Нанотехнология позволит создавать разнообразные предметы различного размера, начиная от молекулярного масштаба, постепенно переходя к крупным изделиям. Новые технологии приведут к революционному изменению человеческих возможностей, как это ранее сделало развитие сельского хозяйства или появление техники. Нанотехнологии можно будет использовать даже для того, чтобы отменить многие из преобразований, привнесенных земледелием или использованием техники. Но мы, люди, существа большого размера, мы не обладаем способностью наблюдать молекулярный мир непосредственно, и это может сделать нанотехнологию трудной для визуального представления и, следовательно, трудной для понимания. Ученые, работающие с молекулами, сталкиваются с этой проблемой уже сегодня. Часто они могут вычислить, как поведут себя молекулы, но чтобы понять, почему так происходит, им необходимо что-то большее, чем простой набор цифр: им нужны фотографии, фильмы и интерактивные симуляции, и поэтому они все чаще занимаются ими. Национальный научный фонд США запустил программу «научная визуализация», в частности для того, чтобы использовать суперкомпьютеры для решения проблемы наглядного изображения молекулярного мира.
Молекулы — это объекты, которые оказывают воздействие друг на друга. Если бы ваши руки были достаточно малы, вы могли бы схватить их, сжать и ударить друг о друга. Попытка понять молекулярный мир очень похожа на изучение любого другого физического мира: это вопрос выяснения размера, формы, энергии, направления движения и тому подобного, помогающего ответить на вопрос, чем отличаются песок, вода, камни, сталь и мыльные пузыри. Современные инструменты визуализации уже сейчас дают представление о том, что станет возможным при использовании завтрашних более быстрых компьютеров и совершенных «виртуальных реальностей». Они смогут моделировать миры, которые позволят вам путешествовать там, несмотря на то, что они «существуют» только как компьютерная модель. Прежде чем обсуждать нанотехнологии и то, как они соотносятся с современными технологиями, давайте попробуем получить более конкретное представление о молекулярном мире, использовав симуляцию одного сценария. Надо отметить, что события и технологии, датируемые 1990 годом или более ранним, являются исторически точными; более поздние даты — это либо прогнозы, либо просто элементы сценария. В модели добавлены только те художественные описания, которые полностью соответствуют проектам и расчетам, основанным на стандартных научных данных, так что научные идеи в ней не являются вымыслом.
