撰文 | 弗蘭克·維爾切克（Frank Wilczek）
翻譯 | 胡風 梁丁當
今年5月11日，我們迎來了偉大的物理學家理查德·費曼（Richard Feynman）誕辰100週年的紀念日。費曼的多彩人生留下了眾多傳奇。他發明了一種強大而優美的新方法，可以形象地表示量子奇異性，從而改變了我們運用量子理論的方式。他為學生和廣大公眾留下了一系列精彩的基礎物理學講義，還撰寫了兩本妙趣橫生的暢銷自傳故事集。
在費曼的諸多貢獻中，我很喜歡的一個是他1959年在加州理工學院的演講《微觀世界有無垠的空間》（There's Plenty of Room at the Bottom）。這個演講已經成為一個傳奇，其內容激動人心、極富啟發性而歷久彌新。你很容易就能在網上找到這個演講的整理稿。
費曼所說的“無垠的空間”指的是可以把大量的信息和操作都集中在一個極微小的空間裡。之後，他的部分預言變成了現實，甚至被超越，但並非全部。
費曼最核心的見解——雖然簡單卻很深邃——是小小的原子是可利用的構造單元。因此，如果你能夠在原子尺度上進行加工, 就可以把器件壓縮到令人難以置信的程度，實現終極的小型化。要知道，在1959年，最先進的計算機使用的是真空管，不僅價格昂貴、能耗高，體積也大到可以塞滿一個大房間。而一個小小的現代智能手機運算能力更強大，功能也更多。
費曼在他的演講中談到了存儲器——即保存信息以便以後讀取的設備。他舉了一個存儲《大不列顛百科全書》的例子。他設想，反過來使用顯微鏡，利用匯聚起來的光，就可以將百科全書的所有內容寫到一個大頭針上。他的這個設想預見到了現代的光刻技術，如今我們就在用該技術刻制電腦芯片上的微型晶體管和微型電路，還有刻錄CD 和DVD。
費曼進一步將這個概念抽象化，談到了將信息存儲在比特中——即我們今天熟知的0和1。由於原子如此微小，其可能存儲的信息量不僅極為可觀，簡直是無法想象。如果我們能構造一個穩定的由5×5×5=125個原子組成的立方體，並把它用作一個比特，那麼用費曼的話來說：“用這種方式可以將人類小心積累在全世界所有書籍中的信息存儲在一個邊長1/200英尺的立方塊中——只有肉眼剛能分辨的塵埃那麼大。”
費曼演講的另一個重點是微型機器（他在1984有一場同主題的新演講 “Tiny Machines”，網上可找到視頻）。在1959年的演講中，他設想了一種包含數百萬個原子的機器，它可以“在極小的尺度上鑽孔、切割、焊接、衝壓、成模”，即原子尺度的工業。
這並不違反任何物理定律。事實上，我們的身體本身就容納了很多讓人歎為觀止的微型機器。比如，有些聰明的蛋白質可以在纖維狀的細胞骨架（微管）上“行走”，將一個細胞器中的貨物輸運到另一個細胞器中。因此，結合生物學中的微型機器和我們自己的化學技術，我們完全有可能最終實現費曼所預言的原子工業。2016年，諾貝爾化學獎授予了美國、法國和荷蘭的三位科學家，以表彰他們對“設計和合成分子機器”的貢獻。
這些微型機器有什麼意義呢？正如費曼在1959年所說，你可以“吞下一個外科醫生”——比如可以清除動脈血栓或消滅腫瘤的小機器人。1966年的科幻電影《神奇旅程》（Fantastic Voyage）正是基於這個構想（雖然電影的內容偏離了科學）。
意義更重大的是像細胞一樣的智能單元，它們自己攜帶了說明書，可按照其指示自我複製，並且能在控制下發生變異。可以自我複製的微型機器（費曼沒有討論這點）將會釋放出指數式暴長的魔力，從而開創工業的新紀元。
對計算機而言，今天的技術已經實現、甚至在許多方面都超越了費曼的預言。而對微型機械來說，畫卷才剛展開，我們還有廣闊的空間書寫它的發展。
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