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1959年12月29日:費曼(Richard Feynman)經典的加州理工學院講義

費曼在預期微型化與奈米科技可能發展的先見之明,是前加州理工學院校長戈伯格(Marvin Goldberger)表彰他是「20世紀物理的傑出人物」,以及麻省理工學院物理學家莫瑞森(Philip Morrison)曾說他是「當代最富創意的理論物理學家」的許多原因之一。
 
 
諾貝爾物理獎得主費曼(Richard Feynman)有許多事蹟廣為人知:熱中玩小手鼓;參與曼哈頓計劃時,在洛色拉莫士(Los Alamos)執意違反安檢制度;他決定性的國會作證,認為1986年挑戰者號太空梭災難是因O型環有缺陷;在物理研究和個人回憶方面出版了大量的著作。而就在他一系列經典的加州理工學院教學內容成為《費曼物理學講義》(The Feynman Lectures on Physics,1963年初版)的基礎之前,費曼給了一開創性的講座,討論小尺寸物體的操作與控制,標題為《底部有很多空間》(There's Plenty of Room at the Bottom)。
 
費曼(Richard Feynman)
▲費曼(Richard Feynman)

 
費曼於1959年12月上課前,科學家已成功製造出小指甲般大小的電動機,也創造出可以將主禱文寫在如大頭針針頭大小上的儀器。然而,費曼卻認為此發展在小型化的路上是「最粗糙、蹣跚的步伐」,並下結論說:「下面是一個難以置信的小世界」。他想像著將《大英百科學書》全部24冊寫在大頭針的針頭上,認為要達成此目標只須將書縮小25,000倍。

當然,費曼承認要書寫及閱讀這麼小的內容必須要改進製造技術與儀器,尤其要將當時已有的電子顯微鏡改進百倍,以便可以觀察個別的原子,但在那時只能分辨大約10埃(Ǻ)。
 
費曼堅信微型化的可能性,因為生物學充滿在小尺寸內記載許多文字的例子。他說:「生物學家都深知極小空間可以儲存大量資訊的事實…,且可解決在最小的細胞內如何儲存所有複雜生物,例如人類自己,資訊的困惑。」更何況,人類的細胞是活躍的,可以製造不同的物質、活動並儲存資訊。基於此,他想像著微小但可活動的機器(可視為今日的微機電系統)的可能性,在量子尺寸中計算,安排各別原子,也許有一天甚至可用微型活動的器械在體內開刀。

歷史已證實了費曼現在眾所周知的觀察,也已發展成奈米技術、微機電系統、量子計算、分子自組裝等熱門領域,以開創性的研究為實現費曼早期的遠見鋪路。甚至克林頓總統於2000年1月,很適當地在加州理工學院,宣布新成立的國家奈米科技計劃時,也重提聽費曼的遠見。費曼在預期微型化與奈米科技可能發展的先見之明,是前加州理工學院校長戈伯格(Marvin Goldberger)表彰他是「20世紀物理的傑出人物」,以及麻省理工學院物理學家莫瑞森(Philip Morrison)曾說他是「當代最富創意的理論物理學家」的許多原因之一。
 
(譯自APS News,2000年12月)
 
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