费曼在加州理工的经典讲座及影响

费曼在加州理工的经典讲座及影响诺贝尔物理奖得主费曼(Richard Feynman)有许多事迹广为人知:热中玩小手鼓;参与曼哈顿计划时,在洛色拉莫士(Los Alamos)执意违反安检制度;他决定性的国会作证,认为1986年挑战者号太空梭灾难是因O型环有缺陷;在物理研究和个人回忆方面出版了大量的著作。而就在他一系列经典的加州理工学院教学内容成为《费曼物理学讲义》(The Feynman Lectures on Physics,1963年初版)的基础之前,费曼给了一开创性的讲座,讨论小尺寸物体的操作与控制,标题为《底部有很多空间》。

费曼在加州理工的经典讲座及影响

费曼于1959 年12 月上课前,科学家已成功制造出小指甲般大小的电动机,也创造出可以将主祷文写在如大头针针头大小上的仪器。然而,费曼却认为此发展在小型化的路上是「最粗糙、蹒跚的步伐」,并下结论说:「下面是一个难以置信的小世界」。他想像着将《大英百科学书》全部24 册写在大头针的针头上,认为要达成此目标只须将书缩小25,000 倍。

当然,费曼承认要书写及阅读这么小的内容必须要改进制造技术与仪器,尤其要将当时已有的电子显微镜改进百倍,以便可以观察个别的原子,但在那时只能分辨大约10 埃(Ǻ)。

费曼坚信微型化的可能性,因为生物学充满在小尺寸内记载许多文字的例子。他说:「生物学家都深知极小空间可以储存大量资讯的事实…,且可解决在最小的细胞内如何储存所有复杂生物,例如人类自己,资讯的困惑。」更何况,人类的细胞是活跃的,可以制造不同的物质、活动并储存资讯。基于此,他想像着微小但可活动的机器(可视为今日的微机电系统)的可能性,在量子尺寸中计算,安排各别原子,也许有一天甚至可用微型活动的器械在体内开刀。

历史已证实了费曼现在众所周知的观察,也已发展成奈米技术、微机电系统、量子计算、分子自组装等热门领域,以开创性的研究为实现费曼早期的远见铺路。甚至克林顿总统于2000 年1 月,很适当地在加州理工学院,宣布新成立的国家奈米科技计划时,也重提听费曼的远见。费曼在预期微型化与奈米科技可能发展的先见之明,是前加州理工学院校长戈伯格(Marvin Goldberger)表彰他是「20 世纪物理的杰出人物」,以及麻省理工学院物理学家莫瑞森(Philip Morrison)曾说他是「当代最富创意的理论物理学家」的许多原因之一。

注:
APS news:December 29, 1959: Feynman’s Classic Caltech Lecture

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