叶子植物不再比今天的太阳能电池更高效，太阳能电池超过植物很多，它带着不可食用的叶子挤进了生物圈。顽强的杂食性“细菌”可以竞争过真实细菌：它们可以像吹花粉一样传播，很快地复制，在短短几天之内使生物圈沦为尘土。危险的、可复制的基因轻易地就会变得顽强，它们微小，扩展迅速以致无法制止，至少在我们没做任何准备的情况下，就很难控制病毒和果蝇。
——埃里克·德雷克斯勒
20世纪有着许多非凡的成就，同时我们也看到技术所拥有的可怕的能力也放大了我们的毁灭性。2001年的“9·11”惨案是一个例子，技术（飞机和建筑物）被拥有破坏计划的人所利用。我们现在生活的世界拥有巨大数量的核武器（还并不是所有），足以结束星球上所有生灵的生命。
20世纪80年代以来，一个普通的学院生物工程实验室就有手段和知识可以制造出恶意的病原体，这些病原体很可能比核武器更加危险。在一次由约翰·霍普金斯大学组织的称为“黑暗冬季”的模拟实战演习中，假设在3个城市中故意散播的普通天花病毒会导致一百万人死亡。10如果这个病毒经生物工程改进能够抵御现存的天花疫苗，那么结果将会更加糟糕。这个恐怖之物于2001年在澳大利亚的一次实验中显现了出来，在这次实验中，鼠疫病毒的基因被不经意地修改，这改变了免疫系统的反映。鼠疫疫苗缺乏足够的能力来消灭这种发生改变的病毒。11在我们的历史记忆中还有其他一些危险的事件。腹股沟腺炎的瘟疫造成了1/3的欧洲人死亡，更近一些，1918年的流感造成了全世界大约2000万人死亡。12
这些威胁会阻止复杂系统（例如人类和我们的技术）的力量、效率、智能的不断加速前进吗？在这个星球上，关于复杂度增加的记录显示为一种平稳的加速，即使在长期的灾难中，这不仅有内部原因，也包括外部压力。这在生物进化（面临着诸如碰到大行星和流星的灾难）和人类历史中（曾经被一系列无止境的战争打断）都是真实的。
然而，我相信我们可以从世界对SARS（严重急性呼吸综合症）病毒的应对措施来得到一些鼓励。尽管在编写本书的时候，还不能确定SARS是否具有一种更具危害的残留物，但是看上去防范措施已经相对成功并且已经阻止了悲剧的爆发。应对措施的一部分是古老的、低技术的工具，例如隔离和面罩。
然而，这个方法脱离了高级工具是不会发挥功效的，这些高级工具最近刚刚可用。研究人员能够在31天中发现SARS病毒的DNA序列——相比较HIV的15年，这是个突破。这使得人们可以迅速开发一个有效的测试来确定病毒的携带者。另外，全球即时通信促进了世界范围内的协作，这是在病毒肆虐的古代不可能有的伟大功绩。
随着技术加速GNR的实现，我们将会看到同样纠缠的潜在因素：人类智能成倍扩大而带来的创意盛宴，其中混杂着许多严重的新危险。一个备受关注的担心是纳米机器人的无限制复制。纳米机器人技术需要数以万亿计的智能设备来工作。为了达到这个数量级，这需要它们可以自我复制，特别是需要使用与在生物界中相同的方法（也就是一个受精卵细胞如何变成数以万亿计的人体细胞）。与生物同样的，自我复制除了小差错（也就是癌症）会导致生物毁灭外，机制中的一个缺陷也会剥夺纳米机器人的自我复制——称为灰雾方案——将会危及所有的物理实体、生物或者其他。
生物——包括人类——将会成为以指数方式大量传播的纳米机器人攻击的首要受害者。纳米机器人构建的设计原理是使用碳作为主要组件。由于碳具有形成四方结构（form four-way bonds）的特性，它是一个理想的分子组装组件。碳分子可以形成直链、之字形（zigzags）、环、纳米管（管状六角形阵列）、片状、巴基球（由六边形和五边形的阵列组成的球）和很多其他形状。因为生物学同样使用碳，病理纳米机器人将发现地球的生物质是这一主要成分的理想来源。生物实体还可以提供以葡萄糖或ATP13形式存储的能量。生物质中还有诸如氧、硫、铁、钙等有用的微量元素。
一个失控的正在自我复制的纳米机器人需要多久才能够摧毁地球上的生物质？生物质碳原子秩序的数量级为1045。14一个能够复制的纳米机器人中碳原子数目的合理估计大约是106。（请注意，这种分析对这些数字的准确性不是很敏感，只是数量级上的近似。）这种恶毒的纳米机器人将需要创建10 39个自己的副本来取代生物质，这可以通过130次复制来完成（每一次都可能加倍破坏生物质）。罗伯·弗雷塔斯估计复制最少需要约100秒的时间，因此130个复制周期需要约3个半小时15。不过，实际的破坏速率将慢些，因为生物质并不会“高效”（efficiently）的安排。制约因素是破坏前方的实际行动。纳米机器人由于个体很小，不能很快移动。这可能需要数周的时间才能使得这项毁灭遍布全球。
基于这种观察，我们可以设想一个更加阴险的可能性。在一个两阶段的攻击中，纳米机器人需要几个星期才能传播到整个生物质，但只需使用了极少一部分碳原子——每万亿分之一（1015）。在此低浓度水平下，纳米机器人将尽可能地隐蔽。然后，在一个“最优”的时刻，第二阶段将会开始，种子纳米机器人将迅速扩张以破坏生物质。对于每个种子纳米机器人，复制本身数以千万亿计，只需要大概50次二元复制，约需90分钟。由于纳米机器人的分布已经遍布生物质的各个位置，破坏波的向前运动将不再是一个限制因素。
问题是没有防守，可用生物质会被灰雾迅速破坏。正如我在后面内容中讨论的，在这些情况成为可能之前，我们明显需要一个纳米技术免疫系统。这个免疫系统不仅要能对付明显的危害，而且还要能对付任何潜在危险的（隐身）复制，哪怕是一个非常低的浓度。
迈克·特瑞德和克里斯·菲恩克斯分别是纳米技术研究中心研究部的执行董事和主任，以及埃里克·德雷克斯勒、罗伯特·弗雷塔斯、拉尔夫·梅克尔和其他人都指出未来的医学营养治疗制造设备可以具有保护措施，它可以阻止纳米器件16的自我复制。我将在后面讨论一些这样的战略。然而，这种监督虽然重要，但是并不能消除灰雾的幽灵。因为有其他原因（并非制造因素）需要制作能够自我复制的纳米机器人。前面提到的纳米技术免疫系统，就需要自我复制功能，否则就无法保护我们。如我在第6章中所说，自我复制对于纳米机器人扩展自身职能并迅速超越地球是非常必要的。它也可能被用于许多军事应用。而且对抗不想要的自我复制的防卫（例如后面讲到的广播结构）可能被一个特定的敌人或入侵者破坏。
弗雷塔斯已经确定了大量灾难性纳米机器人出现的情形。17在他所谓“灰色浮游生物”的情形中，恶意机器人将会使用水下碳甲烷及溶解于海水中的二氧化碳。这些海洋资源会提供10倍于土地生物质的碳量。在他的“灰色灰尘”情形中，复制的纳米机器人使用空气中的灰尘和阳光为基本原料来制造能源。而在“灰色地衣”情形中则涉及使用岩石中的碳和其他元素。