La Preparazione Capitolo 2: la rivoluzione nanotecnologica

La preparazione: un libro sulla colonizzazione dello spazio, sulla transumanità e sulla nanotecnologia.

di Rex Stephens

La versione originale in inglese

Traduzione: Vincenzo Battista

Capitolo 2 - La rivoluzione nanotecnologica

Altri autori hanno già scritto a sufficienza a proposito dell'imminente rivoluzione nanotecnologica, ma poiché i concetti associati alla nanotecnologia restano ancora piuttosto malcompresi dalla maggior parte della gente, ne ripeterò qui i punti salienti.

Il prefisso nano della parola nanotecnologia significa un miliardesimo di metro, e si riferisce alla costruzione di strutture composte di pochi atomi e/o poche piccole molecole, che hanno appunto dimensioni prossime al miliardesimo di metro. La nanotecnologia stessa è un risultato diretto delle leggi naturali dell'universo. Tutta la vita sulla terra utilizza già una sorta di nanotecnologia, e la usa in ogni singola cellula vivente. Per cui le uniche cose che restano da discutere sono i tempi necessari perché si affacci sulla scena una nanotecnologia inventata dall'uomo, nonché quale percorso dovremmo seguire per arrivare a realizzarla e quali scelte dovremmo fare nel decidere come utilizzarla una volta che l'avremo realizzata.

Quando esaminiamo da vicino il funzionamento di una singola cellula umana, riscontriamo che non vi è coinvolto nulla di magico. Le cellule sono nulla più che macchine estremamente piccole - in assoluto le macchine più piccole che siano mai esistite - ma all'essenza sono solo macchine comuni, cieche e prive di pensiero e quasi del tutto inconsapevoli del ben più vasto corpo umano del quale sono parte, e sono perennemente impegnate a svolgere i loro compiti con assoluta ripetitività meccanica fino al momento in cui non saranno più in grado di funzionare ulteriormente. In effetti, la nanotecnologia esiste già, in una sorta di utilizzo inconscio da parte degli esseri umani. Tutto ciò che l'umanità deve fare è: riconoscere la nanotecnologia per quel che è - il nostro futuro! - e volere fermamente che la nanotecnologia esista in un mondo in cui possiamo mantenere su essa un controllo cosciente; ossia, volere la rivoluzione nanotecnologica.

La parola nanotecnologia si riferisce all'intero campo coperto dalle tecnologie che mirano a costruire oggetti materiali con controllo estremamente preciso della disposizione delle loro parti costituenti. Tale controllo è reso possibile da processi di costruzione di livello submicroscopico, di solito a livello delle singole molecole o dei singoli atomi che compongono la materia.

La parola "nanita" si riferisce ad un particolare tipo di nanotecnologia. I naniti sono minuscole macchine utilizzate per manipolare piccole quantità di materia. I naniti hanno dimensioni che vanno da quelle di un grano di polvere a quelle submicroscopiche. Alcuni naniti sono attualmente in costruzione negli USA ed in Giappone, nonché in molti altri luoghi del mondo, ma non sono ancora dotati di una progettazione sufficientemente avanzata da renderli granché utilizzabili. I naniti diventeranno, comunque, talmente utili da trasformare l'intero sistema economico, e persino la struttura sociale, di ogni paese della Terra. I naniti fabbricheranno beni di consumo mantenendo il controllo del processo di costruzione su livelli dimensionali ancor più piccoli, e con controllo di più grande precisione, di quelli attualmente possibili per le macro-macchine che usiamo oggi, e potranno perciò svolgere compiti che sono attualmente impossibili. Alcuni dei molti tipi di naniti finora ideati dall'umanità sono:

1. Naniti medicali - uno dei primi tipi di naniti che saranno utilizzati estesamente.

I naniti chirurgici potranno arrivare infine a svolgere la maggior parte della chirurgia "non d'emergenza". Un esempio di nanita chirurgico è un nanita anti-cancro. Milioni di naniti anti-cancro, ognuno della dimensione di un globulo rosso, sarebbero iniettati nel flusso sanguineo del paziente in prossimità del sito tumorale. Il nanita potrebbe essere controllato da un medico-chirurgo umano che ne guiderebbe le azioni tramite un controllo radio, oppure i naniti potrebbero essere abbastanza scaltri da svolgere il loro lavoro senza che venga detto loro detto di farlo. I naniti identificherebbero le cellule cancerose grazie alle distintive caratteristiche chimiche che ogni cellula cancerosa lascerebbe esposte alle superfici esterne di ogni nanita. A seconda di come sarà stato progettato il nanita perché svolga il suo lavoro, esso potrebbe direttamente uccidere le cellule cancerose iniettandovi una sostanza tossica, oppure potrebbe semplicemente segnarle con un marcatore chimico tale da far sì che siano le stesse difese del corpo a distruggere la cellula, o - ancora - il nanita potrebbe, congiuntamente con altri naniti, strozzare l'afflusso di sangue verso l'intera zona cancerosa ed uccidere così l'intero tumore in un colpo solo. Terminato il loro lavoro, i naniti potrebbero essere estratti inviando loro l'ordine di abbandonare il corpo del paziente attraverso un percorso prestabilito (ad esempio attraverso la puntura di una siringa posta nelle vicinanze) oppure essi potrebbero restare nel corpo del paziente per uccidere tumori futuri che dovessero eventualmente svilupparsi.

2. Nanosonde - un tipo di nanita molto importante.

Le nanosonde sono progettate per essere in grado di determinare la struttura della materia a livello submicroscopico. I microscopi ottici, per vedere, sfruttano la deflessione che i fotoni di luce subiscono quando si scontrano con la materia, ma in tal modo non possono vedere con chiarezza nessuna struttura che sia più piccola della più piccola lunghezza d'onda fra quelle di cui è composta la luce che il microscopio è in grado di utilizzare. Nessun microscopio ottico attualmente disponibile può vedere i singoli atomi, e nemmeno la maggior parte delle molecole. Le molecole molto grandi sono abbastanza grosse da essere viste sotto un microscopio ottico, ma solo nei loro contorni e mai nei loro dettagli più fini. Esistono altri tipi di microscopio, non ottici, che possono vedere le più piccole strutture della materia (in qualche caso, persino i singoli atomi), ma sono di utilizzabilità limitata a causa delle loro grandi dimensioni, e di una certa difficoltà d'utilizzo.

I naniti del tipo "nanosonda" saranno quindi molto utili, quando diventeranno disponibili. Immaginate una macchina di dimensioni molecolari che sia piccola abbastanza da strisciare lungo l'esterno di una membrana cellulare e registrare il numero, la dimensione e la composizione di ogni struttura della membrana. Un nanita potrebbe essere sufficientemente piccolo da nuotare all'interno della cellula e registrare anche tutte le sue strutture interne. Tutto ciò può essere compiuto mentre la cellula continua a vivere e funzionare. Con capacità di questo tipo, sarebbe possibile in tempi brevissimi farsi una idea esatta dei meccanismi di funzionamento della vita. Al momento dobbiamo invece avanzare delle ipotesi sulla base delle informazioni di seconda mano che siamo in grado di ottenere. Le nanosonde ci forniranno informazioni di prima mano ed in tempo reale.

Le nanosonde accelereranno enormemente il progresso della tecnologia. Con la capacità di vedere singoli atomi e molecole mentre interagiscono fra loro, i ricercatori non saranno più costretti ad ipotizzare quale sia la reazione chimica che si è appena verificata nel loro esperimento corrente, e nemmeno dovranno perdere altro tempo per progettare ed eseguire un secondo dispendioso esperimento che sia idoneo a verificare la correttezza delle loro ipotesi.

I farmaci potrebbero essere progettati più facilmente - affinché svolgano il compito desiderato - se il progettista del farmaco conoscesse come si conforma il sito recettore del farmaco o come si conforma la molecola alla quale il farmaco deve legarsi per fare il proprio lavoro. Le nanosonde mostreranno ai progettisti dei farmaci l'aspetto del sito recettore; inoltre, permetteranno loro di verificare in tempo reale se il farmaco da loro progettato si adatta appropriatamente al sito recettore; ed ancora, senza dover attendere le manifestazioni fisiche degli effetti collaterali che il corpo intero subirà a seguito dell'azione del farmaco, le nanosonde mostreranno se il farmaco o i suoi metaboliti interferiscono con le operazioni svolte da qualche altro macchinario al lavoro dentro il corpo. Le nanosonde accresceranno anche la velocità di avanzamento del processo di approvazione dei nuovi farmaci ed al contempo renderanno obsolete le sperimentazioni mediche eseguite su cavie animali. Con la tecnologia delle nanosonde, i nuovi farmaci potrebbero essere testati su una singola cellula interna ad un singolo corpo umano, e successivamente testati su una singola cellula di ognuno degli organi della stessa persona; se il nuovo farmaco supererà questi test, si potrà essere certi che esso funzionerà correttamente su quella particolare persona. Un test nel quale invece il farmaco non riuscisse a funzionare correttamente, per il corpo della persona che l'ha sperimentato sarebbe comunque meno dannoso di una puntura d'ago su un polpastrello.

3. Naniti di sequenziamento genetico

I progressi della tecnologia dei naniti dipenderanno, inizialmente, dalle nostre capacità di sequenziamento dei geni. La maggior parte dei naniti di prima e di seconda generazione saranno forme di vita artificiale create all'interno di un organismo vivente da altri naniti sequenziatori di geni. La prima generazione di queste forme di vita artificiale sarà composta da naniti di un tipo particolare, ossia da batteri opportunamente modificati. Il DNA di un batterio verrà alterato passo dopo passo, fino ad ottenerne un microrganismo dotato delle abilità con cui i progettisti del nanita vorrebbero equipaggiarlo per metterlo in grado di svolgere pienamente il compito a cui è destinato. Il nanita risultante, vivrebbe nello stesso modo in cui vive un batterio. I naniti siffatti si moltiplicheranno fabbricando copie di se stessi, sapranno estrarre energia dall'ambiente circostante, avranno metodi propri di locomozione, e saranno dotati di una piccola memoria - nonché delle capacità di risolvere alcuni problemi correlati al compito per il quale sono stati progettati.

La prima generazione di naniti sequenziatori di geni esiste già oggi, sebbene solo in condizioni di laboratorio. Si tratta di virus progettati per individuare uno specifico gene interno al genoma ed alterarne le sequenze. Attualmente, ci si riferisce a tali virus paragonandoli a forme di vita artificiale (piuttosto che chiamarli "naniti"). In quanto costrutti artificiali, essi sono suscettibili di brevetto. Tali forme di vita artificiale hanno in qualche caso raggiunto uno stadio di sviluppo tecnologico tale da rendere possibile inserirle in un programma di sperimentazione clinica, e non passerà molto tempo prima che divengano d'impiego comune in applicazioni interne alle normali istituzioni mediche o agricole.

La tecnologia usata per produrre la prima generazione di forme "nanite" di vita artificiale migliorerà rapidamente. Non ci vorrà molto prima che venga inventata una prima generazione di forme di vita artificiale capace di creare altre forme di vita artificiali appartenenti alla sua - più versatile e sofisticata - seconda generazione. Dopo svariate generazioni di costanti migliorie di tali forme di vita artificiale, le quali saranno infine etichettabili come "naniti" a pieno titolo, avremo oramai raggiunto la capacità di monitorare il progresso della trasformazione genetica operata dai naniti mentre questi sono al lavoro; ad esempio, si potrebbe monitorare passo-passo l'attività di un nanita che, allo scopo di ripristinare la normalità dei livelli d'insulina in un paziente diabetico, sia progettato per resequenziare i geni interni alle cellule pancreatiche. Un tale nanita non solo sarebbe capace di riprogrammare i geni delle cellule pancreatiche perché producano insulina, ma sarebbe anche capace di monitorare il livello d'insulina del paziente per sospendere automaticamente il resequenziamento delle cellule del pancreas non appena l'insulina venga ad attestarsi su livelli normali.

Ovviamente, i naniti sequenziatori di geni verranno usati per una vasta gamma di altri compiti diversi, e non solo per creare forme di vita artificiali nanite. Essi renderebbero possibile la progettazione perfetta di un nascituro, poiché sarebbero in grado di eseguire una attività di catalogazione e selezione delle migliori cellule spermatiche o ovulari. Una volta che uno spermatozoo ed un ovulo siano stati congiunti in una cellula zigote, l'embrione potrebbe essere bloccato in una condizione di stasi mentre è ancora nello stadio di singola cellula. Il DNA dell'embrione potrebbe essere resequenziato per dare al bambino qualsiasi nuova caratteristica desiderata dai suoi genitori, rimuovendo al tempo stesso ogni eventuale imperfezione originariamente presente nel DNA dell'embrione.

I naniti di sequenziamento genetico sarebbero inoltre utilizzati per correggere malattie genetiche o anche per costruire "su richiesta" anticorpi artificiali: non sareste mai più ammalati. Il modello definitivo di nanita sequenziatore di geni sarà piccolo abbastanza da poter strisciare lungo la doppia elica del DNA e confrontarne la sequenza di basi appaiate con una copia di riferimento (una copia "master") salvata nella sua memoria. Quando il nanita troverà un'interruzione nel filamento di DNA, o troverà una coppia di basi non corrispondente alla sequenza corretta, riparerà il danno andando a ricongiungere il filamento interrotto di DNA o tagliando via la coppia di basi errata per sostituirla con un'altra. Con un sequenziatore di DNA così avanzato potresti fare del tuo corpo qualsiasi cosa desideri: potresti invertire la tua età fisica riportandola ad una qualsiasi età desiderata e mantenere il corpo su quella età per tutto il tempo che vuoi. Vuoi muscoli sviluppati, possenti ed appariscenti? Puoi ottenerli! Se invece vedi una faccia che ti piace, puoi spiegare al tuo sequenziatore di geni quel che vuoi ottenere e, nell'arco di pochi giorni, il tuo volto avrà l'aspetto che hai scelto, senza alcuna operazione, dolore o problema. Vuoi diventare un po' più intelligente? Ok, questa è una cosa un po' più difficile da realizzare ma è pur sempre qualcosa che può realizzarsi davvero. Sei un uomo ma in realtà vorresti essere donna - completamente donna, fino al livello dei tuoi stessi geni? O magari vorresti essere un cane, o un dinosauro? Tutte cose tranquillamente realizzabili, sebbene potrebbe occorrere un po' più di tempo per completare trasformazioni di questo tipo.

Sfortunatamente, i sequenziatori di geni saranno usati anche per creare super-armi biologiche. Cosa ancor peggiore, a creare super-armi biologiche non sarebbero solo le forze militari. La tecnologia è così versatile che gruppi terroristici, o persino singoli individui, sarebbero in grado di costruire armi di questo tipo. Si immagini una persona, impiegata in un laboratorio di genetica, che venga licenziata dal suo lavoro. Nel suo ultimo giorno di lavoro, costui ruba un "unico" - e quindi impossibile da rilevare - nanita. L'uomo si porta a casa il nanita per fargli resequenziare un comune virus innocuo ed aggiungere ad esso alcune sequenze genetiche "maligne" provenienti magari da un progetto genetico a cui lui stesso ha lavorato un paio d'anni prima e delle quali ha conservato le specifiche in una copia salvata sul computer di casa propria. Egli mette il virus in coltura, e rilascia un buon numero di copie del virus nel sistema d'areazione del suo ex-luogo di lavoro. I suoi ex-colleghi non si ammalano fino a che non trascorre abbastanza tempo da permettere loro di tornare a casa ed infettare le loro famiglie. I loro familiari non si ammalano fino al giorno successivo - quando oramai sono in ospedale, a scuola, al lavoro o a far spese - e dovunque essi vadano infettano tutti coloro con cui vengono a contatto. Prima ancora che qualcuno abbia il tempo di accorgersene, si scatena una epidemia mondiale causata da un nuovo tipo di virus assassino, un tempo innocuo. Esiste un'unica persona che sa da dove provenga il virus. E non esiste alcuna cura per il nuovo virus, indipendentemente dal fatto certi individui riuscirebbero a sopravvivergli comunque. Le persone che originariamente avevano progettato il virus, probabilmente non avevano mai avuto l'intenzione di sterminare il 20% della popolazione umana della Terra (o magari avevano in mente proprio questo), ma la nefandezza è ormai compiuta ed il mondo è impreparato a trattare con questo nuovo tipo di minaccia.

4. Naniti di computazione - una rivoluzione nella rivoluzione.

I naniti dotati di capacità elaborative, trasformeranno radicalmente la rivoluzione informatica cui abbiamo assistito finora, perché cambieranno totalmente il modo in cui i computer vengono costruiti e perciò elimineranno la necessità di gran parte dei tipi di software oggi esistenti ed imporranno un nuovo corso a tale rivoluzione.

Alcuni naniti di computazione saranno progettati per funzionare in modo analogo ai neuroni in un cervello organico. Essi saranno neuroni più efficienti dei loro analoghi naturali, ed ognuno di tali naniti avrà incorporata entro di sé una piccola quantità di memoria, nonché un minimo di programmazione. Proprio come i neuroni naturali, i naniti computazionali possono essere disposti in "reti" neurali allo scopo di imitare le funzionalità di un cervello organico. I naniti computazionali, però, non sarebbero costretti a restare in una particolare configurazione. Per ogni problema che i naniti si trovassero di volta in volta ad affrontare, essi potrebbero ridisporre se stessi in configurazioni che, al fine di risolvere in maniera più efficiente quel dato problema, sono migliori di quella originaria. I computer costruiti con reti di naniti computazionali funzioneranno in modo piuttosto differente rispetto ai computer che usiamo attualmente. All'interno di un computer costruito con naniti computazionali, un gruppo di circa un miliardo di submicroscopici naniti di computazione potrebbe essere dedicato alla implementazione di una rete neurale basata su uno schema analogo ad una rete organica, mentre un gruppo adiacente potrebbe essere costituito da 200 milioni di naniti disposti secondo uno schema analogo ad un odierno computer digitale, ed un altro gruppo ancora - composto da circa mille miliardi di naniti - potrebbe avere una disposizione secondo uno schema analogo a quello di un computer altamente parallelo; infine, altri gruppi contigui di naniti potrebbero eventualmente anche essere disposti in modi che noi umani non abbiamo ancora immaginato, poiché grazie alle sue stesse caratteristiche interne - hardware, memoria e programmazione - ogni nanita di computazione saprà ritornare in uscita una grande varietà di tipi di segnali in risposta ad un tipo qualunque di segnale d'ingresso.

I differenti gruppi di naniti computazionali che compongono il computer, prenderebbero il posto dell'odierno software. Quest'ultimo, dopo tutto, è solo un modo per descrivere un percorso che il computer deve seguire per risolvere un problema. Quindi, in un computer composto da naniti di computazione, grazie alla capacità di questi di disporsi da soli in qualsiasi configurazione sia utile alla soluzione del problema, il percorso da seguire sarebbe (in parte) fisicamente "cablato" sotto forma di reti di naniti di computazione. Dal punto di vista funzionale, i percorsi semi-cablati di un computer a naniti computazionali sarebbero molto simili ai percorsi semi-cablati delle reti di neuroni di un cervello organico, ed i cervelli organici sono effettivamente provvisti di ben poco software; la maggior parte di quel che può fare un cervello deve essere appreso.

Se la struttura delle opportune parti di un cervello biologico auto-consapevole, ad esempio un cervello umano, venisse copiata e riprodotta in forma di rete di naniti computazionali, un computer formato da naniti computazionali potrebbe indubbiamente essere dotato di una sua auto-consapevolezza.

I computer basati sui naniti di computazione saranno costruiti anche tramite un processo molto diverso da quello usato per costruire i computer odierni. I naniti componenti il computer saranno costruiti da altri tipi di naniti. La maggior parte dei tipi di naniti computazionali di prima generazione saranno fabbricati all'interno di organismi viventi da naniti di sequenziamento genetico. I naniti computazionali così realizzati, saranno quindi prelevati dai loro organismi biologici ospitanti (questi ultimi saranno, probabilmente, batteri) e posti in un opportuno contenitore nel quale saranno addestrati a funzionare insieme come se componessero un computer. Un tale "baby-computer nanitico" sarebbe dotato di una programmazione iniziale estremamente esigua, poiché la maggior parte della sua programmazione dovrà essere appresa. Al computer nanitico sarebbero sottoposti vari problemi da risolvere, nonché indizi per giungere alla soluzione di tali problemi. Il baby-computer sarà ricompensato quando fornirà le risposte esatte, mentre sarà persino punito quando fornirà soluzioni sbagliate. Al completamento di questo addestramento di base, il computer sarà pronto per essere venduto e toccherà al suo nuovo proprietario completare il suo addestramento.

Si potrebbe incorporare un computer nanitico all'interno di un giocattolo per bambini. Il giocattolo crescerà ed imparerà assieme al bambino, man mano che questo giocherà e risolverà problemi assieme al computer del giocattolo. Il giocattolo fornirà anche protezione al bambino, avvisando i genitori quando il bimbo farà qualcosa di pericoloso o si troverà in qualche modo in pericolo. Una volta che il bambino sarà cresciuto, il computer potrà essere commutato da compagno di giochi e protettore, a compagno della vita più adulta. Il computer di una data persona non verrà messo da parte mai, durante l'intera durata della vita della persona stessa. Il computer non avrà mai bisogno di essere rimpiazzato da un altro computer, almeno finché il suo compagno umano provvederà alla sua periodica manutenzione e al suo periodico aggiornamento e così facendo lo manterrà sempre prossimo ai limiti correnti della tecnologia dei naniti computazionali.

Un altro membro molto importante del gruppo di naniti computazionali è il nanocomputer. I nanocomputer sono computer estremamente piccoli, talmente piccoli che potrebbero anche essere incorporati in quasi tutti i tipi di naniti avanzati, allo scopo di essere usati come "cervelli" dei naniti stessi. Sebbene così piccoli, i nanocomputer saranno dotati di capacità d'elaborazione davvero impressionanti. I processori principali dei nanocomputer lavoreranno solitamente a velocità maggiori di mille miliardi di operazioni al secondo; la loro memoria potrebbe facilmente superare 1 gigabyte; e l'insieme funzionale costituito dal nanita più il suo nanocomputer potrebbe essere reso più piccolo di un singolo globulo rosso sanguineo. Non tutti i naniti avrebbero bisogno di capacità elaborative tanto impressionanti; la maggior parte dei naniti potrebbero svolgere i loro compiti con capacità di calcolo di gran lunga inferiore di quella suddetta. I naniti dotati di cervello che saranno i più piccoli in assoluto, avranno dimensioni pari a quella di una grossa molecola, ma persino tali naniti potrebbero comunque essere equipaggiati con 10 kilobyte di memoria e con processori da più di 1000 miliardi di operazioni al secondo, il che li doterebbe di una intelligenza equivalente a quella di una formica.

5. Il gruppo nanitico di fabbricazione - il metodo definitivo di fabbricazione di qualsiasi cosa si possa immaginare.

Il nanita di fabbricazione definitivo è un "impilatore" di atomi, ossia un qualcosa che sarà capace di costruire assolutamente qualsiasi oggetto semplicemente grazie alla progressiva aggiunta, uno dopo l'altro, degli atomi costituenti l'oggetto.

("Impilatore di atomi" è un nome in qualche modo inadeguato. Dire che si sta costruendo un accumulo progressivo di atomi significa infatti descrivere un compito, e non significa descrivere il modo in cui il compito stesso viene svolto. Una pila di atomi sarebbe inutilizzabile per praticamente tutti gli scopi possibili. Affinché dalla progressiva accumulazione di atomi possa derivare qualcosa di utile, è necessario che gli atomi formino fra loro dei legami chimici. Quindi, i naniti di impilamento d'atomi non si limiteranno a spostare ed accumulare atomi, ma creeranno anche opportuni legami fra questi). Migliaia di miliardi di naniti impilatori d'atomi sarebbero utilizzati all'unisono, sotto il controllo di nanocomputer ed alimentati dall'energia prodotta da nanotecnologia per la produzione energetica. I naniti di costruzione demoliranno completamente qualsiasi economia sia stata concepita dall'uomo. Potresti prendere dei naniti impilatori d'atomi e dar loro un mucchio di spazzatura e una bistecca ben cotta completa di contorno, e dargli anche le istruzioni per creare, entro un tempo stabilito, sei piatti identici con bistecca e contorno. Un gruppo di naniti-emulatori prenderebbe la bistecca originale come sorgente dello schema costruttivo. Altri naniti si approvvigionerebbero degli atomi giusti rovistando nel mucchio di spazzatura, e passerebbero questi atomi - da nanita a nanita - fino ad altri naniti impegnati nella costruzione di sei bistecche-copia. I sei gruppi di naniti di costruzione che assemblano le sei bistecche (ognuno contenente un milione di miliardi di miliardi di naniti) depositerebbe ogni atomo della bistecca, un atomo dopo l'altro, al suo giusto posto, ossia al posto specificato dai naniti-emulatori impegnati nel disassemblamento della bistecca originale. Su scala atomica, l'intero processo descritto si svolge a ritmi estremamente rapidi. Perciò, ogni nanita può posizionare più di un milione di atomi in un solo secondo. Le sei bistecche sarebbero pronte nel tempo stabilito, ben calde e complete di posate, piatto e tovagliolo - anch'essi nuovissimi ed appena costruiti dalla spazzatura.

I naniti impilatori d'atomi saprebbero costruire qualsiasi altra cosa tu possa desiderare. Oltre a distruggere i sistemi economici del mondo intero, saprebbero fabbricare fisicamente qualsiasi moneta, banconota o oggetto di valore. Naniti-impilatori potrebbero costruire un perfetto anello di diamanti da dieci carati utilizzando gli atomi d'oro prelevati da un dente in oro e gli atomi di carbonio prelevati da un mucchietto di sterco di cane. Gli atomi sono atomi, e la loro provenienza non ha alcuna importanza. La copia di un preziosissimo dipinto ad olio fabbricata dagli impilatori d'atomi, non solo apparirebbe identica al dipinto originale ma sarebbe oltremodo del tutto indistinguibile da esso: a tutti gli effetti essa SAREBBE il dipinto originale, eccetto per il fatto che non è stato dipinto dall'artista. Perciò, ogni oggetto fisico equivalente al denaro avrebbe ben poco valore una volta che siano disponibili naniti-impilatori d'atomi capaci di copiarlo.

Un aspetto della nanotecnologia che è molto importante è che spesso non è stato menzionato da altri libri ed articoli che si sono occupati dell'argomento, è il seguente: la nanotecnologia sarà in grado di costruire dispositivi attualmente comunissimi, ma che potranno operare sfruttando effetti basati sulle leggi della meccanica quantistica. La nanotecnologia potrà fabbricare architetture così piccole che le principali forze fisiche che agiranno su tali architetture saranno necessariamente interessate da alcuni effetti di tipo quantomeccanico. Alcune di tali architetture a livello quantistico, forniranno la base per la costruzione di computer quantici, di laser molto efficienti, di dispositivi fotovoltaici altrettanto efficienti …e forse persino di dispositivi capaci di provocare effetti in luoghi a distanze estremamente grandi e, persino, effetti in un altro tempo (forse dispositivi di propulsione per astronavi più veloci della luce?). I dispositivi di livello quantico che possono provocare effetti su grandi distanze e tempi diversi, appartengono per il momento al campo della pura speculazione. Computer quantici, o laser super-efficienti più piccoli della lunghezza d'onda da loro emessa, sono già realizzazioni concrete - o almeno lo sono in laboratorio. La nanotecnologia renderà facile la fabbricazione di questi dispositivi di livello quantico e di altri non ancora inventati, e avvicinerà la loro efficienza operativa al 100%. La nanotecnologia che opera a livello quantomeccanico permetterà capacità sbalorditive.

I naniti per la produzione d'energia, in generale genererebbero energia abbondante ed economica. L'energia infatti abbonda attorno a noi, sotto forma di calore o sotto forma di irradiazione solare.

Il problema con l'energia libera attorno a noi è che si trova in forma di calore. Per essere più precisi, essa esiste sotto forma di movimenti casuali di atomi e di molecole. Per sfruttare tali moti casuali come fonte energetica, si deve eliminare la loro casualità oppure si deve convertire l'energia termica in un'altra forma energetica - ad esempio energia elettrica. Di solito, anche l'irradiazione solare ha bisogno di essere trasferita in qualche altra, più utile, forma energetica.

I naniti per la produzione d'energia saranno in grado di assorbire energia dai fotoni, o dai campi magnetici, o persino dagli impatti accidentali fra il nanita stesso e gli atomi o le molecole circostanti. In quest'ultimo caso, l'energia di ogni impatto sarà trasferita dall'atomo o molecola impattante al nanita, ed ivi immagazzinata sotto forma di un legame chimico "allungato" o sotto forma di carica elettrica. Quando l'energia immagazzinata nel nanita raggiunge un certo valore, potrebbe essere rilasciata dal nanita sotto forma di movimento meccanico, oppure come fotone o corrente elettrica. L'energia rilasciata dal nanita sarebbe trasferita verso il sito nel quale è necessario svolgere un certo lavoro. Di fatto, i naniti produttori di energia agirebbero da minuscole pompe, eccetto per il fatto che l'energia ceduta in uscita sarebbe di solito in una forma energetica diversa dal calore.

Per la produzione massiccia d'energia, sarà probabilmente più vantaggioso un utilizzo indiretto della nanotecnologia, utilizzandola cioè per realizzare processi di costruzione di oggetti macroscopici necessari alla produzione d'energia. Infatti, i naniti per la produzione d'energia verranno utilizzati quasi esclusivamente per fornire energia a processi che necessitano di quantità d'energia molto piccole.

Si potrebbe perciò utilizzare la nanotecnologia per la fabbricazione di oggetti macroscopici al fine di produrre pannelli di conversione della luce solare in elettricità capaci di una efficienza di conversione almeno pari a 70%. La nanotecnologia per la fabbricazione di oggetti macroscopici potrebbe anche usarsi per produrre pannelli in grado di rimuovere parte della energia termica dall'ambiente circostante e convertirla in energia elettrica. Le case costruite con pannelli di questi due tipi, sarebbero energeticamente autosufficienti. Il proprietario della casa non avrebbe mai bisogno di acquistare energia elettrica, né gas da cucina o da riscaldamento. Le case costruite i ambienti caldi e desertici e dotate di questi pannelli per la produzione d'energia, non richiederebbero più centinaia di dollari al mese in elettricità per il condizionamento, ma potrebbero produrre quantità enormi di eccedenza energetica. Le città costruite con questi pannelli sarebbero trasformate da isole surriscaldate (quali attualmente sono) in isole di refrigerio, o persino in luoghi del tutto privi di qualunque variazione termica. Con quantità tanto grandi di potenza disponibile, si dovrà necessariamente verificare una accelerazione incredibile del ritmo d'avanzamento del progresso tecnologico.

Molti altri tipi di naniti incorporeranno, nelle loro caratteristiche costruttive, nanotecnologia per la produzione d'energia. In tal modo si potrà fornire al nanita l'energia di cui esso necessita per svolgere il proprio compito.

Quando gli uomini si impegneranno nel trasformare se stessi in esseri "più che umani", incorporeranno entro i loro stessi corpi nanotecnologia per la produzione d'energia. Questa particolare nanotecnologia ci libererà dalla necessità di mangiare (potremmo continuare a farlo per semplice piacere, ma non si tratterebbe più di una ineludibile necessità) e fornirà energia a tutti gli altri naniti eventualmente ospitati dal nostro corpo. Quando gli uomini compiranno il salto evolutivo verso una moltitudine di forme di vita transumane, non lo faranno restando nei nostri limitati corpi fisici attuali. I nostri nuovi corpi saranno immortali, più forti, più energici, più consapevoli, e naturalmente non limitati alla vecchia forma umana, equipaggiati di naniti per la produzione d'energia nonché d'una moltitudine d'altri naniti. I naniti incorporati nei nostri macrocorpi si occuperanno dei nostri bisogni energetici e ci doteranno del controllo perfetto su ogni funzione del corpo. E' difficile immaginare come tutto ciò potrebbe apparirci. Forse somiglierà a qualcosa come l'essere totalmente consapevole di ogni cellula del nostro corpo, e con ogni cellula a sua volta consapevole dell'essere parte di un corpo ben più vasto.

Oltre a quelle menzionate, l'umanità inventerà ed utilizzerà molti altri tipi di naniti, così come molti altri tipi di di nanotecnologia per processi di costruzione di oggetti macroscopici (NdT- nel testo originale: bulk-process nanotechnologies). E' chiaro che gli esempi qui forniti per ogni area di nanotecnologia sono relativi a tempi futuri in cui la nanotecnologia sarà oramai una tecnologia matura, e questo dovrebbe richiedere forse almeno alcune altre decadi. Ma la nanotecnologia si sta affacciando sulla scena dell'umanità più velocemente di quanto desideri la maggior parte della gente. Tutta la nanotecnologia, sia quella delle versioni primitive che quella delle versioni avanzate, possiede allo stesso tempo grandi potenziali di utilizzo costruttivo e potenziali altrettanto grandi di utilizzo distruttivo. Potrebbe essere possibile rallentare la nanotecnologia per qualche decade, ma sarebbe assolutamente impossibile sopprimere perennemente tale tecnologia.

Io credo che l'umanità sia incapace di usare responsabilmente una tecnologia tanto potente. Noi umani stiamo forse rassegnandoci a consegnare noi stessi ad un futuro, qui sulla Terra, in cui potremo solo sperare per il meglio mentre vedremo il pianeta - mano a mano che saranno sviluppati nuovi e più alti livelli di nanotecnologia - scosso ondata dopo ondata da guerra, terrore, catastrofe ambientale, collasso economico, epidemia?

La mia opinione è che gli umani dovrebbero lasciare la Terra prima che la nanotecnologia sia progredita abbastanza da eventualmente poter scatenare il suo potenziale devastante sull'ecosistema Terrestre e su noi stessi. L'uomo può costruire un numero enorme di colonie spaziali autosufficienti separate da grandi distanze. Queste colonie comunicheranno e commerceranno l'una con l'altra e con la Terra, ma le distanze fra esse tenderanno a limitare ad una singola colonia l'impatto di ogni disastro causato dallo sviluppo della nanotecnologia. Le altre colonie impareranno dagli errori della colonia disastrata. L'esistenza di colonie spaziali in gran numero servirà anche per ridurre le tensioni fra fazioni differenti dell'umanità, poiché le azioni ed i bisogni di ognuna delle fazioni non implicheranno, entro certi limiti comunque esistenti, la necessità di interferire con le altre colonie. La nanotecnologia può fornire ad ogni colonia quantità quasi illimitate di beni materiali ed a costi estremamente bassi. La Terra è un sistema chiuso; la Terra non potrà mai divenire più grande di quella che è: anche in una in una distribuzione equa dell'area di superficie terrestre, ogni persona potrebbe insediarsi entro un'area d'estensione limitata - un'estensione che rappresenterebbe pur sempre una minuscola fetta di una torta limitata - mentre esisteranno sempre persone che desidereranno più di quello che sono costretti a dividere equamente.

La nanotecnologia potrebbe creare il Paradiso in Terra; una Terra in cui ognuno avrà sempre abbastanza d'ogni cosa di cui necessita, poiché i naniti ricicleranno ogni cosa che gli umani getteranno via; una Terra in cui nessuno avrebbe bisogno di lavorare duramente per poter vivere ed in cui ognuno non avrebbe null'altro da fare se non giocare e scoprire cose nuove per l'intera durata della sua immortale vita. La nanotecnologia darebbe all'umanità il potere definitivo di trasformare a piacimento l'intera disposizione dell'universo fisico, e l'umanità di certo abuserà di tale potere. Al momento attuale, sull'intera Terra non esiste alcuna ragione perché si continui a permettere l'esistenza di gente che muore di denutrizione o a causa di governi repressivi, o di odio razziale o di capricci dei politicanti, ecc… Che razza di gente è quella capace di diffondere un virus informatico? Commettere un genocidio? Gettare il proprio figlio neonato nella spazzatura? Sparare alla cieca in una stanza affollata di gente mai vista prima? La risposta è: gente piuttosto ordinaria, gente che davvero non è in alcun modo differente da me o da te, eccetto che per le specifiche circostanze delle loro vite.

Le ragioni per cui gli uomini fanno cose tanto cattive come quelle che fanno, non potranno mai cambiare fintanto che gli uomini resteranno uomini, e la nanotecnologia renderà molto più facile per ogni uomo fare cose cattive ad altri uomini.

In ogni caso, non avremo affatto bisogno di restare umani. Potremo usare la nanotecnologia per far progredire l'umanità verso lo stadio successivo dell'evoluzione, nel quale - non desiderando più di possedere e controllare ogni cosa che vediamo - non avremo più necessità umane e non penseremo più da umani. A dispetto di quello che molte religioni insegnano, l'uomo non è fatto ad immagine di Dio. Tuttavia, dovremmo tentare di avvicinarci il più possibile ad un tale ideale.

Se utilizzata correttamente, la nanotecnologia è un passo nella giusta direzione per l'avanzamento della evoluzione umana verso il prossimo stadio, un avanzamento che ci allontanerà di molto - e definitivamente - dal punto evolutivo in cui ci troviamo oggi. E' difficile immaginare a cosa potrebbe assomigliare questo prossimo stadio evolutivo. In un tempo del nostro futuro lontano, la Terra avrà oramai raggiunto un'età troppo avanzata, e ci avrà oramai insegnato tutto quel che potevamo imparare restando nel nostro piccolo settore dell'universo; ci avrà insegnato come lasciare il nostro sistema solare per librarci attraverso lo spazio, senza usare navi spaziali ma usando solo i nostri corpi immortali nudi e liberi nello spazio. Non mangeremo più, non dormiremo più, e non berremo più - eccetto per il nostro dissetarci alla fonte della bellezza dell'universo grazie ai nostri sensi pienamente potenziati oramai capaci di vedere l'intero spettro elettromagnetico, le onde sonar, le onde gravitazionali, ed altre bellezze che non conosciamo ancora. Raggiungeremo una spiaggia distante che ci supplica di non distruggerla con un'opera di terraformazione. Non dovremo far altro che trasformare i nostri corpi per mutarli in qualcosa che possa sopravvivere nell'ambiente locale. Cammineremo per un po' su questa nuova spiaggia, nei nostri nuovi corpi, fino a che qualcos'altro, da lontano, non ci richiamerà altrove. Ed allora ci metteremo di nuovo in viaggio, sempre alla ricerca della realizzazione in noi stessi di bellezza e perfezione, e nella contemplazione della bellezza e della perfezione espressa nel cosmo attorno a noi.

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