纳米技术时代即将到来

纳米技术有着不可限量的潜力，它甚至会超越计算机或基因医学，成为21世纪的决定性技术
【美国《时代》周刊6月19日一期文章】题：微型机器人将会一次一个原子地制造钻石吗？（作者  迈克尔·莱蒙尼克）
从表面上看，这样的说法似乎荒谬至极：某一项技术的用途多得令人难以置信，它可以治疗疾病、延缓衰老、清除有毒废料、增加世界食品供应，还可以修路、造汽车、建摩天大楼——而且，这还只是开始。然而，这恰恰就是纳米技术支持者声称能够成为现实、甚至可能在21世纪上半叶结束之前就变成现实的东西。
尽管有关纳米技术的想法听起来很荒唐，但它确实属于主流科学，遍布全球的实验室都在设法使其发挥作用。今年1月，克林顿总统还宣布要实施“全国纳米技术计划”，并承诺为该计划拨款5亿美元。
雄心勃勃的想法
事实上，纳米技术有着纯正而长久的科学谱系。早在1959年，被认为是爱因斯坦之后最睿智的理论物理学家理查德·费因曼发表了一个题为《底部有很大空间》的谈话，在谈话中他提到也许有一天人们会造出仅由几千个原子组成的微型机器（“纳米技术”这个术语来自“纳米”一词，1纳米即1米的十亿分之一，一个典型的病毒大约有100纳米长）。
这样的一台机器有什么好处呢？它可以使用分子甚至是单个原子作为基本构件，建设规模最小的建筑工程。这就意味着人类可以从零开始制造几乎任何东西——因为化学和生物学说到底就是分子的改变和重排，而制造只不过是聚集大量分子并使它们组成有用物品的过程。
事实上，每个细胞都是活生生的纳米机器的例子，它们不仅可以将食物转变成能量，还能根据其DNA上的信息制造并输出蛋白质和酶。通过将不同物种的DNA重新组合，基因工程师已经学会了如何制造新的纳米装置。
但是，由于细胞各自具有固有的功能，使用生物技术很受限制。而纳米技术的梦想家们却有许多雄心勃勃的想法。设想中的一种纳米机器可以把天然碳的分子逐个排列，制成完美无瑕的钻石；另一种机器可将二恶英的分子逐个分解成基本组件；一种可以在人体血液中运动的装置，它能发现并分解血管壁上沉积的胆固醇；还有一种装置可将剪下的草屑改造成面包。事实上，世界上从计算机到奶酪的每一件实物都是由分子组成的，而纳米机器原则上可以制造出所有这些物品。
从理论到实践
当然，从理论到实践是一个相当困难的过程，但是，纳米工程师们已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。他们还设计了由几十个分子构成的微型齿轮和发动机，不过还没有制造出来。
纳米技术专家期望在25年内超越这些科学的高谈阔论，制造出真正的、实用的纳米机器，这些机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的5万分之一。
纳米机器中的电脑也可由纳米管制成，纳米管既可以用作晶体管，也可以用作连接晶体管的导线。电脑也可以由DNA制成，通过改变这些DNA的结构，可以使其执行人为的指令。如果配备了适当的软件，并具备充分的灵活性，纳米机器人可以制造任何东西。
复制自身的能力。要完成任何一种有益的工作，你必须动用大量的纳米机器人完成每一项任务——清理一条血管需要数十亿个机器人，清理一个有毒废料站需要数万亿个，而组装一辆汽车需要数千万亿个。如今还没有一条装配线能生产数量如此众多的纳米机器人。
但是，纳米机器人可以做到这一点。纳米技术专家希望设计出的纳米机器人具备两种功能：完成它们的基本任务，并且能制造完美的自身复制品。如果第一个纳米机器人可以制造两个复制品，这两个机器人又可各自制造出两个复制品，这样下去，要不了多久，你就可以获得一万亿个纳米机器人，每个机器人独立操作，完成万亿分之一的工作。
潜在的危险
但是，任何一个在动画片《魔法师的学徒》中看到过米老鼠疲于应付不断复制出的扫帚的孩子都能告诉你，这种美好景象的上方笼罩着不祥的阴影：如果纳米机器人忘记停止复制怎么办？如果没有某种内在的停止信号，那么灾难是极可能发生的。快速复制的纳米机器人在人体内扩散的速度可能比癌细胞还要快，从而会排挤掉正常的组织；失控的纸张再生纳米机器人可能会将世界上的图书馆都变成瓦楞纸板；调皮捣蛋的食品制作纳米机器人则会将地球的整个生物圈变成一块巨大的戈尔贡佐拉奶酪。
纳米技术专家们并不排除这种危险，但是他们相信能够应付。一种想法是对纳米机器人的软件进行设置，使机器人在经过一定次数的复制之后自行毁灭。另一种想法是设计只在特定环境下工作的纳米机器人，比如仅存在于高浓度有毒化学物环境中的机器人，或者在极小的温度和湿度范围内存在的机器人。你也可以制造一种当周围出现太多的同类时就会停止复制的纳米机器人，这也是大自然用来控制细菌生长的方法。
如果有人想要制造某种纳米技术武器——计算机病毒比起这种情况来则好像是完全没有危害的小问题，那么以上几种办法都将无济于事。确实，一些批评者断言纳米技术潜在的危险超过了它可能带来的任何好处。然而，这些好处有着不可限量的潜力，以致纳米技术甚至会超过计算机或基因医学，成为下个世纪的决定性技术。也许，世界最终将需要一种纳米技术免疫系统，由纳米机器警察不断地与破坏性的马胃蝇蛆展开微观战争。
无论如何，纳米技术即将到来。名家看趋势（三）