность располагать атомы в требуемом порядке и создавать необходимые структуры. Известные законы физики не запрещают манипуляции отдельными атомами, трудности связаны только с тем, что мы сами очень большие по сравнению с ними. Какими свойствами тогда будут обладать материалы? Скорее всего, свойства будут очень неожиданными и необычными. Вполне возможно, что вместо привычных электрических цепей мы будем работать с квантовыми уровнями энергии, спинами и т. п. Двигаясь в этом направлении, мы приходим к химическому синтезу. Как только появятся устройства, способные оперировать отдельными атомами, многие методы традиционного химического синтеза уступят своё место «атомной сборке» [96].
Онтологические проблемы нанотехнологии
Нанотехнологии стремительно и основательно ворвались в нашу жизнь. Со времени, с которым связывается первое упоминание нанотехнологических методов, прошло всего 50 лет, а с введения соответствующего термина - и того меньше. И если ещё 20 лет назад о нанотехнологиях слышали только люди, имеющие непосредственное отношение к науке, то сейчас, благодаря многочисленным разработкам в данной области и предвидению того, насколько они смогут изменить нашу жизнь, они проявляют себя в различных сферах науки, культуры, быта и, соответственно, становятся известны среди широкого круга обывателей. Не нужно быть провидцем, чтобы сказать, что ещё через 20 лет человечество уже не сможет представить жизнь без нанотехнологий. Нанотехнологические подходы обнаруживаются во многих областях, и нанотехнологии становятся междисциплинарным явлением, следовательно, необходимо их изучение и с философской точки зрения для выявления акцентов значимости, связи различных рассматриваемых областей и как можно более широкого обобщения и объяснения. Осмысление необходимо начать, в первую очередь, с изучения онтологических аспектов и проблем нанотехнологий.
Для всесторонней оценки и рефлексии объекта необходимо его рассматривать не только в стационарном виде, рассматривая его основные характеристики, свойства и взаимодействия с другими объектами и субъектом, но и в динамическом процессе его изменения и развития, чтобы выявить тенденции и законы развития, движущие силы, попытаться дать прогноз на будущее.
Появление нанотехнологий связывается с двумя событиями. Первое из них - это, как говорилось ранее, доклад Р. Ф. Фейнмана «В глубине полно места» («There s Plenty of Room at the Bottom»), в котором впервые была выдвинута идея работы с единичными атомами и объектами нанометровых масштабов. Второе связано с первым употреблением самого термина профессором Токийского университета науки Норио Танигути в 1974 году для описания процессов, происходящих в полупроводниках: «Нанотехнология -это, в основном, обработка материалов путём отделения, присоединения или изменения атомов или молекул». (Nanoechnology mainly consists of the processing of separation, consolidation, and deformation of materials by one atom or one molecule) [105].
Тем не менее, человечество всегда интересовал вопрос об устройстве мира и о том, из чего состоят все имеющиеся вокруг объекты. Для примера можно вспомнить гомеомерии Анаксагора или атомистическое учение древнегреческих философов Левкиппа, Демокрита, Эпикура, впервые употребивших понятие «атом» и выделивших его как первооснову всего существующего. Идея самоорганизации появилась у Р. Декарта, который выдвинул гипотезу об упорядочении в системе за счёт её внутренней динамики. В XVII - XVIII веках для обозначения мельчайших частиц материи или эфира использовалось понятие «корпускула». А в 1704 году Исаак Ньютон в своей книге «Opticks» высказался о возможности исследования объектов таким образом, что микроскопы будущего когда-нибудь смогут исследовать «тайны корпускул». М. В. Ломоносов в XVIII веке говорил, что все вещества состоят из корпускул (или молекул), которые являются собраниями элементов (атомов). В 1904 году появилась модель атома Томсона. А вскоре, в 1911 году, появилась планетарная модель атома Бора-Резерфорда, которая легла в основу современной квантово-механической. Электрон был открыт Джозефом Джоном Томпсоном в 1897 году. Его название происходит от греческого слова pA Kipov, означающего «янтарь»: ещё в древней Греции было замечено, что если куски янтаря потереть шерстью, то они будут притягивать к себе мелкие предметы.
Вообще в древности проводилось много опытов, которые хотя бы косвенно имели дело с изменением свойств при помощи частиц малых размеров. Одним из самых древних примеров таких систем могут служить цветные стёкла, окрашенные частицами металлов, технология получения которых была известна еще в Древнем Египте. Древние римляне также применяли сверхмалые частицы серебра и золота, чтобы придать бокалам определённую окраску. Кстати, эта технология применяется и сейчас: звёзды на Кремле в Москве окрашены именно таким способом. Археологические находки говорят о том, что коллоидные рецептуры существовали еще в античном мире (например, так называемые «китайские чернила» в Древнем Египте). Добавление в каучук небольших количеств других веществ значительно изменяет характеристики получаемой резины. Коллоидная химия, которая стала зарождаться ещё в XVIII - XIX веках и связана с фамилиями М. В. Ломоносова, Ф. Сельми, М. Фарадея, Т. Грэма, В. Оствальда, является предшественницей наносистем. До конца XX века наука занималась изучением многих объектов, которые сейчас можно назвать нанообъектами: аэрозолями, сажей, катализаторами, ультрадисперсионными порошками, различными микроорганизмами. Сепарация в технике, медицине, горнодобывающей промышленности, разделение изотопов тоже можно отнести к атомно-молекулярной технологии. Фотография и катализ всегда были основаны на процессах, которые теперь можно назвать «нанопроцессами». Первым учёным, который обратил внимание на новые свойства малых частиц, был Майкл Фарадей, получивший ещё в XIX веке коллоидную суспензию из крошечных частиц золота фиолетового цвета. А первым ученым, использовавшим измерения в нанометрах, считается Альберт Эйнштейн, который в 1905 году теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен одному нанометру.
Гносеологические проблемы нанотехнологии
Современная жизнь характеризуется динамичным развитием техники, информационной технологии, возрастанием всё с большей скоростью объёма знания, увеличением количества производимых товаров и услуг. Наблюдается рост производительности информационных систем, становятся возможны сбор и обработка больших массивов данных, расширяются возможности автоматизации ранее сложновыполнимых операций, увеличиваются роль и возможности вычислительного эксперимента и имитационного моделирования. Нанотехнология - одна из наиболее динамично развивающихся областей технознания. Новые технологии, методы изучения, переход на новый уровень познания выдвигают появление широкого круга новых вопросов в области гносеологических исследований, над которыми учёные раньше не задумывались и которые заставляют взглянуть на науку, технику и методы их познания под новым ракурсом. Знание становится одним из основных понятий в современной цивилизации. В наши дни понимание этого термина меняется. Теперь знание - это сложное самоорганизующееся системное образование, проникающее во все сферы человеческой жизни и вместе с тем сохраняющее присущие только ему формы бытия. От правильного ответа на поставленные вопросы зависит перспектива стратегического развития выбранного направления и его использования в практической деятельности человеком и обществом.
Поскольку нанонаука имеет сугубо междисциплинарный характер и включает в себя знания из физики, электроники, биологии, химии, материаловедения, информатики и др., то её возникновение и развитие нужно рассматривать как постепенное развитие всех этих наук. Каждая из них имеет свою историю, но можно выделить два основных направления их развития. Первое относится, в основном, к физике и техническим наукам и является результатом постепенной миниатюризации макрообъектов. Не вдаваясь в подробности истории развития, можно обратить внимание на общие тенденции. На смену механическим арифмометрам XVII - XIX веков, в XX веке, благодаря появлению вакуумных ламп и твердотельных элементов, пришли электронные, более производительные и лёгкие. На смену первым компьютерам -устройствам, способным производить сложную обработку информации, её хранение, преобразование и т. п., выполненных на электронных лампах, занимающих целые залы, потребляющих сотни киловатт энергии и выполняющих по нескольких тысяч операций в секунду, пришли новые, выполненные на микросхемах, умещающиеся на столе, потребляющие сотни ватт энергии и выполняющие триллионы операций в секунду. В данный момент развитие современной техники привело к тому, что устройства, содержащие в одном корпусе телефон, часы, калькулятор, навигатор, фотоаппарат, видеокамеру, фонарь и многое другое, а также позволяющие выходить в Интернет, устанавливать связь со спутниками и передавать информацию другим устройствам, теперь легко умещаются на ладони, а их размеры обусловлены даже не столько минимальными возможно достижимыми габаритами, сколько удобством восприятия информации пользователем; основной операционный вычислительный блок умещается на микросхеме с размерами в несколько миллиметров. Отсюда можно выделить основные тенденции развития техники: повышение производительности, многофункциональности, уменьшение размеров и энергопотребления. Причём, скорости изменений со временем увеличиваются. Например, если при переходе от первого механического калькулятора к калькуляторам середины XX века, при котором размеры уменьшились на порядок, прошло 3 века, то последующее уменьшение размеров сразу на несколько порядков произошло уже меньше, чем за полвека. То же произошло и с производительностью. И к началу XXI века техника пришла к тому, что размеры многих устройств или узловых блоков измеряются не метрами или сантиметрами, а микронами и даже нанометрами. Такой путь развития именуется в современной литературе «сверху - вниз».
Существует и второй путь развития технологий, который относится, в основном, к нанобиотехнологическому разделу нанотехнологии, а точнее, - к наукам, возникшим на основе биологии и химии - биохимии, генетике, генотерапии, молекулярной биологии и другим. Путь заключается в создании более сложных систем из атомарных или молекулярных элементов [24]. Все эти дисциплины ещё молоды, поэтому они не обладают столь богатой историей появления; общей тенденцией является получение всё более сложных структур на молекулярном и атомарном уровнях. В результате движения по этому пути появились многие современные материалы. Это, во-первых, некоторые искусственно созданные полупроводниковые структуры, полимеры, синтетический каучук. Также сюда относятся липосомы, которые используются, например, для транспортировки лекарств в ткани и органы организма. Широко применяются нанопорошки и наноконтейнеры. На основе полимеров, белков, пептидов, нуклеиновых кислот, известных ещё с начала XX или даже конца XIX веков, современными технологиями получаются более сложные нанобиоматериалы. Появился раздел нанотехнологии, занимающийся ДНК-наномашинами, которые изменяют свою молекулярную форму под воздействием внешних факторов. ДНК теперь можно использовать не только как носитель генетической информации, но и как структурный материал. А недавно были опубликованы результаты создания управляемых систем клеточной коммуникации для биологических вычислительных устройств. «Авторы проекта CELLCOMPUT демонстрируют возможность проектирования и сборки систем, состоящих из двух, трёх и более запрограммированных живых клеток, образующих блоки, из которых можно сконструировать сложные как бы «вычислительные» устройства» [8]. При этом, как планируется, собственные клетки организма будут сами следить за его здоровьем. Такой путь развития, соответственно, называется, «снизу - вверх».
Кстати, можно обратить внимание на гносеологическое различие атома -основополагающего элемента материи - у античных философов и более поздних исследователей, например, Дж. Дальтона. Несмотря на то, что всеми ими материя рассматривалась как субстанция, обладающая свойством делимости, благодаря, в частности, составлению таблицы атомных весов элементов, появлению закона кратных отношений и зарождению теории химических реакций, понятие атома приобретает вполне конкретный смысл, хотя его всё равно было невозможно увидеть, а до появления модели атома оставался примерно век. Таким образом, гипотетическая концепция Демокрита легла в основу появившейся впоследствии научной теории.
Социально-этические проблемы нанотехнологии
Проведённый ранее анализ позволяет констатировать, что наноуровень заслуживает отдельного рассмотрения и не исчерпывается рассмотрением макро- и микропроцессов. Человек как познающее и действующее существо всегда выступает и как субъект социальной практики, а нанотехнологий позволяют целенаправленно управлять наноструктурами, в связи с чем приобретают особое социальное значение, поскольку позволяют установить операциональные соответствия между первичными и вторичными качествами нанообъекта и детерминировать появление вторичных качеств. А окажутся они желаемыми или нет - это не всегда очевидно. Именно поэтому нанотехнологическая междисциплинарность получает социальное измерение, а трансдисциплинарность, выходящая за пределы науки и техники, предполагает исследование нанообъекта в широкой социальной сфере. Широкое применение нанотехнологий оказывает влияние не только на развитие производства, но и на внутренний мир человека, на его эмоциональные и интеллектуальные характеристики, в связи с чем и возникает необходимость философского анализа.
Идея этической нейтральности знания, которое не должно судить о морали, добре и зле, вмешиваться в политику и религию, была внесена в науку Фрэнсисом Бэконом. Он утверждал, что наука - это просто инструмент социальных изменений и познания мира [11]. Тогда эта концепция сыграла важную роль в развитии науки, освобождении её, например, от средневекового догматизма и схоластического метода её развития. Но спустя четыре века становится видно, что этот инструмент также воздействует и на того, кто им пользуется. И теперь в связи с этим необходимо напомнить: «Наука, освобождающая себя от нравственных ориентиров, может завести в очень опасные области» [90]. Некоторые события XX века этот тезис уже подтвердили. Безусловно, в наступающей эпохе нанотехнологий существует огромное количество положительных сторон. Тем не менее, необходимо обратить внимание и на оборотную сторону явления, про которую говорится намного реже, поэтому учёные XXI века должны иметь в виду некоторый отрицательный опыт своих предшественников, предвидеть новые проблемы и пытаться их избежать. Безусловно, нельзя утверждать, что все предполагаемые отрицательные последствия будут иметь место, и совсем не очевидно, что, даже если малая часть из них сбудется, то всё это произойдёт одновременно, не будет разнесено во времени на большие промежутки. Но всё же необходимо всегда иметь в виду худший сценарий развития, чтобы быть максимально готовыми и попытаться как можно своевременнее и качественнее предотвратить отрицательные последствия.
В современной литературе имеются некоторые исследования социальных последствий развития нанотехнологий, о чём говорилось в первой главе данной работы. Далее хотелось бы, в отличие от предыдущих глав, обратить внимание не на саму науку будущего, которая описана, например, в работе автора [43], не повторить результаты некоторых социальных исследований других авторов, а остановиться на некоторых других социально-этических особенностях будущего, связанных с бурным развитием нанотехнологий, на которые ещё не было обращено внимание. Из-за новизны проблемного поля практически невозможно увидеть сразу все направления исследования, возможные последствия и пути развития.
Говорить о существенности социально-этических последствий мы можем ещё и потому, что, как говорилось в главе «Онтологические проблемы нанотехнологий», появляется нанобытие, то есть созданная человеком «вторая природа», которая начинает жить уже по своим собственным законам, и её влияние на человека порой может быть более существенным, чем влияние самой природы.
Итак, наука ко второй половине XX века подошла к некому рубежу. С чем это связано? Во-первых, современные темпы развития науки связаны с увеличением количества людей на Земле. Так, за последние двести лет количество проживающих на Земле людей увеличилось в шесть раз (с миллиарда до шести). Но это лишь незначительный фактор: за это же время количество людей, занимающихся наукой, выросло, по оценкам некоторых исследователей, в пять тысяч раз (с одной тысячи до пяти миллионов). Достижения научно-технического прогресса, развитие технологий, рост масштабов производства, потребности дальнейшего развития науки и техники привели к изменениям социальной структуры общества. В свою очередь, изменённое общество по цепочке обратной связи аналогично стало влиять на технологии, их развитие и взаимодействовать с ними. Ещё одним немаловажным фактором, кстати, стало появление заказчиков научных достижений, то есть появились люди, которым стали необходимы научные достижения. Одним из условий успешного развития государства в условиях капитализма стало наличие технических достижений, и правительства и крупные частные компании стали финансово стимулировать развитие науки. Это привело к её неслыханному развитию, и теперь уже состоять в научном сообществе стало выгодно и престижно. Огромное количество открытий значительно расширяет границы и привлекает всё новых и новых людей для их изучения; ситуация принимает необратимый характер.
Научное знание, техника движутся только в одном направлении -направлении развития. Хотим мы этого или нет, но этот процесс не остановить, не развернуть и даже не замедлить, потому что наука - это не то знание, которое имеется в данный момент, а всё, накопленное за всю историю человечества; знание - это интегральное понятие. Рассматривая научно-технический прогресс, может возникнуть ассоциация с бегом или с ездой на машине на бесконечно длинной дистанции. И скорость всё время увеличивается, постепенно превращая человека из хозяина в заложника ситуации. На сколько ещё хватит сил у участника этой гонки? Русский философ Николай Бердяев говорил: «Техника, побеждая время, также вынуждает людей к ускорению ритма их собственной жизни. У человека не остаётся времени для того, чтобы задержаться в настоящем, пристально вглядеться в мгновение и задуматься, куда он движется» [Цит. по: 14, с. 75]. Ведь любое событие несёт в себе как положительные, так и отрицательные стороны, потому что суммируются как положительные, так и отрицательные последствия. Говоря о научно-техническом прогрессе, в первую очередь, возникают ассоциации с повышением комфорта, расширением человеческих возможностей.
