剖析重新審視納米技術

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摘要：納米技術作用于自然、人、社會給人類生產生活創造了很大地利益和價值。納米技術研究也造成了嚴重的后果。自然環境中某些物種開始滅絕、新的環境污染、更加嚴重的生態失衡；人文環境中人迷失自我、對生命冷漠和代際倫理困境；喪失個人歸屬感；社會環境中和平遭破壞、信息安全受到最大挑戰、人類文明備受顛覆。若以可持續發展觀、人道主義、維護正義的社會契約來指導納米技術研究盡可能的避免負面效應。

關鍵詞：納米技術；科技效應；科技規范

Re-examinethenano-technology

Abstract：Theroleofnano-technologyinthenatural,human,socialproductionandlifetohumanbeingstocreateagreatdealtotheinterestsandvalues.Nanotechnologyresearchalsoledtoseriousconsequences.Thenaturalenvironmentinthebeginningoftheextinctionofsomespecies,thenewenvironmentalpollution,amoreseriousecologicalimbalance;humanenvironmentpeoplelosethemselvesandindifferenttolifeandtheplightofinter-generationalethics;thelossofpersonalsenseofbelonging;socialenvironmentofpeacehavebeendestroyedandtheinformationsecuritybethegreatestchallengehasbeentosubverthumancivilization.Intermsofsustainabledevelopment,humanitarian,justiceofthesocialcontracttoguidenanotechnologyresearchasmuchaspossibletoavoidnegativeeffects.

Keywords:nanotechnology;technologyeffect;technologyspecification

引言

納米技術是指在納米（namometer）尺度上（百萬分之一毫米，近似于一根頭發絲直徑的千分之一，一個普通病毒的百分之一大小），利用納米粒子小尺寸小體積、表面效應，量子隧道效應（微觀粒子所具有的貫穿勢壘能力的效應，微觀量子如磁化強度量子相當于器件中的磁通道），超雙親與超雙疏遠效應（表面吸引的相吸相斥，或相抵消相溶的特殊性質）等的特性，探索包括原子、分子在內的特性和相互作用，并根據這些物質的的物性的和相互作用效果與其他學科配合，研制成各種具有人類想要的功能或形狀的產品的科學技術。納米科技的開發使得采用其加工過的產品達到人的預定目的。這種特殊技術可以極大的滿足社會生產、生活的實際需要。可以說是繼蒸汽機革命、電機革命、控制論原子能電子計算機革命之后最具說服力的新技術革命，是人類適應自然、改造自然、更好的認識自然以揭示自然本質和規律的有力工具！正如1959年諾貝爾獲得者理查德•費曼的判斷“如果我們（人類）對物質微小規模上的排列加以某種控制的話，我們就能使物質具有某種可能的特性”。納米技術真正實現了人類生產方式的飛躍。許多國家在納米技術研究上大規模的投資，努力應用這種技術創造更大的價值。來自微納電子技術的消息，2008年，Alberta的先進微系統和納米技術產品研究中心（ACAMP）總共獲得了1150萬美元的資助金，今后每年的商業活動費用均將達到200億美元。

納米技術應用成果引發了各界對這項高技術的重大關注，納米技術的社會影響力在正在擴大延伸，作用在人、自然、社會上的結果表明，這種高技術在帶來正面的效益價值的同時也會對人、自然、社會產生負面影響。

一．納米技術對自然、人、社會正面影響

人類發明了納米技術就是為了作用于自然、人、社會，使他們的性狀、功能在更大程度上符合人類生產、生活的要求。

（一）納米技術改造自然

1．豐富自然物種

一方面，在生物界。2004年，美國納米技術研究會公布成果顯示，科學家已經能夠應用納米技術深入某些物質內部，創造新的生物，成為納米層次基因工程實踐有效的例證。科學家采取納米顯微的方式移動果蠅染色體的基因，結果培育出了新的“果蠅”，這種新型的“果蠅”已經在許多根本的性狀上與普通果蠅的性狀分離，包括覓食、生活習慣、神經系統等，所以可以被定義為一種新的生物種；另一方面，在非生物界。2008年，來自北卡羅來納州大學（NCSU）、亞利桑那州大學(ASU)和馬德里康普斯頓大學的研究人員研究出了一種快速簡便的方法，即采用膠體化學方法把懸浮的納米微粒烘干到超疏水表面上來制作出具有絢麗色彩的粒子，可與自然形成的礦石的純度和精細度相媲美。研究人員稱這種微粒為“納米寶石”。“納米寶石”是納米技術豐富非生物種的一個成功先例。

2.提高能源利用率

納米粒子小體積小尺寸的表面效應，使得粒子直徑為10nm時表面原子數為原來粒子原子總數的20%，當粒子直徑為1nm時，粒子表面原子為原來粒子原子總數的99%。也就是說，當粒子直徑減小到納米尺寸大小時，表面原子數一定會大量增加，這樣就使減小到納米粒子大小的粒子表面吸收能力迅速增加。總結起來，納米大小粒子的吸附能力一定是極強的。一個經典的實驗可以證明，黃金被分割到小于光波波長的尺寸時就會失去原有光澤，表面呈黑色，其他的如鉑、鉻都具有此種特性。超小粒子把光吸附住以實現內外能量平衡。這個特性被用作吸附太陽能轉化成光能電能的工具，解決了長期以來人類被能源利用率和利用能源的渠道問題困擾的狀況。

3.提高元素回收利用率

一方面，在吸收利用上，自然界現存的蛋白質、脂肪、膳食纖維等營養成分是人和其他任何生物的生存發展所必需的。人類一直致力于如何從自然界中提取更多可為人采集利用的這些營養元素。但是這些極其有用的元素都是分子結構的，分子結構大顆粒物質在水中的溶解度特別低，因而被消化和吸收的水平就更低。將大分子降低到100-1000納米之間就可以解決這種問題。現在研制成功的，比如，納米化氨基酸、納米鈣，使得氨基酸和鈣可以被人體有效吸收。實驗證明，施過納米化肥的植物生長要比同類生物快且產品質量高；經過了納米技術處理的納米骨頭更符合小孩和老人的消化要求；另一方面，在回收利用上。水污染是科學家工作重點。2008年，美國加州大學亨利薩繆里工程和應用科學學院宣布，能用于海水淡化和廢水回收的納米反滲透膜在美研制成功。膜上的孔讓水分子穿過，留下鹽分和雜質，從而做到對海水的淡化和凈化。回收到的鹽分和雜質可以被重新利用。

（二）納米技術改造人

1.促進人的基因優化

納米技術可改變生物基因組成。通過給原始基因組添加或剪切某些基因片段就可以改變生物的性狀和功能，并可以使這種基因的變更遺傳下去（前面論述過的果蠅基因工程），當這種技術應用于人類時，同樣有效。特別在生物醫學方面，糾正某些基因組合上的不合理可以有效的防止病毒入侵。人類清楚地知道基因決定遺傳和變異，傳統方法確認基因異常引起的疾病只在單個基因攜帶信息上進行研究。應用納米技術可以調整因基因組成上的漏洞和因時代變遷所有環境因素帶來的人本身抗病毒基因的不足。幾年之內人類醫學將進入人化醫學時代，對病人情況的診斷、治療、和處理將更快更有效，更簡單更可靠，并根據個人獨特的基因圖譜進行細微處的調整，構建最優的基因模式。生物醫學納米技術在改變人類基因組成上發揮著巨大作用，特別地，對于那些“孤生類疾病”（僅僅影響人群中小部分人的習慣性或致命性疾病，發病率低于1∕2000，病因往往來自基因）的受難者有決定性的意義。這種生物醫學納米技術是符合優生學理念的，優化了的基因組織會使人類適應能力大大提高。

2.延長人的生命周期

一方面，針對可能病變的因素，人們應用生物醫學納米技術可以充分了解體細胞的DNA、RNA和蛋白質的變化，做到病理早期診斷、早期治療。D.C.Guttridge發現肌細胞需要一種稱為miR-29的分子以達到成熟狀態。橫紋細胞中含有可阻止miR-29被激活的蛋白（NF-KB蛋白）。人工提升橫紋肌肉瘤中miR-29水平將使癌細胞增值減半，并促使它們成熟，減緩腫瘤生長這種技術可以應用到其他隱性的疾病因素中，使人類也可以提早靶向根治惡性腫瘤；另一方面，利用納米粒子追蹤完全監測人體記錄所有體內環境活動。這對于鉆研病毒細胞等不利于人的細胞在人體內的活動情況非常有用。科學家通過把某種納米粒子“粘”在生物分子上，然后利用納米粒子的吸收微弱能量的發光性能研究生物分子的活動情況。比人體細胞小得多的納米粒子可以被送進人的組織、器官內，借用微光對體內照射，這樣可以達到追蹤病毒和不利于人的粒子及修復人體環境的目的。結合以上兩方面，人不再會有任何發病的可能，并且體內環境始終保持在最佳狀態，從而延長人的生命周期。

3.提高人對器官的能動性

納米級的克隆技術是一種采用人工手法進行基因的復制，通過復制客體本身的每一個細胞和基因，制出表面和內部構成都與原型完全相同的新客體。目前這種納米技術的重點轉向了克隆人體局部性征，如器官、功能性細胞等，它的原理是利用納米級粒子模仿受體的原本性狀，還原其本來面目，建構新的具有所需功能的人機體部件，以修理病變器官或更換更方便人類支配并會產生預定功能的器官，以完成替代的目的。納米技術材料的最大優點在于，得益于其單位的小體積、小表面積，因而不會被人體排斥。納米克隆技術引發了新的復制熱潮。在這項技術下研制成功的納米結構材料最常見的是人工骨、人工眼球、人工關節。現在國際上最先進的整容術就是納米克隆人體器官的實際應用之一。通過納米粒子組合，既可以直接植入假體也可以注射凝膠形成納米纖維，補全原來器官部件。這樣技術可以使人自由選擇補充原來缺少或不滿意的部位，極大的擴展了人自由選擇的范圍，可以解決有些人天生缺陷造成后天不平等的問題，給人極大的心理安慰。

（三）納米技術改造社會

1.提高戰爭效率

一方面，提高武器系統性能。現代納米技術應用于軍事重點在于利用微機電系統實現武器裝備袖珍化，以替代原先的武器裝備使武器的體積、質量、功能成千倍的提升，體現了高技術武器殺傷效能高、命中準確度高、智能化高、作戰反應速度快、戰場機動能力強的特點。①納米技術加入軍事將引發武器裝備的變革。美國新研制的納米超黑粉可達到對雷達波99%的吸收率，實現戰斗武器在地面監測中的隱身。空軍F117A隱形戰斗轟炸機的表面涂有多種納米級的吸波材料，能夠吸收雷達波使對方的地面防空探測雷達幾乎變成“瞎子”。由此，戰斗時間縮短從而極大地提高了戰爭效率；另一方面，士兵生命安全有了一定的保障。應用納米技術可以制備各種有防御功能的裝備，NanocompTechnoloqies與美國馬薩諸塞州陸軍納太科士兵中心合作開發碳納米管專利技術以增強防彈衣性能。這種防彈衣的重量是原來的幾千分之一，性能是原來的幾千倍，這樣士兵生命安全有了更進一步的保障。

2.加快社會信息化步伐

一方面，從微觀角度看，有科技文獻證明，利用納米粒子超雙親與超雙疏遠效應可使微電子和光電子的結合更加緊密，在光電信息傳輸、存貯、處理運算和顯示等方面使得光電器件的性能大大提高。將納米技術用于現有雷達信息處理上，可使其能力提高十倍至百萬倍。也就是說，納米信息傳輸材料會使原有的信息傳播準確度和速度大大增加。由此，不僅完善更新了電子網絡空間效率還保障了信息的內在有效性；另一方面，從宏觀角度看，納米粒子小尺寸、小體積特性使得電子器件不斷地向微型發展。車載廣播或電話都可以隱藏在車有手機制造商。利用65納米MobileStationModem（MSM）芯片組制造多款3G手機支持高速數據能力和先進的服務。3G及3.5G手機強調體積輕薄短小，更加省電力等性質。納米電子信息技術提高了人們查找確認信息資訊能力。實現人與信息交流零距離，使信息工具和信息資源越來越廣泛越來越充分地社會里利用，達到人對信息的全部控制。按照信息科學家鐘義信的定義，納米技術這方面應用會加快社會信息化步伐。

3.促進社會生活各方面發展

現代社會人們講究快捷、舒適、方便、高效。納米技術的出現并應用滿足了這種需求。一方面，人體機能的社會化。所謂人體機能的社會話更新是指，人體機能也緊跟社會發展的步伐，把人的自然屬性與社會屬性充分結合，充分體現當代社會文明。其中就包括科技文明。比如，在體育競技上，完全的體制較量開始偏離科技時代文化特質。Adidas就把以前僅用于汽車和航天宇宙產業的材料用于設計一款碳納米管增強的更薄更結實，具有更高的抗扭性全掌板（納米板）。使運動員感到更穩健、更舒適、更安全，在增加柔性的同時可減少能量損耗。納米技術和人的技術結合可以使人創造出更新的記錄；另一方面，社會的智能化。為了實現人們在社會上更高效的生活，人們正在采取科技手段改變原始的人與社會的這種生活環境。2008年1月12日，日本開發出一款名叫SASY的可以模仿人類的各種行為的機器人女秘書。這種機器人全面采取了納米技術，具有仿真的人體結構和高智能的機器頭腦，極大方便了人們的生活。

二、自然、人、社會受納米技術影響的負面意義

自然、人、社會受到納米技術的作用，由于本身已經具備了約定俗成的內在規范和進化變更的方式，因此會產生對納米技術直接影響的對象或方式關系的反作用。

（一）自然受納米技術改造結果

1.某些物種滅絕

自然界“各個生物群體的結合力和相互依賴程度比我們可以想象的要強得多”，非自然方式產生的納米技術新生物，要么不會被自然接受，要么在加入自然界后對其他物種排斥。事實上，如果納米技術生物遭到自然界的排斥，科學家會提取因某種片段的排斥的因子進行改造加工，直到該生物完全被自然“接受”為止。達爾文在《物種起源》中說，新物種一定會在進入自然界后對其他自有生物影響。新類型產生，許多舊類型勢必滅亡，除非物種類型可以無窮地增加，但是物種的數目是不能無限增加的。所以，只有其他生物種的滅絕或數量減少才會保證這種新引進納米技術物種的存活。非生物也是如此，人工仿制的非生物在性狀上是一致的，但是同樣也不屬于自然界非生物的一部分。如果將納米技術制造的新物種強加到自然之中，會造成自然物種的不平衡，觸發自然規律導致其他物種滅絕。