费曼梦想成真
理查德·费曼是美国的一名物理学家。这位 1918 年生于纽约的杰出人物
于 1965 年与许温格和朝永振一郎一起分享该年度的诺贝尔物理学奖金。因为他们对量子电动力学的基本粒子物理学做出了杰出的贡献。
1959 年,费曼突出奇想:“原子能不能按照我们的意志个个地排列呢? 如果能做到这一点,又会产生什么样的结果呢?”当时,这只是一个美好的
梦想,谁知到了 80 年代,费曼竟然梦想成真。
1982 年,德国国际商用机器公司苏黎世实验室的宾尼和罗雷尔发明了新一代的电子显微镜——扫描隧道显微镜,它以空前高的分辨率为我们揭示了一个可直观的原子、分子世界。稍后不久,又发明了原子力显微镜,它也可“看”到原子,并且用途更为广泛。
扫描隧道显微镜不同于以往普通的显微镜,它是通过一根极细的针尖来观察物体的,因此,它的分辨率高得能够直接看到物质表面的原子结构,比电子显微镜还要高 10 多倍呢!更为惊奇的是,扫描隧道显微镜不仅能“看” 到原子,还能通过它与物体表面的相互作用移动原子。这样,当时许多科学家认为,要不了多久,费曼关于移动原子的梦想就会变成现实。
1989 年的《时代》周刊上,刊出了一幅奇特的照片:由 35 个原子排列成的“IBM”3 个字母。这便是由美国 IBM 公司的科学家在扫描隧道显微镜下移动镍晶体表面的氙原子“写”成的,这 3 个字母被称为当年最不起的公司广告。这一技术是在—263℃的液氦温度下进行的,当然是十分不容易的。
1990 年 7 月,在美国巴尔的摩召开了一次科技会议,正式标志着这一超
微技术的诞生,并且命名为“纳米科学”。纳米即毫微米,也就是 1 微米的万分之一,这样小的程度,连技艺高超的微雕大师也要自叹弗如了。
此后,纳米科学又一步步地向前迈进着。1991 年,日本日立制作所中心研究实验室的科学家,在室温下写出了一行原子文字:“PEACE’91”,意思为“和平’91”。德国科学家在 2 至 3 个原子的尺度上,在常温常压下进行刻蚀,并获得了成功。美国斯坦福大学的研究人员在百万分之一的头发丝上描绘出了“葛底斯堡”的地址字样,又在 100 纳米的尺度上,绘制了一幅斯坦福大学的校徽,真是惟妙惟肖。
科学家们预言,正如 70 年代微电子技术产生了信息革命一样,纳米技术将成为下一个信息时代的核心。