2纳米科技潜在的危害

二、纳米科技潜在的危害

当人们陶醉在纳米材料的许多新奇功能和它将给我们生活带来的美好前景时，医学界出于特殊的职业敏感性，开始冷静地考虑纳米料将对人类健康产生的深远影响。事实上，纳米技术还将在生态环境、经济、政治、伦理道德等等方面引发诸多问题，从而在社会各个层 面产生不可估量的后果，影响遍及农业、医疗、制药、计算机、国防甚至人类的文明———它将取代基因技术成为最受争议的应用技术。

1. 纳米技术对人类健康和环境的潜在危害

纳米材料作为一种人工制造的新的物质形态 , 人类对它的认识只能说刚刚开始。目前学术界大多重视发展纳米材料制备科学和工程研究 , 扩大研究对象以及发现神奇功能和新产品的开发 , 较少注意到纳米材料的特殊性对机体产生的潜在危害。

首先 , 纳米材料广泛的应用性使研究者、生产者和消费者今后将有许多机会接触纳米材料，而纳米材料的超微性提醒我们 , 应该重新认识和理解人体对颗粒性物质的吸收过程和它可能引起的生物学影响。我们知道 , 皮肤是人类阻挡外源性物质的重要屏障系统 , 它能有效地阻止宏观颗粒物经皮肤进入体内。现在人们已经能够生产粒径只有头发丝直径 1/ 7000 的金属纳米材料和粒径为0.15nm 的纳米碳。粒径如此之小的纳米粒子，完全有可能通过简单扩散或渗透形式经过肺泡和皮肤进入体内。纳米材料的另一个显著特点是表面积

大 , 粒子表面的原子数多 , 周围缺少相邻原子 , 存在许多空键 , 所以具有很强的吸附能力和很高的化学活性。与此同时 , 科学家发现药物制剂的粒径变小后 , 其毒副作用也得到不同程度的增大。常规药物被纳米颗粒物装载后 , 急性毒性、骨髓毒性、细胞毒性、心脏毒性和肾毒性明显增强, 而难溶性药物的消化道吸收率和药效与药物的粒径呈负相关关系 , 是人们已知的常识。纳米微粒是飘浮和运动的 , 它遵循布朗运动规律进入食品和人体 , 进而进入人体细胞内。产品成分中若含有氧化硅、氧化钛、氧化锰或者银 , 这些成分在人体内将“如同幽灵一样飘浮”, 如果潜伏在细胞内就有可能诱发细胞病变 , 进而可能导致癌症。这些事实提示我们 , 过去宏观物质的安全性评价结果也许不适用于它的纳米材料。

纳米材料除了比较容易进入人体之外 , 还可能比较容易透过生物膜上的孔隙进入细胞内或细胞内包括线粒体、内质网、溶酶体、高尔基体和细胞核等细胞器 , 并且和生物大分子发生结合或催化化学反应 , 使生物大分子和生物膜的正常立体结构产生改变。其结果将导致体内一些激素和重要酶系的活性丧失 , 或使遗传物质产生突变导致肿瘤发病率升高或促进老化过程。纳米材料也可能比较容易通过胎盘屏障对胚胎早期的组织分化和发育产生不良影响 ,导致胎儿畸形。

这些忧虑虽然目前仅是根据纳米材料的特殊性质推测的潜在有害作用 , 但我们目前还没有足够的证据对这些不良影响进行否定。材料变成纳米级后 , 活性更大、毒性也更大 , 其废弃产品暴露在空

气中 , 对人体将产生极大危害 , 对环境也有不可估量的破坏。科学家已经发现 , 纳米微粒在实验室动物的肺里能够累积 , 它们是否可能寄附在细菌上进入血液循环，或进入现有微粒不能进入的生命组织，纳米微粒在环境中会发生什么样的互动作用, 在环境中扩散可能带来哪些后果，滥用纳米技术大量消耗了有限的地球资源, 这将引发怎样的生态灾难？这些问题现在都还不清楚。

2 纳米技术对社会安全的威胁

对于纳米技术的担忧 , 最早出现于美国未来学家 K·埃里克·德雷克斯勒 1986 年所著的《创造的工具》一书中。德雷克斯勒不仅是一个理论家 , 而且还是一个被称为“未来研究所”的智囊团的主席。在这本书中, 他描绘了一个纳米时代的乌托邦世界, 在那里, 微型“装配工”管理着原子尺度的生产线 , 它们几乎可以制造出所有难以想像的产品来。如汽车、地毯或者是一块烤鱼片。当然 , 德雷克斯勒也设想了纳米技术的潜在威胁。最引人注目的是一种他称为“灰色忧伤”的问题。这个问题是说微型的装配工们无限度地复制它们自己 , “吃”掉了阻挡在它们前面的所有一切, 包括植物、动物以及人类。后来，德雷克斯勒又得知自复制 ———纳米机器的一个最令人恐惧的部分 ———已经远远超出了生物系统: 研究人员已经表明 , 简单的缩氨酸分子已经能够催化它们自身的复制了。美国计算机专家比尔·乔依认为 , 尽管自复制的纳米机器也许并不会很快出

现 , 但是它们正变得越来越可能出现了 , 而这意味着就是危险。虽然仅仅因为简单分子可以自复制就推断可以制造出能够自复制的复杂的纳米机器 , 在有些人看来 , 是把现有能力不恰当地外推到未来产生的逻辑跳跃。因为具有自复制能力的生物系统 , 远远大于纳米尺度 , 而且也更为复杂 , 它们具有独立的系统来储存和复制遗传信息、产生能量、合成蛋白质、运送营养物质等等。与此相比 , 病毒虽然是纳米尺度的 , 但是它们的自复制必须借助于其他有活性的细胞———即使是大自然也没有创造出纳米尺度的自复制结构来。 然而 , 乔依回应说 , 他也同意现在不可能制造出纳米机器人 , “没有人否认它超出了现有的技术 , 但是在这样一个技术飞速发展的时代 , 暂时造不出来并不能使我们高忱无忧。”他指出 , 20或30年之后 , 那些自组织化学过程与某些受控的原子进行组合后 , 就可以产生人造生物 , 这些生物可以像病毒那样对细胞进行侵害。乔依问道 , 有什么理由认为纳米机器人完全不能被制造出来呢？我们难道不应该未雨绸缪 , 在研究之前就指出它的危险性吗？

纳米技术会涵盖基因技术 , 因为在纳米的层次上 , 已经不再区分生命和非生命体 , 它覆盖了所有物质。正因为如此 , 它潜在的破坏力很强也很难预测。最危险的是纳米技术的自我催化反应 , 无需在实验室给予输入 , 就能够自己产生化学反应并不断加速。既然如此 , 是否会产生半人类、准人类或超机械化人类呢 ?

伴随新的生物细胞和人造纳米机器的出现 , 生化武器将更具侵略性和隐蔽性 , 人类可能难以与之抗衡。例如 , 纳米电子枪与纳米

探头 , 能“感觉”物体表面单个原子的结构 , 由于管径非常小 , 小到不会打扰运动中的细胞 , 可以用做生物系统的电子探头; “纳米微型军”———能像士兵那样承担各种军事任务的超微型智能武器装备。目前正在研制的主要是执行排雷和侦察监视任务、破坏敌方电子网络、信息系统、武器火控和制导系统的“间谍草”、机器虫”、袖珍遥控飞行器、“蚂蚁雄兵”和微型攻击机器人等。据美国五角大楼的武器专家预计 , 五年内将有第一批由微型武器组成的“微型军”诞生并服役 , 十年内可望大规模部署 , 届时随着纳米技术的飞跃发展 , 各种功能、各种杀伤机理的微型武器装备必将不断涌现 , 袖珍武器将可能称雄天下。

目前 , 国外许多未来学家和战略家认为 , 纳米技术会改变未来军事和战争形态: 战场更加透明。面对从太空到空中和地面层层严密高效的纳米级侦察监视网 , 人们难以察觉、防不胜防。这使得技术相对落后的国家军队将有密难保, 战场对强敌将彻底“透明” , 未曾与敌交手 , 胜败几成定局; 战争突然性将急剧增大。纳米超微颗粒的几何尺寸远小于红外及雷达波波长 , 从而为兵器的隐身技术开辟了广阔的前景 , 美国研制的超黑粉就是一例 , 它对雷达波的吸收率可达99 %。高超的隐身术 , 必将使战争更具有突发性。

3 纳米技术对伦理道德的挑战

分子大小的“万能制造机”或“原子装配机”能够运用任何材料

去合成一切生存和享用的必需品。“纳米技术是一把神奇的大雨伞 , 可以遮盖我们所能做到的一切事情。”纳米技术“不是小尺度技术的延伸，它甚至根本不该被看做是技术，而是一场认知的革命”。这场认知革命的精髓就是打破自有文明以来就遵循的“自上而下”的制造方式。首先 ,纳米技术打破了物质和信息的界限, 物质形态的差异本质上可归结为物质信息上的差异, 即任何物质只是在构成过程的起点和终点关系的不同。其次, 纳米技术的出现填平了生物和非生物之间的鸿沟, 如果将非生物物质内的原子组装成纳米机器人 , 就不能以传统的新陈代谢和繁殖能力的标准去定义生物了。但是 , 人的个性特征、性格品质、情感思想、文化积淀、社会可塑性和复杂的社会关系之间的鸿沟能够填平吗？第三 , 纳米技术能够进行人体整体复制 , 它不同于克隆技术的基因复制 , 它能复制原体身上的每一个细胞。那么复制人与原形人是否具有一样的思想和意识? 无论回答是肯定的还是否定的 , 这种复制人的出现都必然要受到社会伦理道德的根本制约。

纳米技术也许能够像大自然一样 , 在原子水平上直接生产出自己需要的任何东西 , 如通过输入118 × 1016个以上的“细胞修复机器人”修复冷冻和解冻而受损的人体和大脑细胞 , 从而达到人的永生 , 可是 , 我们允许生命的无限延长吗 ?

纳米技术对文化规范层面的挑战如今在体育比赛中已经凸显出来。在科学技术高度发展的今天 , 通过科学技术帮助人类最大限度地发挥运动极限 , 已成为现实。纳米技术是 21 世纪的主导技术之

一 , 它在竞技体育中的应用将促进运动成绩的大幅度提高 , 但由此也产生了运动员主体地位与竞赛权利、公平与平等、目的与手段等价值观念的危机。竞技体育是运动员借助一定的器械而进行的体能、技能和心理的较量。在这个过程中 ,运动员是主体 ,而器材只是不可缺少的手段。纳米技术及其他新材料技术的运用会大大改善器材的质地、性能 , 使器械在提高运动成绩方面起到意想不到的作用。但是 , 运动员的主要任务是掌握新器械还是提高技能和体能 ? 运动成绩的提高是人的胜利还是器械的胜利 ? 运动的较量是新器械的竞争还是人的体能和技能的较量 ? 运动员被器械喧宾夺主而退居到“二线”是否被变相剥夺了竞赛权利 ?当然 , 如果过去所有技术发明都被去除的话 , 那对体育来说将是一个灾难性损失 , 体育竞赛将陷入瘫痪与野蛮的状态。因此 , 我们提出这个问题并不是反对器械的高科技化 , 而是思考: 怎样在保证运动员的主体地位和竞技体育的本质的前提下使器械高科技化 , 也就是说 , 器械的高科技化是否该有一个度 ? 试想 , 撑竿的性能发生了意想不到的变化 , 跳高运动员可以轻松借助撑竿而成为空中飞人 , 这究竟是杂技还是竞技 ?其次 , 若运动成绩的提高在较大程度上依赖于器械和服装的高科技化 , 这是否会带来一些新的不公平 ? 体育竞赛历来存在着不平等性 , 例如 , 体质的优势所带来的不公平 , 它是先天的和不可避免的 , 而且这种体质优势正是参赛方在各个项目中的立足点。而器材优势则不是这样。纳米技术使器械的各项性能和设计更合乎运动员的要求 , 更利于运动成绩的提高。但是 , 纳米技术是高投入、高技术

化、高精确化的技术 , 这会使一些体育强国以其强大的国力为后盾在器械方面占据优势 , 从而长期在某个项目处于垄断地位 , 这种外在的不公平带来了竞技体育内部的不平等。纳米技术使人类在机械微型化上迈出了至关重要的一步 , 这种看不到、摸不着的超微机器是否会进而成为兴奋剂的另一种表现形式 ? 纳米技术会不会掀起新的科技崇拜高潮 , 过分依赖科技发展是否会导致以科技为目的 , 以运动为手段 , 从而背离体育运动的目的呢 ？

作为信息技术和生物技术共同基础的纳米科学技术 , 如今越来越获得广泛的人文关怀。美国在2000年提出的“国家纳米技术创议” (NNI) 中 , 就把纳米技术发展过程可能涉及的“伦理、法律和社会影响及教育培训”等方面的问题 , 列为重点支持的研究项目。这表明 ,美国政府对纳米技术发展的进程给予了人文关怀的理性态度 , 并在计划安排立项和经费上予以支持。会上 , 来自研究领域、智囊团和政府基金部门的代表们聚集在一起 , 探讨了人们对于纳米技术与日俱增的忧虑。其中 , 最受人关注的是关于纳米技术的以下社会问题: 现有的教育体系能否培养出足够的纳米技术工人？纳米技术在电子学领域的发展是否会削弱成千上万人赖以维持生计的传统工业？随着纳米技术和分子生物技术成本的日益降低 , 是否会使恐怖分子或其他小团体能更容易地去制造危险的细菌呢？其实 , 在英、德、法、欧各国的纳米技术战略计划中都有相应的体现。我国一些科学家、哲学家、法律工作者、人文学者、舆论界等有识之士 , 也开始行动起来 , 纷纷发表意见 , 从各自的角度来审视纳米技术 , 建

议各国政府宣布暂缓纳米技术的商业应用 , 并发起世界范围的社会、经济、健康环境的评估。

总而言之，纳米科技的发展的确给人类带来很多恩惠 , 推动人们加深对物质世界和生命科学的理解。但是在迅猛发展的纳米浪潮中 , 我们不能忽视任何事物都会产生的两重效果。科学史上 , 人类发现放射性物质后 , 在很长的一段时期内 , 由于只重视它的功能开发和使用 , 忽视研究它可能对人体产生的危害作用 , 未采取必要的防护措施 , 导致了放射性物质的环境污染和健康损伤事件 , 甚至连放射性物质的发明者居里夫人也不幸逝于过度接触放射线引起的白血病。因此 , 应该对纳米材料对人类的潜在影响给予足够的关注和探讨 , 为人类合理应用纳米材料提供科学依据。