主题：【科普知识】光 子 计 算 机 -- 不爱吱声

纳 米 技 术

物 质 将 成 为 软 件 。 不 是 印 错 了 ， 物 质 的 确 将 成 为 软 件 。 其 结 果 是 我 们 不 但 能 用INTERNET 下 载 软 件 而 且 也 能 下 载 硬 件 。 这 是 美 国 五 角 大 楼 资 助 的 研 究 中 心MITRE CORP 纳 米 （1 纳 米=1E-9 米 ） 技 术 权 威JAMESC. ELLENBOGENR 的 惊 人 之 语 。

纳 米 技 术 是 制 作 尺 度 小 于 数 百 纳 米 的 物 体 的 技 艺 。 它 的 宽 度 相 当 于 几 十 个 原 子 排 在 一 起 的 长 度 。 把 制 造 技 术 缩 小 到 这 种 程 度 ， 对 制 造 业 的 含 意 是 相 当 清 楚 的 ： 整 个 生 产 过 程 可 能 被 打 碎 重 来 。 它 将 从2010 年 由 半 导 体 产 品 开 始 ， 然 后 扩 展 到 其 它 精 致 产 品 的 制 造 ， 如 蜂 窝 电 话 中 的 电 子 器 件 。

Ellenbogen 为 物 质 是 软 件 这 个 设 想 提 出 了 发 人 深 思 的 理 由 。 他 解 释 说 ： “ 想 一 想 你 现 在 下 载 软 件 时 发 生 的 事 情 。 你 是 通 过 改 变 分 子 簇 的 磁 性 排 列 重 新 安 排 磁 盘 上 的 材 料 构 造 。 ” 如 果 计 算 机 的 内 脏 不 大 于 那 些 分 子 簇 ， 你 就 可 以 重 新 安 排 分 子 来 制 造 芯 片 。Ellenbogen 说 ： “ 研 究 人 员 已 经 在 忙 于 研 究 针 尖 那 样 大 小 的 计 算 机 ， 而 这 些 纳 米 计 算 机 的 零 部 件 比 我 们 现 在 为 了 在 磁 盘 驱 动 器 上 存 储 信 息 所 处 理 的 物 理 构 造 小 得 多 。 因 此 ， 总 有 一 天 ， 正 如 我 们 现 在 下 载 软 件 那 样 可 以 从 网 上 下 载 硬 件 。 ”

斯 坦 福 大 学 和 康 奈 尔 大 学 的 两 个 小 组 正 在 做 这 些 基 础 工 作 ， 他 们 的 工 作 是 建 立 在 十 年 经 验 的 基 础 上 的 ， 他 们 用 隧 道 扫 描 电 子 显 微 镜 和 有 关 的 工 具 来 移 动 原 子 。 第 一 个 成 果 出 现 在1990 年 ， 那 次 是IBM Almaden 研 究 中 心 的 物 理 学 家Donald Eigler ， 他 用35 个 氙 原 子 在 镍 板 上 “ 写 ” 了 “IBM ” 。

Ellenbogen 说 ： “ 一 旦 我 们 有 了 能 制 造 比 盐 粒 还 小 的 计 算 机 的 技 术 ， 我 们 就 能 够 打 开 新 局 面 。 ” 那 样 小 的 计 算 机 将 是 非 常 便 宜 的 ， 因 而 它 们 将 到 处 应 用 ： 内 衣 里 的 计 算 机 将 告 诉 洗 衣 机 水 温 应 该 是 多 高 圆 珠 笔 的 墨 汁 将 要 用 完 的 时 候 能 闪 烁 报 警 你 的 鞋 能 让 你 的 汽 车 知 道 你 正 在 走 近 ， 让 它 调 整 座 位 和 反 光 镜 并 打 开 门 锁 。

但 “ 物 质 是 软 件 ” 这 个 活 动 领 域 的 “ 大 满 贯 ” 是 纳 米 盒 。 这 是 一 种 未 来 的 复 制 机 器 ， 它 把 纳 米 技 术 创 造 与 现 在 的 所 谓 桌 上 制 造 方 法 结 合 起 来 ， 主 要 用 于 快 速 制 造 新 产 品 的 样 机 。 如 果 你 想 要 一 部 新 蜂 窝 电 话 ， 你 可 在 网 上 买 个 制 作 方 法 ， 它 将 告 诉 你 插 入 一 片 塑 料 并 把 导 电 分 子 注 入 色 粉 盒 。 纳 米 盒 将 来 回 传 送 塑 料 板 、 记 下 分 子 排 列 图 形 ， 然 后 用 电 气 方 法 指 导 它 们 把 自 己 组 装 成 电 路 和 天 线 。 下 一 步 ， 纳 米 盒 使 用 不 同 的 色 粉 增 加 一 个 袖 珍 键 盘 、 扬 声 器 和 话 筒 ， 最 后 制 造 机 壳 。

在2020 年 以 前 不 要 指 望 这 些 精 致 的 小 东 西 。 第 一 次 下 载 纳 米 级 计 算 机 电 脑 的 试 验 不 会 比2005 年 早 很 多 。 其 后10 年 ， 纳 米 制 造 系 统 可 能 是 “ 重 写 物 质 ” ― ― 初 期 生 产 芯 片 。

以 纳 米 技 术 为 目 标 的 具 体 进 展 今 年7 月 出 现 了 叫 作 纳 米 电 子 技 术 分 支 。 洛 杉 矶 加 州 大 学 和HP 实 验 室 的 一 个 小 组 公 布 了 一 个 用 分 子 自 组 装 制 造 的 所 谓 逻 辑 门 。HP 实 验 室 研 究 员Philip Kuekes 说 ： “ 下 一 步 ， 该 小 组 将 缩 小 芯 片 的 导 线 ， 目 的 是 要 在 边 长100 纳 米 的 区 域 内 创 造 芯 片 。 目 前 ， 使 芯 片 制 造 如 此 昂 贵 的 原 因 是 要 求 极 高 的 机 械 精 度 。 但 采 用 化 学 方 法 ， 我 们 就 能 像Kodak 生 产 胶 片 那 样 制 造 芯 片 ― ― 作 成 长 卷 并 切 成 小 块 。 ”

这 个 概 念 已 经 引 起 了 华 盛 顿 的 注 意 。 七 个 月 前 ，ARPA （ 美 国 高 级 研 究 计 划 署 ） 公 布 了 一 项 分 子 电 子 技 术 计 划 。 美 国 国 会 似 乎 急 于 在 纳 米 技 术 研 究 上 加 大 投 入 ， 有 一 个 要 把 目 前2 。32 亿 美 元 的 预 算 在 今 后 三 年 增 加1 倍 的 计 划 。 白 宫 会 继 续 进 行 下 去 ， 因 为 它 将 纳 米 技 术 列 为11 个 关 键 研 究 领 域 之 一 。

Ellenbogen 研 究 组8 月 中 公 布 的 最 新 成 就 是 帮 助 组 装 纳 米 制 造 系 统 的 微 型 机 器 人 的 设 计 。 目 前 它 的 长 度 将 近5 毫 米 或1/6 英 寸 。 但 估 计 这 种 机 器 人 是 用 纳 米 制 造 技 术 来 制 造 不 断 缩 小 的 机 器 人 的 。 最 终 ， 它 们 可 能 比 灰 尘 微 粒 还 要 小 。

这 样 小 的 机 器 人 可 实 现Eric Drexler 关 于 能 处 理 单 个 原 子 的 纳 米 机 器 人 的 幻 想 。 这 位Fore Sight Institute 的 始 创 始 人 在 他1986 年 出 版 的 《Engine of Creation( 创 造 的 发 动 机) 》 一 书 中 对 纳 米 技 术 的 潜 力 作 了 饶 有 趣 味 的 描 绘 。 实 质 上 是Drexler 开 创 了 纳 米 技 术 时 代 并 激 起 这 些 幻 想 ： 大 群 的 看 不 见 的 纳 米 机 器 人 在 地 毯 上 和 书 架 上 走 来 走 去 ， 把 灰 尘 拆 解 成 原 子 ， 再 把 原 子 重 新 构 成 餐 巾 、 肥 皂 或 任 何 其 它 东 西 ， 其 中 包 括 纳 米 计 算 机 。

虽 然 用 一 个 个 原 子 制 造 计 算 机 还 是 遥 远 的 梦 ， 但Ellenbogen 希 望 速 成 。 他 说 ： “ 在 近 期 ， 我 把 赌 注 押 在 分 子 电 子 技 术 上 ” 。 这 似 乎 是 个 很 好 的 纳 米 赌 博 。