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原子级机械与制造

——未来人类生活图景展望
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        20世纪,大是制造业的主旋律。有制造大型设备的能力是工业实力强大的标志。当年,我们制造出万吨液压机、万吨巨轮等,那是举国欢腾,比许海峰拿到首个奥运冠军还兴奋。
  20世纪末到21世纪初,精密设备、精密仪器成为高端制造。未来,达不到原子层面的制造,都算不上精密、够不上高端。
  在头发丝上,雕刻图像文字,只能拿放大镜才能看到,这样的手艺十分令人惊叹。
  但未来的制造,这样的手艺压根就是雕虫小技。原因在于我们将熟练地掌握纳米技术,具有操控直径为十亿分之一米的原子尺寸结构的能力。
  1981年,在 IBM 实验室里取得了一项惊人的成就,他们制造出的扫描隧道显微镜,可以获得由单个原子排列成的完美“图像”。IBM公司随后展示了用原子写出的三个字母IBM,迅速燃爆了科学界。扫描隧道显微镜的主要作用是“看见”,然后用电信号来指挥原子行动。这样的制造就像搭积木游戏,原子是组件,可以搭建成任何东西。
  任何一项重大创新,都有一个漫长的成熟过程。目前,纳米技术制造的“装置”大多是一些玩具,康奈尔大学的科学家们就制造出了世界上最小的吉他,其体积只有一根头发丝的1/20,使用的是硅材料。这也预示着,原子制造距离我们的生产生活已经越来越近。
  我们为什么要制作如此精密的设备?
  我们已经进入了量子世界,量子领域需要量子级别的制造技术。
  未来的发展,“看不见”的时空是极重要的一个方向,掌握并运用量子时空的能力,将成为一个国家综合实力的重要组成部分。
  我们还将进入“生化”制造的时代,而原子制造是通往“生化”制造的一条必经之路。至于什么是“生化”制造,我们将在本书的第二部分讲述。
  大自然就是在原子层面进行“制造”的。也就是说,我们将要掌握的先进技术,其实是大自然的一项古老技艺。