纳米技术系列报道之二：用单个原子制造美好世界（上）

【美国《时代》周刊１２月２日一期文章】题：用一个个原子建造一个更好的世界（作者迈克尔·克兰茨）
在加利福尼亚州芒廷维尤艾姆斯研究中心的几间办公室里，一个四人研究小组正在默默地创造着未来。如果你问项目负责人阿尔·格洛比领导的小组在干什么，他会滔滔不绝他讲出一些令人费解的科技术语。他会说，这里的人员要“模拟并描述材料和计算机硬件”，并且“证实可用程序控制而且可以复制的机器模式”。但如果对他的话不完全相信，进一步询问他的长远目标和明白易懂的东西的话，他会说，其中一个想法是“在非常小的航天器上建造性能优越的计算机”。他的意思是非常小，或许只有几千个纳米宽。
你可以想一想这种情况。是的，格洛比的想法是，最终设计出一种能够飞到其它星球上从事生产性工作的微型飞船。他很快插话说：“但你不会只发射一个，可以发射几百万个。”似乎这样说可以使他的提议更加合理。从幻想到严肃的科学活动
如果不是由于艾姆斯研究中心是送人类登月的美国国家航空航天局的一个分支机构的话，格洛比可能会被人们当作疯子不予理会。这一次美国国家航空航天局正在探索一项与以往不同的新领域：纳米技术。简单他讲，纳米技术是一门用单个原子和分子建造事物的科学，这项技术希望实现的最终目标是微型化。几十年来，科学技术一直进行着“自上而下”的微型化。人们设计了由越来越小的微型芯片驱动的越来越小的机器，里面装满了越来越小的晶体管。与此相反，纳米技术学家们相信一种“自下而上”的方法。他们说，以原子和分子为例，一般可以把它们制成大一些的物体，比如像超强度材料、设计师使用的原料，甚至还有微型机器人。纳米技术学家们的想象哪怕仅仅实现一部分，人类的未来就会变得非常富有戏剧性，他们可以使互联网络看起来就像你的有线电视机上多装的一个频道。
曾经被人们认为只是一个幻想的纳米技术已经成为一项严肃的研究活动，不仅在美国国家航空航天局，而且在美国的斯坦福大学和哈佛大学以及德国的汉堡和美因茨大学都设有研究前沿阵地。日本发起的投资两亿美元、长达十年的纳米技术研究行动或许最能有力证明这门深奥的科学具有实用价值。纳米技术概念的由来
如果人们的做法似乎有点超前的话，那么你可以考虑一下最早提出这种想法的人——已故的理查德·范曼。１９５９年，这位著名的美国物理学家在加利福尼亚理工学院的一次非正式讲话中概要讲述了纳米技术的基本概念（天才们都知道这样做的方法）。但纳米技术的真正倡导者是一位并不很显赫的，由工程师转变而成的梦想家埃里克·德雷克斯勒。现年４１岁的德雷克斯勒在７０年代中期还是麻省理工学院的一名大学生，他在科技图书馆里读到遗传工程的内容时产生了灵感。那时的生物学家们还在研究如何控制构成ＤＮＡ链的分子。德雷克斯勒想，为什么不能用原子建造无机机器呢？直到后来他才知道，范曼几乎在二十年前就已经提出了类似的看法。
这种想法让德雷克斯勒着迷，到１９７７年毕业时，他已经大大推进了这项研究。他想，为什么不建造有自行复制能力的机器呢？一台机器会变成两台，两台变成四台，然后再变成八台……这样无穷地变下去。给那些能把简单的原料加工成特定非生物制品的机器加上这个功能，他认为唯一可能的结果就是它所带来的难以想象的财富。被德雷克斯勒称为装配工的小型机器人会给饥饿的人生产无穷数量的食物，或者为无家可归的人建造无数的房屋，它们还可以在人的血管里游弋并修复细胞，从而可以防止疾病和衰老。实际上，人类有朝一日可以消遣放松一下，而纳米机器人则可以像科幻小说作家描写的那样承担世界上所有的工作。当然，也可能存在下降的趋势。从理论上讲，可以自我复制的机器可能会失去控制，消耗掉周围的物质后进行复制，然后消耗两倍数量的物质，再进行复制，这样一直到它们吃掉整个物质世界为止。是一派胡言吗？
一派胡言？这是当时多数主流科学家的反应，他们几乎没用什么时间仔细考虑德雷克斯勒的梦想或者为他的噩梦而苦恼。但是控制单个原子的朴素想法并非是如此地异想天开，几位研究人员已经着手做这件事。１９８９年，一个惊人的消息使纳米技术成为头版新闻，国际商用机器公司（ＩＢＭ）的科学家们利用扫描隧道显微镜和类似小镊子的工具移动氙原子，最后把它们拼成了这个公司著名的由三个字母构成的商标。同样是这个实验室又进一步进行了类似的微型建造活动，其中包括把一排铁原子拼成日本汉字中的“原子”二字。（上）