Grey goo ( eng. grey goo ) är ett hypotetiskt domedagsscenario associerat med framgången med molekylär nanoteknik och förutsäger att okontrollerade självreplikerande nanorobotar kommer att absorbera all materia på jorden som är tillgänglig för dem [1] [2] , och utföra sina egna -reproduktionsprogram; eller biosfärens substans - biomassa : detta scenario är känt som " ekofagi " [3] .
Självreplikerande maskiner beskrevs först av matematikern John von Neumann och kallas därför ibland för von Neumann-maskiner . Termen "grey goo" användes först 1986 av nanoteknikpionjären Eric Drexler i boken Machines of Creation , [4] där Drexler varnade när han beskrev ett sådant scenario: "Vi har inte råd med någon sorts olycka med replikerande kranar [5] " [3] . 2004 sa Drexler att han på grund av hypen som hade brutit ut ångrade att han myntade termen. [6]
Vanligtvis används termen i populärpress eller science fiction . I de mörkaste postulerade scenarierna, som kräver stora, rymdkapabla maskiner , förvandlas även materia utanför jorden till grått slem. Denna term hänvisar till en stor massa av självreplikerande nanomaskiner som inte har struktur i stor skala, vilket kan eller kanske inte är som goo. Katastrof uppstår från avsiktlig aktivering av en domedagsmaskin, eller från en oavsiktlig mutation i självreplikerande nanomaskiner som används för andra ändamål men utformade för att fungera i den naturliga miljön.
Termen användes först av pionjären inom molekylär nanoteknik Eric Drexler i sin bok Machines of Creation (1986). I kapitel 4, Machines of Abundance, illustrerar Drexler både exponentiell tillväxt och inneboende begränsningar genom att beskriva nanomaskiner som bara kan fungera om speciella råvaror är tillgängliga:
Föreställ dig att en sådan replikator, flytande i en flaska med kemikalier, gör kopior av sig själv ... Den första replikatorn sätter ihop sin kopia på tusen sekunder, sedan monterar två replikatorer två till under de närmaste tusen sekunderna, nu monterar fyra replikatorer fyra till, och åtta sätter ihop åtta till. Tio timmar senare är de inte längre trettiosex, utan över 68 miljarder. Om mindre än ett dygn kommer de att väga ett ton, om mindre än två dagar kommer de att väga mer än jorden, om ytterligare fyra timmar kommer de att överstiga solens massa och alla planeter tillsammans - om inte flaskan med kemikalier är tom lång före den tiden.
Drexler beskriver grey goo i kapitel 11 ("Engines of Destruction"):
… tidiga assembler-replikatorer kan överträffa de mest avancerade moderna organismerna. "Växter" med "löv" som inte är effektivare än dagens solpaneler skulle kunna konkurrera ut riktiga växter genom att fylla biosfären med oätligt lövverk. Robusta, allätande "bakterier" skulle kunna konkurrera ut verkliga bakterier: de kan spridas av vinden som pollen, föröka sig snabbt och förvandla biosfären till damm på några dagar. Farliga replikatorer kan lätt vara för tuffa, små och snabbspridande för att vi ska kunna sluta – åtminstone inte utan förberedelser. Vi har redan tillräckligt med problem med virus och fruktflugor.
Drexler noterar att den geometriska tillväxten som möjliggör självreproduktion är i sig begränsad av tillgången på lämpliga råvaror.
Drexler använde termen "grey goo" inte för att indikera färg eller struktur, utan för att betona skillnaden mellan "överlägsenhet" när det gäller mänskliga värderingar och "överlägsenhet" när det gäller konkurrensframgång:
Medan massor av utomkontrollerade replikatorer inte behöver vara varken gråa eller slemmiga, understryker termen "grey goo" att livsförstörande replikatorer kanske inte är lika inspirerande som en enda art av kardborre. De kan vara "överlägsna" i evolutionär mening, men det gör dem inte nödvändigtvis värdefulla.
Bill Joy , en av grundarna av Sun Microsystems , tog upp detta problem i den nu berömda artikeln " Why the Future Doesn't Need Us " från 2000 i tidningen Wired . Ett direkt svar på detta arbete var en artikel av Robert Freitas , där termen "ecophagy" först användes, publicerad i april 2000 under titeln "Some Limits to Global Ecophagy by Biosimilar Nanoreplicators, with Advice to Policymakers" ( engelska. " Vissa gränser för global ekofagi av biovorösa nanoreplikatorer, med rekommendationer från allmänheten ). [3]
Han föreslog termen "ekofagi" för att beskriva ett möjligt scenario, vilket antyder att okontrollerade självreplikerande nanorobotar bokstavligen kommer att "äta" all levande materia på planeten [3] . Det bör noteras att denna term kan tillämpas på alla fenomen eller processer som radikalt kan förändra biosfären - kärnvapenkrig, en kraftig minskning av biologisk mångfald, överdriven reproduktion av en art. Sådana händelser, enligt forskare, kan leda till ekocid – det vill säga störa biosfärens förmåga att självreparera. Andra tror att de mest sannolika orsakerna till biosfärens död är mycket mer banala. De påpekar att den utvecklingsväg som mänskligheten befinner sig på (den stadiga tillväxten av den mänskliga befolkningen och den gradvisa ökningen av området för antropogent modifierade territorier) oundvikligen leder till ekocid .
2004 uppgav Drexler, upphovsmannen till termen "grå goo", att ett sådant scenario var osannolikt. I dag tror han att nanomaskiner med förmågan att replikera sig själv är osannolikt att någonsin bli utbredda [7] .
Senare reviderade Drexler sin syn på behovet av självreplikerande aggregat för utvecklingen av nanoteknik, vilket eliminerar problemet med ett sådant slumpmässigt scenario. I en artikel i tidskriften Nanotechnology hävdar han att självreplikerande maskiner är onödigt komplexa och ineffektiva för industriell produktion. I hans bok från 1992 "Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation" [8] beskrivs endast makroskopiska tillverkningssystem med fasta specialiserade automater, vars leverans av komponenter mellan vilka utförs av transportörer. Dessa överväganden kan dock inte hindra skapandet av sådana självreplikatorer av tredje part, till exempel för användning som vapen. [9]
Prins Charles begärde en rapport från Royal Society of London om de "enorma miljömässiga och sociala riskerna" som nanotekniken utgör , vilket ledde till ett ökat intresse för det gråa goo-problemet från media. Sällskapets rapport, publicerad den 29 juli 2004, anger att möjligheten att skapa självreplikerande maskiner fortfarande ligger så långt fram i tiden att den inte bör uppmärksammas av myndigheter som reglerar utvecklingen av vetenskap och teknologi. [tio]
Moderna forskare är överens om att farorna med grå slem i sina ursprungliga tolkningar är överdrivna och mycket mindre än andra faror förknippade med nanoteknik. [9] Drexler har gått långt för att flytta allmänhetens uppmärksamhet från denna olyckliga hypotetiska möjlighet till mer realistiska nanoterrorismhot och andra nanoteknikfrågor. [7]
Avsnittet behandlar ett specialfall av gråslem, då alla självreproducerande fullbordade enheter av en organism är praktiskt taget identiska med varandra, existerar materiellt från en kemisk substans och är oberoende av symbiotiska relationer med andra organismer, samtidigt som de själva är odelbara i enklare organismer.
| Problemnamn | Kärnan i problemet | Begränsningar som problemet medför |
|---|---|---|
| Energi | Skapandet av nya kemiska föreningar kräver energikostnader, denna energi måste lagras i förväg i byggmaterialet eller måste, under konstruktionen, hämtas av moderorganismen någonstans utanför. | Det är omöjligt att befolka asteroider, vars substans inte har lagrad kemisk energi, i omloppsbanor långt från solen eller i det interstellära rymden. |
| Rå | För att bygga materialkroppen i denna kultur av grå slem krävs lämpliga råvaror - speciella kemikalier, inklusive några enzymer för att de nödvändiga kemiska reaktionerna ska inträffa. Dessa enzymer måste initialt konsumeras från moderorganismen och sedan regenereras eller förnyas utifrån. | Grå slemorganismer bör kräva så få typer av råvaror som möjligt, vilket minskar möjligheten att ersätta en typ av råvara med en annan, på grund av behovet av att ha nödvändiga reserver av enzymer på moderorganismen för vilken råvara som helst. |
| faktoriellt | Förutom enzymer eller istället för dem måste kroppen använda andra fysikaliska faktorer som leder till bildandet av de kemiska föreningar den behöver, det vill säga grå slem kan endast reproduceras på en plats som har denna faktor. En sådan faktor kan vara ett smalt temperaturområde eller energitäthet av ultraviolett solstrålning eller närvaron av en speciell atmosfär och tryck i den. | Omöjligheten av enkla gråa goo-organismer Universella till hela universum . |
| Muterande | Enkla organismer, till skillnad från komplexa, har en mindre uppskattning av antalet möjliga typer av mutationer, och därmed ett mindre antal potentiellt gynnsamma mutationer. Endast mutationer som är adaptiva i en given miljö kan fixeras, vilket leder till större anpassningsförmåga av grå slem till miljön där den för närvarande reproducerar sig, men samtidigt kan förmågan att reproducera sig i andra miljöer gå förlorad. | Endast mutationer kan fixeras för större anpassningsförmåga till miljön där gråslem redan kan föröka sig, men möjligheten till mutationer kan leda till en förlust av anpassning till andra förhållanden. |
| evolutionär | Eftersom varje organism som kan fortplanta sig måste innehålla ett utbud av "halvfabrikat" för produktion av sitt eget slag, representerar den själv den mest värdefulla formen av resurs för sina egna släktingar. | Det operativa utseendet (mutagena eller artificiella) av "rovdjuriga" former av grått slem kommer att radikalt minska tillväxthastigheten, och istället för expansiv utveckling kommer evolutionär utveckling, enligt principen om "kapprustning" att ha en fördel. Dessutom är många biologiska arter (främst från svamparnas rike) kapabla att förstöra till och med till synes rent elektromekaniska anordningar för en ringa mängd ämnen som är värdefulla för dem; något med slemorganismer skulle säkert intressera någon från den existerande biosfären, vars mångfald av trofiska "intressen" kan underskattas. |
| Nanoteknik | |
|---|---|
| Relaterade vetenskaper | |
| Personligheter | |
| Villkor | Nanopartikel |
| Teknologi | |
| Övrig |
|