剖析重新审视纳米技术

摘要：纳米技术作用于自然、人、社会给人类生产生活创造了很大地利益和价值。纳米技术研究也造成了严重的后果。自然环境中某些物种开始灭绝、新的环境污染、更加严重的生态失衡；人文环境中人迷失自我、对生命冷漠和代际伦理困境；丧失个人归属感；社会环境中和平遭破坏、信息安全受到最大挑战、人类文明备受颠覆。若以可持续发展观、人道主义、维护正义的社会契约来指导纳米技术研究尽可能的避免负面效应。

关键词：纳米技术；科技效应；科技规范

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

纳米技术是指在纳米（namometer）尺度上（百万分之一毫米，近似于一根头发丝直径的千分之一，一个普通病毒的百分之一大小），利用纳米粒子小尺寸小体积、表面效应，量子隧道效应（微观粒子所具有的贯穿势垒能力的效应，微观量子如磁化强度量子相当于器件中的磁通道），超双亲与超双疏远效应（表面吸引的相吸相斥，或相抵消相溶的特殊性质）等的特性，探索包括原子、分子在内的特性和相互作用，并根据这些物质的的物性的和相互作用效果与其他学科配合，研制成各种具有人类想要的功能或形状的产品的科学技术。纳米科技的开发使得采用其加工过的产品达到人的预定目的。这种特殊技术可以极大的满足社会生产、生活的实际需要。可以说是继蒸汽机革命、电机革命、控制论原子能电子计算机革命之后最具说服力的新技术革命，是人类适应自然、改造自然、更好的认识自然以揭示自然本质和规律的有力工具！正如1959年诺贝尔获得者理查德•费曼的判断“如果我们（人类）对物质微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物质具有某种可能的特性”。纳米技术真正实现了人类生产方式的飞跃。许多国家在纳米技术研究上大规模的投资，努力应用这种技术创造更大的价值。来自微纳电子技术的消息，2008年，Alberta的先进微系统和纳米技术产品研究中心（ACAMP）总共获得了1150万美元的资助金，今后每年的商业活动费用均将达到200亿美元。

纳米技术应用成果引发了各界对这项高技术的重大关注，纳米技术的社会影响力在正在扩大延伸，作用在人、自然、社会上的结果表明，这种高技术在带来正面的效益价值的同时也会对人、自然、社会产生负面影响。

一．纳米技术对自然、人、社会正面影响

人类发明了纳米技术就是为了作用于自然、人、社会，使他们的性状、功能在更大程度上符合人类生产、生活的要求。

（一）纳米技术改造自然

1．丰富自然物种

一方面，在生物界。2004年，美国纳米技术研究会公布成果显示，科学家已经能够应用纳米技术深入某些物质内部，创造新的生物，成为纳米层次基因工程实践有效的例证。科学家采取纳米显微的方式移动果蝇染色体的基因，结果培育出了新的“果蝇”，这种新型的“果蝇”已经在许多根本的性状上与普通果蝇的性状分离，包括觅食、生活习惯、神经系统等，所以可以被定义为一种新的生物种；另一方面，在非生物界。2008年，来自北卡罗来纳州大学（NCSU）、亚利桑那州大学(ASU)和马德里康普斯顿大学的研究人员研究出了一种快速简便的方法，即采用胶体化学方法把悬浮的纳米微粒烘干到超疏水表面上来制作出具有绚丽色彩的粒子，可与自然形成的矿石的纯度和精细度相媲美。研究人员称这种微粒为“纳米宝石”。“纳米宝石”是纳米技术丰富非生物种的一个成功先例。

2.提高能源利用率

纳米粒子小体积小尺寸的表面效应，使得粒子直径为10nm时表面原子数为原来粒子原子总数的20%，当粒子直径为1nm时，粒子表面原子为原来粒子原子总数的99%。也就是说，当粒子直径减小到纳米尺寸大小时，表面原子数一定会大量增加，这样就使减小到纳米粒子大小的粒子表面吸收能力迅速增加。总结起来，纳米大小粒子的吸附能力一定是极强的。一个经典的实验可以证明，黄金被分割到小于光波波长的尺寸时就会失去原有光泽，表面呈黑色，其他的如铂、铬都具有此种特性。超小粒子把光吸附住以实现内外能量平衡。这个特性被用作吸附太阳能转化成光能电能的工具，解决了长期以来人类被能源利用率和利用能源的渠道问题困扰的状况。

3.提高元素回收利用率

一方面，在吸收利用上，自然界现存的蛋白质、脂肪、膳食纤维等营养成分是人和其他任何生物的生存发展所必需的。人类一直致力于如何从自然界中提取更多可为人采集利用的这些营养元素。但是这些极其有用的元素都是分子结构的，分子结构大颗粒物质在水中的溶解度特别低，因而被消化和吸收的水平就更低。将大分子降低到100-1000纳米之间就可以解决这种问题。现在研制成功的，比如，纳米化氨基酸、纳米钙，使得氨基酸和钙可以被人体有效吸收。实验证明，施过纳米化肥的植物生长要比同类生物快且产品质量高；经过了纳米技术处理的纳米骨头更符合小孩和老人的消化要求；另一方面，在回收利用上。水污染是科学家工作重点。2008年，美国加州大学亨利萨缪里工程和应用科学学院宣布，能用于海水淡化和废水回收的纳米反渗透膜在美研制成功。膜上的孔让水分子穿过，留下盐分和杂质，从而做到对海水的淡化和净化。回收到的盐分和杂质可以被重新利用。

（二）纳米技术改造人

1.促进人的基因优化

纳米技术可改变生物基因组成。通过给原始基因组添加或剪切某些基因片段就可以改变生物的性状和功能，并可以使这种基因的变更遗传下去（前面论述过的果蝇基因工程），当这种技术应用于人类时，同样有效。特别在生物医学方面，纠正某些基因组合上的不合理可以有效的防止病毒入侵。人类清楚地知道基因决定遗传和变异，传统方法确认基因异常引起的疾病只在单个基因携带信息上进行研究。应用纳米技术可以调整因基因组成上的漏洞和因时代变迁所有环境因素带来的人本身抗病毒基因的不足。几年之内人类医学将进入人化医学时代，对病人情况的诊断、治疗、和处理将更快更有效，更简单更可靠，并根据个人独特的基因图谱进行细微处的调整，构建最优的基因模式。生物医学纳米技术在改变人类基因组成上发挥着巨大作用，特别地，对于那些“孤生类疾病”（仅仅影响人群中小部分人的习惯性或致命性疾病，发病率低于1∕2000，病因往往来自基因）的受难者有决定性的意义。这种生物医学纳米技术是符合优生学理念的，优化了的基因组织会使人类适应能力大大提高。

2.延长人的生命周期

一方面，针对可能病变的因素，人们应用生物医学纳米技术可以充分了解体细胞的DNA、RNA和蛋白质的变化，做到病理早期诊断、早期治疗。D.C.Guttridge发现肌细胞需要一种称为miR-29的分子以达到成熟状态。横纹细胞中含有可阻止miR-29被激活的蛋白（NF-KB蛋白）。人工提升横纹肌肉瘤中miR-29水平将使癌细胞增值减半，并促使它们成熟，减缓肿瘤生长这种技术可以应用到其他隐性的疾病因素中，使人类也可以提早靶向根治恶性肿瘤；另一方面，利用纳米粒子追踪完全监测人体记录所有体内环境活动。这对于钻研病毒细胞等不利于人的细胞在人体内的活动情况非常有用。科学家通过把某种纳米粒子“粘”在生物分子上，然后利用纳米粒子的吸收微弱能量的发光性能研究生物分子的活动情况。比人体细胞小得多的纳米粒子可以被送进人的组织、器官内，借用微光对体内照射，这样可以达到追踪病毒和不利于人的粒子及修复人体环境的目的。结合以上两方面，人不再会有任何发病的可能，并且体内环境始终保持在最佳状态，从而延长人的生命周期。

3.提高人对器官的能动性

纳米级的克隆技术是一种采用人工手法进行基因的复制，通过复制客体本身的每一个细胞和基因，制出表面和内部构成都与原型完全相同的新客体。目前这种纳米技术的重点转向了克隆人体局部性征，如器官、功能性细胞等，它的原理是利用纳米级粒子模仿受体的原本性状，还原其本来面目，建构新的具有所需功能的人机体部件，以修理病变器官或更换更方便人类支配并会产生预定功能的器官，以完成替代的目的。纳米技术材料的最大优点在于，得益于其单位的小体积、小表面积，因而不会被人体排斥。纳米克隆技术引发了新的复制热潮。在这项技术下研制成功的纳米结构材料最常见的是人工骨、人工眼球、人工关节。现在国际上最先进的整容术就是纳米克隆人体器官的实际应用之一。通过纳米粒子组合，既可以直接植入假体也可以注射凝胶形成纳米纤维，补全原来器官部件。这样技术可以使人自由选择补充原来缺少或不满意的部位，极大的扩展了人自由选择的范围，可以解决有些人天生缺陷造成后天不平等的问题，给人极大的心理安慰。

（三）纳米技术改造社会

1.提高战争效率

一方面，提高武器系统性能。现代纳米技术应用于军事重点在于利用微机电系统实现武器装备袖珍化，以替代原先的武器装备使武器的体积、质量、功能成千倍的提升，体现了高技术武器杀伤效能高、命中准确度高、智能化高、作战反应速度快、战场机动能力强的特点。①纳米技术加入军事将引发武器装备的变革。美国新研制的纳米超黑粉可达到对雷达波99%的吸收率，实现战斗武器在地面监测中的隐身。空军F117A隐形战斗轰炸机的表面涂有多种纳米级的吸波材料，能够吸收雷达波使对方的地面防空探测雷达几乎变成“瞎子”。由此，战斗时间缩短从而极大地提高了战争效率；另一方面，士兵生命安全有了一定的保障。应用纳米技术可以制备各种有防御功能的装备，NanocompTechnoloqies与美国马萨诸塞州陆军纳太科士兵中心合作开发碳纳米管专利技术以增强防弹衣性能。这种防弹衣的重量是原来的几千分之一，性能是原来的几千倍，这样士兵生命安全有了更进一步的保障。

2.加快社会信息化步伐

一方面，从微观角度看，有科技文献证明，利用纳米粒子超双亲与超双疏远效应可使微电子和光电子的结合更加紧密，在光电信息传输、存贮、处理运算和显示等方面使得光电器件的性能大大提高。将纳米技术用于现有雷达信息处理上，可使其能力提高十倍至百万倍。也就是说，纳米信息传输材料会使原有的信息传播准确度和速度大大增加。由此，不仅完善更新了电子网络空间效率还保障了信息的内在有效性；另一方面，从宏观角度看，纳米粒子小尺寸、小体积特性使得电子器件不断地向微型发展。车载广播或电话都可以隐藏在车有手机制造商。利用65纳米MobileStationModem（MSM）芯片组制造多款3G手机支持高速数据能力和先进的服务。3G及3.5G手机强调体积轻薄短小，更加省电力等性质。纳米电子信息技术提高了人们查找确认信息资讯能力。实现人与信息交流零距离，使信息工具和信息资源越来越广泛越来越充分地社会里利用，达到人对信息的全部控制。按照信息科学家钟义信的定义，纳米技术这方面应用会加快社会信息化步伐。

3.促进社会生活各方面发展

现代社会人们讲究快捷、舒适、方便、高效。纳米技术的出现并应用满足了这种需求。一方面，人体机能的社会化。所谓人体机能的社会话更新是指，人体机能也紧跟社会发展的步伐，把人的自然属性与社会属性充分结合，充分体现当代社会文明。其中就包括科技文明。比如，在体育竞技上，完全的体制较量开始偏离科技时代文化特质。Adidas就把以前仅用于汽车和航天宇宙产业的材料用于设计一款碳纳米管增强的更薄更结实，具有更高的抗扭性全掌板（纳米板）。使运动员感到更稳健、更舒适、更安全，在增加柔性的同时可减少能量损耗。纳米技术和人的技术结合可以使人创造出更新的记录；另一方面，社会的智能化。为了实现人们在社会上更高效的生活，人们正在采取科技手段改变原始的人与社会的这种生活环境。2008年1月12日，日本开发出一款名叫SASY的可以模仿人类的各种行为的机器人女秘书。这种机器人全面采取了纳米技术，具有仿真的人体结构和高智能的机器头脑，极大方便了人们的生活。

二、自然、人、社会受纳米技术影响的负面意义

自然、人、社会受到纳米技术的作用，由于本身已经具备了约定俗成的内在规范和进化变更的方式，因此会产生对纳米技术直接影响的对象或方式关系的反作用。

（一）自然受纳米技术改造结果

1.某些物种灭绝

自然界“各个生物群体的结合力和相互依赖程度比我们可以想象的要强得多”，非自然方式产生的纳米技术新生物，要么不会被自然接受，要么在加入自然界后对其他物种排斥。事实上，如果纳米技术生物遭到自然界的排斥，科学家会提取因某种片段的排斥的因子进行改造加工，直到该生物完全被自然“接受”为止。达尔文在《物种起源》中说，新物种一定会在进入自然界后对其他自有生物影响。新类型产生，许多旧类型势必灭亡，除非物种类型可以无穷地增加，但是物种的数目是不能无限增加的。所以，只有其他生物种的灭绝或数量减少才会保证这种新引进纳米技术物种的存活。非生物也是如此，人工仿制的非生物在性状上是一致的，但是同样也不属于自然界非生物的一部分。如果将纳米技术制造的新物种强加到自然之中，会造成自然物种的不平衡，触发自然规律导致其他物种灭绝。