С другой стороны, человек стал делать и миниатюрные предметы и с прецизионной точностью обрабатывать материалы. Если характеризовать современную точность, то получается, что в наши дни человек уверенно работает в области микрометровых технологий. Один микрометр — это одна миллионная часть метра, или 1000 нанометров. Таким образом, когда говорят о нанотехнологиях, речь идет о дополнительном, более чем десятикратном уменьшении размеров изготовляемых объектов. Казалось бы, ну и что? Подумаешь, в десять раз. Не впервой. Однако такой масштаб ответственности человечество примеряет впервые.

Есть ли в природе объекты таких малых размеров? Есть! Весь живой мир на Земле создан на основе нанотехнологий. Все живое, как известно, состоит из клеток, характерный размер которых составляет 10 микрометров, то есть 10 000 нанометров. Внутри клетки имеется множество важных для ее работы органоидов, сложнейших по устройству и функциям структур, которые как раз и имеют такие размеры — от десятков до сотен нанометров, в масштабах которых собирается работать нанотехнология. Речь, следовательно, идет о создании чего-то сопоставимого с жизнью на Земле, созданной природой.

В принципе, задача построения таких миниатюрных систем — аналогов машин и механизмов — решена. С помощью техники атомно-силовой микроскопии можно сконструировать, буквально сложить из отдельных атомов, как из кирпичиков, любую заданную систему с любыми свойствами, необходимыми для решения самых разных задач — от лечения людей до освоения космоса. Такое конструирование не будет очень простым, так как физические и химические закономерности в наноструктурных объектах принципиально отличаются от закономерностей, поведения отдельного атома или среды, состоящей из большого числа атомов. Эти особенности изучаются, и нет сомнений, что методы создания наноструктурных механизмов будут совершенствоваться.

Далее возникает проблема массового производства таких объектов, которая решена природой, умеющей размножать клетки делением, и не решена человеком, но есть теоретические предположения. Это значит, что рано или поздно человечество научится производить наноустройства в необходимых количествах.

Однако самое главное, что по предлагаемым способам тиражирования такие наносистемы могут стать способными к самостоятельному развитию, как развивалась жизнь на Земле, и нет гарантий, что мы сможем управлять этим новым эквивалентом жизни, или, если хотите, новой альтернативной жизнью.

Польза некоторых из уже реализованных наноустройств, в частности широко известных нанотрубок, очевидна. И у человечества достаточно времени, чтобы подумать, где следует остановиться.

Наследственность — это присущее всем живым организмам свойство передавать в ряду поколений от родителей детям сходство форм, физиологических особенностей, обмена веществ и характера индивидуального развития. Только благодаря биологической наследственности оказывается возможным воспроизведение форм жизни из поколения в поколение. Это принципиально отличает характер развития живого мира от неживого.

Генетическая информация хранится в дезоксирибонуклеиновой кислоте — ДНК. Она записана с помощью кода, представляющего собой чередование всего четырех нуклеотидов — аденина, гуанина, тимина и цитозина. Этого алфавита из четырех букв оказывается достаточно, чтобы написать детальную инструкцию, как должен создаваться и развиваться будущий организм. Ген можно рассматривать приблизительно как параграф инструкции, описывающей важную деталь будущего организма. В целом же для человека такая инструкция записана в 23 парах хромосом, входящих в состав ядра клетки. При этом в каждой паре передана одна хромосома от отца и одна от матери.

Хромосомная наследственность подчиняется довольно строгим математическим закономерностям, часть из которых была открыта Грегором Менделем. Проявление признаков, заложенных в генотипе, может зависеть от условий среды. Так, скажем, цвета глаз или группы крови это не касается, а вот рост и вес тела сильно зависят от условий развития.

Однако в клетке есть и ДНК, входящая не в состав ядра, а в другие органеллы. Она обеспечивает неядерный механизм наследственности, который подчиняется иным закономерностям. Неядерная наследственность в основном передается по материнской линии.

Иногда термин «наследственность» применяют к передаче некоторых инфекций. Такую наследственность называют инфекционной. В тех редких случаях, когда инфекционные агенты взаимодействуют с клетками хозяина вплоть до вторжения в его генетический аппарат, отделить инфекционную наследственность от нормальной биологической практически невозможно.

Иногда термин «наследственность» применяют к передаче навыков, образования и традиций. Простейшим примером социальной наследственности служат условные рефлексы. Они не наследуются непосредственно, а заново вырабатываются каждым поколением. Однако роль биологической наследственности в скорости закрепления условных рефлексов и особенностей поведения бесспорна, поэтому в социальную наследственность входит компонент биологической.

Важность социальной наследственности трудно переоценить. По современным представлениям Homo sapiens, уступавшие в физическом развитии неандертальцам, выиграли у них эволюционное соревнование благодаря развитой речи, обеспечившей передачу информации о жизненном опыте предыдущих поколений.

В закономерностях передачи генетической и социальной информации много общего. Например, в борьбе с придуманными хакерами компьютерными вирусами используются те же принципы, что и в борьбе с биологическими вирусами.

Для многих людей термин «озоновая дыра» — символ глобальной экологической катастрофы. Чтобы понять, что это такое, обратимся к истории.

Когда в 1785 году при пропускании электрической искры через кислород голландский физик и ботаник Мартин ван Марум обнаружил новый газ озон, пахнущий грозой, никто и не думал, что без него жизнь на Земле невозможна.

Озон образуется в результате присоединения к молекуле кислорода третьего атома кислорода при воздействии электрического разряда, а также под действием ультрафиолетового излучения. Озон живет около получаса. При его распаде снова образуются молекулы кислорода и отдельные его атомы. Эти атомы способны окислить все элементы, кроме золота и металлов платиновой группы, поэтому озон убивает любые бактерии, оказываясь прекрасным дезинфицирующим средством. С конца XIX века он используется в медицине. Однако озон и очень ядовит. Его предельно допустимая концентрация в воздухе составляет 1 мг/м3.

Чем же так важен озон для земной жизни? Дело в том, что в солнечном излучении содержится мощная ультрафиолетовая составляющая, губительная для белков. В диапазоне длин волн меньше 200 нанометров она хорошо поглощается кислородом. А вот в опасном для жизни диапазоне 200–320 нанометров такого поглощения у кислорода нет. Другой основной компонент атмосферы — азот — в этом отношении совершенно нейтрален. В стратосфере на высотах от 12 до 50 км Солнце само образует и постоянно поддерживает озоновый слой, защищающий наземную жизнь. Он был обнаружен в 1913 году французскими учеными Шарлем Фабри и Анри Буиссоном при проведении спектроскопических исследований.

Из-за высокой химической активности озона, наличия потоков веществ в атмосфере и изменений солнечной активности поведение озонового слоя очень сложное. Наблюдения за его толщиной и концентрацией важны и ведутся постоянно. В 1985 году британские ученые впервые сообщили, что обнаружили над Антарктидой большое падение концентрации озона в области диаметром 1000 км, что и было названо озоновой дырой. Концентрация озона над Антарктидой уменьшается каждый год в августе и восстанавливается в декабре или январе. Над Арктикой это происходит в менее обширной области. За годы наблюдений было обнаружено и заметное уменьшение концентрации озона во всем слое. Это открытие привлекло к нему внимание.