КОМПЬЮТЕР-МОЛЕКУЛА?

 

За последние несколько десятилетий информационные технологии развивались чрезвычайно бурно. Менялось всё – от обрабатывающих информацию машин, методов этой обработки, способов передачи информации до самого, казалось бы, банального – способов её хранения.

Вот как раз на этом последнем мы и остановимся.

Сейчас уже мало кто помнит, что относительно недавно информация (и даже для ЭВМ!) записывалась на магнитную ленту, чаще всего, на кассету или катушку, и считывалась обыкновенным магнитофоном, подключённым к ЭВМ. Идея проста: одни микроучастки магнитной ленты намагничиваются, другие – нет, а в ЭВМ эти «перепады» интерпретируются в двоичный код. В принципе, магнитный способ запиши и сегодня используется очень широко, поменялись лишь устройства и носители, а принцип остался тот же.

Но через время появился качественно другой способ записи и хранения информации – оптический. На так называемом оптическом диске лазером «нарезаются дорожки» подобно граммпластинке. Только если на граммпластинке считывающая и записывающая головки непосредственно контактируют с носителем и взаимодействуют с ним механически, то здесь своё дело делает уже лазерный луч. Оптические диски сразу проявили свои преимущества: ёмкость повысилась в сотни раз по сравнению с магнитной дискетой, надёжность работы, механическая прочность, неподверженность воздействию магнитного поля стали дополнительными «плюсами» оптических дисков. Со временем появились оптические диски с возможностью многократной записи CD-RW, а потом и DVD-RW, в которых плотность информации повысилась ещё в 6 раз по сравнению с CD-RW.

Многие задаются вопросом: а может ли быть что-нибудь ещё «круче»?

Оказывается, может быть ещё один, качественно другой способ записи и хранения информации, который ещё пока не «доведён до ума», но уже сейчас активнейшим образом разрабатывается. Как и всё гениальное, идея проще простого, и состоит она в следующем.

Нас окружает громадное число самых разнообразных молекул. Каждая из них имеет своё пространственное строение, свою геометрию. А ведь параметры геометрии молекулы – это же информация! Расстояния между химически связанными атомами (длины химических связей), углы между двумя связями одного атома (валентные углы), торсионные углы – всё это представляет собой информацию. Если молекула состоит из n атомов, то она содержит 3n-6 параметров молекулярной геометрии. То есть если взять 100-атомную молекулу, она имеет 294 параметра. То есть теоретически только одна такая молекула может нести в себе 294 элементарных единицы информации.

Вопрос состоит в том, как можно закодировать нужную нам информацию в такой необычный вид. Другими словами, как мы можем «влиять» на молекулу, её структуру, не повреждая целостность её, т. е. не превращая её в молекулу другого вещества?

Здесь есть несколько способов, основанных на свойствах молекул.

Первое, что можно здесь предложить – это окружить нашу молекулу другими молекулами, присутствие которых способно исказить первоначальную пространственную геометрию молекулы-носителя информации. В нашей жизни такое явление встречается при растворении – молекулы растворителя обычно влияют на геометрию растворённого вещества. Трудность заключается в том, что после того, как мы сумеем окружить молекулу другими, нам надо будет уметь и их обратно разделять (т. е. «стирать запись»). А это очень сложно на таком микроуровне.

Второй способ – это подействовать на молекулу электромагнитным излучением, под действием которого молекула также может претерпевать изменения. Этот метод проще, но тоже сопряжён с определёнными трудностями.

В третьих, кто сказал, что целостность молекулы сохранять обязательно? Ведь можно на каркасную молекулу наносить или заменять на ней различные её части – функциональные группы. Вопрос только в том, чтобы потом они способны были обратимо отщепляться или заменяться на исходные. То есть здесь начинает работать синтез на молекулярном и супрамолекулярном уровне.

Как видим, когда этот способ будет разработан окончательно, один своеобразный химический «микрочип» сможет заменить десятки DVD-дисков.

Жаль только, что прежде всего это новшество послужит (капитализм же на улице!) не для удовлетворения общественных потребностей, а в первую очередь для очередной лавины обогащения компаний, которые завоюют этот рынок.

 

8.02.2005.