納米技術給國際安全帶來哪些挑戰？
作者：張嘉樂，信息工程大學；文力浩，國防科技大學
人們常用“秋毫之末”來形容極微小的東西，但在納米科學家眼裡，“秋毫之末”也算不上微小。所謂納米技術，就是在可控制的條件下，改變原子的連接結構以創造一種新的分子，它把人類改造物質的能力提高到了一個更爲微觀、更爲神奇的層次。納米技術對電子信息、新能源、新材料、先進裝備、生物醫藥、生態環保等新興產業發展有重大的引領帶動作用，被全球公認爲21世紀最重要的、發展最快的戰略高新技術之一。如今，納米技術正在深入到科技與社會的變革領域，納米革命早已到來，但機遇與挑戰並存。《納米技術的威脅》(The threats from nanotechnology)一文由喬治亞理工學院山姆·納恩國際事務學院（The Sam Nunn School of International Affairs at the Georgia Institute of Technology）的副教授瑪格麗特 E·科薩爾（Margaret E. Kosal）發表在2019年的《原子科學家公報》(Bulletin of the Atomic Scientists)上。科薩爾的研究探索了技術、戰略和治理之間的關係，透析了關於納米技術和其他新興科學潛在擴散對國際安全造成威脅的情景，爲我們理解和探索納米技術提供了有益啓發，現將論文的主要觀點編譯如下，並做簡要評析，供讀者學習交流。
《原子科學家公報》雜誌封面
納米技術研究會對世界產生重要的積極影響。例如，發明者已經開發出控制極少量水的方法，爲發展中國家創造低成本的科學儀器。但與此同時，納米技術也帶來了風險，廉價的科學工具可能被恐怖主義團體利用，軍隊可能發展破壞穩定的隱形技術。雖然有很多理由對納米技術的未來持樂觀態度，但政策制定者也應該考慮其風險。
一個碳納米管
一、納米生化武器的防範難題
納米技術應用存在很多潛在風險，例如基於納米技術的新型生化武器；具有毒理學或有害健康的納米顆粒和納米材料；基於生物和納米技術的影響力作戰；納米技術規避疫苗、先天人類免疫系統或其他醫療對策。這些應用一旦實現，基於納米技術的生化武器極有可能會造成巨大傷害並破壞國際安全穩定。當前的防禦系統，如探測器和診斷系統，可能無法識別已經被納米技術改變或封裝的材料，納米技術會減少或使檢測、診斷和治療選項無效，從而使執法和應急響應複雜化。
二、納米隱身材料與恐怖主義
納米隱身材料基於所謂的超材料，可能會破壞現有的物體探測方法。超材料是一種具有高折射率的合成納米結構材料，具有特殊的物理特性，這意味着光在周圍流動而不是從材料表面上反射，它們通過彎曲光線來掩蓋一個物體。科學家可以開發出能夠僞裝人員、車輛、船隻或飛機的超材料，保護它們不受某些電磁頻譜的影響，讓使用者不被看見從而逃避探測。如果這一技術能夠實現並被投入實戰，自適應僞裝將徹底改變反檢測技術，並可能顯著改變現有的作戰方式。如今，超材料在很大程度上侷限於可見光或紅外光譜的特定區域，該技術的進步將擴大人類看不見的光譜部分。
美國國防承包商BAE系統公司正在開發一種基於超材料的自適應僞裝原型，稱爲自適應隱身斗篷。該公司的網站稱，人們可以用它來遮蓋車輛，該斗篷可以根據周圍環境需要調整車輛的預期外觀和溫度或模仿另一輛車。該公司聲稱，這項技術可以隱藏任何東西，從卡車到直升機，甚至建築物。雖然該技術可以隱藏車輛，使其不受紅外探測，但人們仍然能夠用肉眼看到該物體。
一種被稱爲“自我感知超材料”的新型納米材料
用於自適應僞裝的納米材料是一種會破壞軍事現狀的潛在威脅，它們可以對全球和地區霸權勢力帶來威脅。大國的優勢在於，他們有能力用導彈、飛機、裝甲和海軍艦艇等大型武器系統投射軍事力量。而恐怖組織、販運組織等則可以憑藉納米材料獲取非對稱優勢，因此它們從隱形技術進步中的獲益最大，納米材料良好的隱藏能力可以使這些團體更容易地參與恐怖主義、販運、叛亂和其他破壞穩定的活動。
當然，在某些應用中，納米材料帶來的隱形能力也將有利於維持社會穩定，比如應用於政府的秘密行動和特別行動中。非法團體可能會更多地從這種隱形能力中受益，但由於面臨技術研發的挑戰，他們在納米技術發展的中前期還難以有效利用。因此，目前只有科技強國才具備研發應用級納米技術的能力，但也必須制定對策，以限制技術擴散可能帶來的風險。
三、納米夜視技術帶來的戰略脆弱性
“夜晚是我們的”一直是美軍的口頭禪，這是因爲美軍已經普遍裝備了夜視器材，可以較好適應夜間戰鬥。在沙漠風暴行動和其他戰爭中，美國的夜視能力遠高於其對手。然而，在過去的十年裡，美國的優勢已經開始減弱，尤其是面臨來自新興大國軍事現代化帶來的挑戰。
隨着其他國家獲得夜視技術，納米技術可能通過人體增強的方式成爲人類夜視能力發展的下一個突破口。可注射的納米片尖（Nano-atennae）可能是“遊戲規則的改變者”。研究人員通過在視網膜表面植入與光感受器結合的納米顆粒，證明了經過“增強”的實驗鼠可以看到電磁光譜的近紅外部分；也就是說，他們發展了目前有限的夜視能力。據報道，納米顆粒可以保持活性長達10周，對測試對象沒有不良影響。
儘管夜視技術的使用可能代表着一種戰術優勢，但在整個軍隊中，該技術的總體錯誤使用可能會給美國這樣的國家造成戰略脆弱性。換句話說，如果其他團體或國家在夜視能力等方面超過美國，美國軍方將無法用常規手段來制衡對手。
納米機器人
四、節儉科學與技術擴散
節儉科學（Frugal Science）是科學的一個領域，旨在以低成本產生知識和技術，最初是爲了創造簡單、有用的設備，這包括設計、開發和部署資源貧乏地區的人們負擔得起且易於使用的科學儀器和技術。節儉科學的實踐者已經在用於人道主義援助、災害應對和國際發展的低成本、易於使用的技術方面取得了進展，儘管這些技術突破前景廣闊，但此類技術仍有被濫用的風險。
爲了實現節儉科學的節儉部分，科學家和發明家考慮設計低成本版本的通用實驗室設備，例如，有人開發出一種低成本的通用方法來建立和維護診斷醫學實驗室。到目前爲止，開發人員已經生產了多種低成本顯微鏡和低成本離心機，更多的設備將在未來得到發展。
節儉科學最吸引人的方面之一是其固有的低成本。此類採用節儉技術的設備其成本遠低於國營或大學實驗室使用的成本。使用節儉科學的生化武器項目的成本可能遠低於在州級計劃上花費的數億美元，例如薩達姆・侯賽因的伊拉克在其計劃上花費的1億至 2億美元或沙林毒氣背後的日本邪教組織襲擊東京地鐵花費的數百萬美元。
雖然受節儉科學啓發的工具可以幫助人道主義援助工作並提高衝突地區的穩定性，但隨着技術變得更便宜、更先進和更普遍有益，消極使用的潛力也在增加，更開放的技術的分發爲潛在的生化武器的擴散奠定了基礎。但恐怖組織會發現很難利用節儉科學來增強其整體實力，因爲他們仍然需要隱形知識和專業知識來爲可能造成大規模傷亡的武器製造生化製劑和毒素。節儉技術可以幫助小組試驗和測試他們所使用的材料，但如果一個小組對如何開發一種戰術上有效的生化武器只有初步的瞭解，就不太可能成功地開發出一種有效的武器。使用節儉科學（或任何其他方式）試驗藥劑和毒素並不等同於克服了生產武器的挑戰。
世界最小“汽車”
五、納米技術的“灰霧(Gray goo)”危機
納米技術思想家Eric Drexler在一本關於納米技術的書中引入了“灰霧”這個詞，他強調自己與自我複製納米機器人的概念保持了距離，但他仍然主張在生成納米組裝材料時考慮安全性，並且他承認“灰霧”產生的意想不到的結果。
“灰霧”是否是一次重大危機還有待商榷。像任何其他潛在武器一樣，最有可能涉及納米技術擴散風險的是政府，而不是非法團體，因爲這樣做是政治上的選擇，而不是技術上的迫切要求。
能自我複製的納米機器早在1981年就假設了從概念上模擬酶、DNA和其他生化部分的合成，但至今仍未實現。雖然曾經是技術界內部的問題猜測，但關於機械生物的分子尺度或所謂的分子組裝器的可行性的爭論在很大程度上已經超出了科學界。現在非政府團體已經成爲分子納米技術概念的主要支持者（有時也是批評者），儘管如此，分子自組裝也是絕大多數政策討論的主題，從誇大的想象中描述科學和技術應用是至關重要的。
生物學家和化學家早就認識到自組裝的潛在效用，並且在過去幾十年中積累了大量關於生化自組裝的文獻。結合納米技術的生物自組裝是納米電子學等領域的一個活躍的研究方向，但很少有嚴肅的人會擔心“灰霧”會自行聚集並淹沒人類和其他生命。
與其他新興技術一樣，很難評估納米技術的最終影響。但很顯然，有一系列涉及不同形式的納米技術的假設場景，說明了如果技術被惡意濫用的潛在威脅。即使存在技術上合理的涉及納米技術的危害場景，但在大多數情況下，它們也沒有達到被認爲是嚴重威脅的門檻。
結語
從全球範圍來看,納米技術有望帶來巨大的技術變革、產業變革和軍事變革，未來掌握並廣泛應用納米技術的國家和地區將具備核心競爭力。爲此,發達國家和主要發展中國家均高度重視納米技術創新，同時，世界各國近年均加快了納米技術應用及其產業化發展。但筆者認爲，對於納米技術的威脅，我們目前並不需要太過擔心，因爲很大程度上，納米技術是在人爲可控的情況下，重新生產自然界已經存在的一些元素。隨着對納米技術的深入研究，我們越瞭解這個系統，就越能學會趨利避害，真正利用技術造福人類。
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