گام بعدی در نانوتکنولوژِی

هر ساله تراشه‌های سیلیکونی کامپیوتر در اندازه به نصف کوچک شده و قدرتشان نیز دوبرابر میشود، که این دستگاه های مارا بسیار قابل حمل و دردسترس میکند. اما اگر دیگر تراشه های دیجیتالی ما بیش از این کوچکتر نشوند چه خواهد شد؟
جورج تولوسکی بر روی دنیای دست نخورده و دیده نشده نانو مواد ها تحقیق میکند. کار فعلی او، توسعه فرآیند های شیمیایی برای وادار کردن میلیاردها نانو لوله های کربنی به جمع شدن در الگو هایی که مورد نیاز برای ساخت مدار های منطقی پردازنده ها می باشد است، بسیار شبیه موجودات ریز طبیعی که ساختار های پیچیده ،متنوع و زیبایی را می سازند.
آیا آنها خواهند توانست راز نسل بعدی پردازش های کامپیوتری را بدست آورند؟

بیاید یک مجسمه سازی که
مجسمه میتراشد را تصور کینم.

او با قلمش (سنگهارا) میتراشد.

میکلآنژ روش زیبایی برای توصیف داشت،
وقتی میگفت:

"هر تکه از سنگی مجسمه ایست درون ما،

و این وظیفه سنگتراش است که آن را کشف کند."

اما چه میشود اگر شما در جهت عکس
(گفته میکلآنژ) کار کنید؟

نه از تکه سنگی جامد،

بلکه از توده ایی از گرد و غبار،

به طریقی ار چسباندن میلیونها ذره (غبار)
به یکدیگر برای تشکیل یک مجسمه.

من میدانم ایده ایی بی معنی است.

و شاید غیر ممکن است.

تنها راه برای اینکه شما مجسمه ایی
به وسیله توده ای از گرد و غبار

درست کنید، این است که مجسمه خودبخود
ساخته شه باشد.

اگر ما بطریقی بتوانیم میلیونها از این
ذرات را وادار کنیم تا کنار یکدیگر

برای شکلگیری یک مجسمه، جمع شوند.

اما، با این عجیبی که بنظر میرسد،

این دقیقا مشکلی است که من در
آزمایشگاهم بر روی آن کار میکنم.

من (اشیا را) با سنگ نمیسازم،

بلکه من با نانو مواد اینکار را میکنم.

آنها بطرز غیر ممکنی کوچک و
اشیای کوچک شگفت انگیزی هستند.

اگر این کنترل(در دستم) یک نانو ماده می بود
خیلی کوچک می بود، بطوری که

موی انسان در مقایسه با آن ، به اندازه
کل این سالن سخنرانی میشد.

و این موضوع اصلی بحثی است که ما
آن را نانو تکنولوژی می نامیم،

که مطمئنم ما همه در مورد آن شنیده ایم،

و همه شنیده ایم که چگونه این (تکنولوژی)
همه چیز را دگرگون خواهد کرد.

میدونید،
وقتی من دانشجوی کارشناسی ارشد بودم،

یکی از هیجان انگیز ترین زمانها برای کار
بر روی نانو تکنولوژی بود.

هر لحظه یک پیشرفت غیر منتظره ایی
صورت میگرفت.

کنفرانس های (علمی) پرهیاهو بودند،

مبالغ هنگفتی از طرف سازمان های مالی
(برای تحقیقات) جاری میشد.

و علت این بود

وفتی اشیا بسیار کوچک میشوند،

آنها با (قوانین) فیریکی متفاوتی از قوانین
اشیای معمولی ، کنترل میشوند،

شبیه چیزی که ما با آن
سروکار داریم.

ما این (قوانین را)،
مکانیک فیزیک کوانتوم مینامیم.

و چیزی که میگوید این است که شما میتوانید
رفتار آنها را دقیقا کوک کنید

فقط با یک تغییرکوچک ظاهری در آنان،

مثل اضافه یا حذف کردن
یک تعداد انگشت شماری از اتم ها،

یا پیچاندن مواد.

این شبیه ابزاری همه جانبه است.

شما واقعا قدرت را احساس میکنید؛
شما احساس میکنید هرچیزی را میتوانید بسازید

ما انجامش دادیم. --

منظورم از ما، کل دانشجویان فوق لیسانس
نسل من است.

ما در تلاش بودیم که کامپیوتر های فوق سریع
را توسط نانو موادها بسازیم.

ما نقاط کوانتومی را ساختیم

که روزی میتوانند به بدنتان بروند و در
پیداکردن و مبارزه با بیماری به کار آیند.

حتی گروهی نیز در تلاشند آسانسوری
برای (سفر) به فضا

توسط نانو لوله های کربن، بسازند.

شما میتونید در این باره جستجو کنید،
حقیقت داره.

به هر طریقی،
ما فکر میکنیم این تاثیر خواهد گذاشت

در تمامی قسمتهای علم و تکنولوژی،
از محاسبات کامپیوتری تا پزشکی.

و من این (تحول در تکنولوژی را)می پذیرم.

من به طور تمام و کمال این تکنولوژی
را پذیرفته ام. (اصطلاح)

(تاکید بیشتر بر اصطلاح)

اما این ۱۵ سال قبل بود،

و --

علمی شگفت انگیز به بار نشست،
کاری بسیار مهم بود.

ما چیز های زیادی آموختیم.

ما هیچ وقت قادر به ترجمه این علم به
تکنولوژِی جدیدی نبودیم

به تکنولوژی که بتواند عملاً در
(زندگی) مردم تاثیر بگذارد.

و دلیل اینه که، این نانو موادها،

شبیه شمشیر دولبه است.

چیز مشابهی که این ها را
بسیار جالب کرده،

اندازه کوچکشان است.

که همچنین (این ویژگی) آنها را برای کارکردن
ناممکن کرده است

این عیناً مانند ساختن مجسمه از
توده ایی از گرد و غبار است.

و ما ابزاری به اندازه کافی کوچک برای
کار با آنها نداریم.

اما حتی این ابزار را میداشتیم،
خیلی مهم نبود،

چون ما نمیتوانیم میلیون ها ذره را یک به یک
کنار یکدیگر

برای ساخت تکنولوزی قرار بدیم

پس بنابر آن،

تمامی وعده ها و تمامی هیجان ها

فقط در این (کلمات) خلاصه شده:
وعده و هیجان.

ما هیچ نانو رباتی برای مبارزه با
بیماری ها نداریم،

هیچ آسانسوری برای سفر به فضا نیست،

و چیزی که بسیار به آن علاقه مندم،هیچ مدل
جدیدی از محسابات کامپیوتری وجود ندارد.

بنابراین آخرین مشکل،
مهمترین تکه این ماجراست.

ما فقط میتونیم منتظر

پیشرفت نامحدود سرعت محاسبات باشیم.

ما تمام اقتصاد را بر
پایه این ایده بنا نهاده ایم.

و این پیشرفت وجود دارد

بدلیل قابلیت ما در جای دادن
قطعات بیشتری درون

یک تراشه کامپیوتری.

و هرچه این قطعات کوچکتر میشوند،

آنها سریعتر میشوند،
مصرف(انرژی) کمتری دارند

و ارزان تر میشوند.

و این هدف مشترک ما است که به ما
سرعت (پیشرفت) غیرقابل توصیفی میدهد.

به عنوان مثال:

اگر ما به کامپیوتری که به اندازه یک اتاق بود،
و سه نفر را به ماه برد و بازگرداند(فضاپیمای آپولو) نگاه کنیم

و به طریقی آن را فشرده کنیم،

قویترین کامپیوتر آن زمان را فشرده کنیم،

با اندازه تلفن همراه شما برابری خواهد کرد،

تلفن هوشمند فعلی تان،

چیزی که شما فقط ۳۰۰ دلار به آن داده اید،
و هر دوسال یکبار بیرونش میندازید،

تمام این چیز ها را از شکست میدهد.

شما نباید تحت تاثیر قرار بگیرید.

اون هرچیزی که تلفن همراه شما انجام
میده رو هم نمیتونه انجام بده.

بلکه،کندتر خواهد بود.

شما هرچیزی را نمیتونید درون آن کامپیوتر
بریزید،

شما احتمالا فقط میتونید دو دقیقه اول

سریال مردگان متحرک را ذخیره کنید،
البته اگر خوش شانس باشید.

(خنده)

هدف این پیشرفت است،
پیشرفتی که تدریجی نیست.

پیشرفی که بی امان است.

بصورت نمایی است.

و سال به سال (تابع پیشرفت نمایی آن)
پیچیده تر میشود،

به هدفی که در آن اگر شما مقایسه کنید
یک تکنولوژی

از نسل قبل را با تکنولوژی (نسل جدید)،

تقریباً غیر قابل تشخیص خواهد بود.

و ما ادامه این روند پیشرفت را بر خود
بدهکاریم.

ما میخواهیم همین چیز را از ۳۰ , ۲۰ , ۱۰
سال قبل تا الان بگوییم:

به کارهایی که در ۳۰ سال گذشته
انجام داده ایم،نگاه کنید.

هنوز هم ما میدانیم شاید این پیشرفت
برای همیشه باقی نماند.

در حقیقت، جشن شادی در حال فروکش کردن است.

شبیه "آخرین شانس برای گرفتن الکل" میباشد،
درسته؟

اگر شما بدقت نگاه بندازید،

به بسیاری از مولفه ها همچون سرعت و کارایی،

پیشرفت در حال آهسته شدن برای توقف می باشد.

بنابراین اگر ما میخواهیم
این جشن را ادامه دهیم،

ما باید چیزی را که همیشه
میتوانیم انجام دهیم را بکار بگیریم،

و این نوآوری است.

بنابراین وظیفه و ماموریت گروه ما

نوآوری در بکارگرفتن
لوله های نانو کربنی می باشد،

چون ما فکر میکنیم آنها مسیری برای ادامه
این سرعت پیشرفت فراهم میکنند.

آنها شبیه اسم خود هستند.

آنها لوله های حفره دار اتم کربنی
بسیار کوچکی هستند،

و اندازه نانومقیاس انان،

با خواص الکترونیکی برجسته ایی که دارند،
به آنها اجازه ترقی میدهد.

و علم به ما میگوید، اگر ما بتوانیم
از آنها در محاسبات کامپیوتری استفاده کنیم،

ما شاهد بهبودی در عملکرد
تا ده برابر خواهیم بود.

آین همانند پرش از چندین نسل تکنولوژی
در یک قدم می باشد.

پس ما اون رو داریم.

ما این مشکل بسیار مهم رو داریم

و ما هچنین راه حل ایده عال بنیادی
رو داریم.

علم در حال فریاد به ماست،

"و این چیزی است که شما باید برای حل
مشکلتان انجام دهید."

پس،خیلی خوب، بیاید شروع کنیم،

بیاید انجامش بدیم.

اما شما مستقیم بسمت آن شمشیر
دولبه برمیگردید.

این "راه حل ایده آل" شامل موادی است
که کارکردن با آن ناممکن است.

ما باید میلیاردها از آنها را برای ساخت
تنها یک تراشه کامپیوتری جا بدهیم.

و این همان معماست،
شبیه مشکل فنا ناپذیر ماست،

و در این لحظه ما میگوییم،
"بیایید بایستیم،

بیایید از همان جاده پایین نرویم.

بیایید، بفهمیم چه چیزی را از دست داده ایم.

با چه چیزی ما سرکار نداریم؟

چه کاری را نکردیم که نیاز بود بکنیم؟"

این شبیه "فیلم پدرخوانده" است، درسته؟

وقتی فرِیدو به برادرش مایکل خیانت کرد،

ما همه میدانیم چه چیزی نیاز به
انجام دادن است.

منظورم اینه،
فرِیدو باید بره.

(خنده)

اما مایکل -- سر میدواند.

درنهایت، من فهمیدم،

مادرشان هنوز زنده است،
(با اینکار) مادرش را ناراحت میکند.

ما گفتیم،

"در مشکل ما فرِدو چیست؟

با چه چیزی ما سرکار نداریم؟

چه چیزی را انجام نمی دهیم،

اما نیاز است تا انجام بگیرد تا این
پیشرفت را بسازد؟"

و پاسخ این است،
آن مجسمه باید خودش ساخته شود.

ما باید روشی پیدا کنیم، به طریقی،

برای وادار کردن و متقاعد کردن میلیون ها
از آن ذرات

تا خودشان را درون تکنولوژی جمع کنند.

ما اینکار رو برایشان نمیتونیم انجام بدهیم.
آنها باید خودشان اینکار رو بکنن.

و این راه سختی است که پیش پاافتاده نیست،

اما در این مورد، این تنها راهه.

اکنون که این موضوع معلوم شد،
این مشکلی تاکنون دیده نشده ایی نیست.

ما هیچ چیزی را از این راه نمیسازیم.

مردم نیز هیچ چیزی را از این راه نمیسازند.

اما اگر شما به اطرافتان نگاه کنید،
هرجا مثالی برای این (روش) است.

طبیعت مادرانه، همه چیز
را از این راه میسازد.

همه چیز از ابتدا تا انتها ساخته میشود.

شا میتونید به ساحل بروید،

شما این موجودات ساده را که از
پرونئین ها استفاده میکنند، پیدا خواهید کرد.

اساساً مولکول ها

به چیزی که اساساً شن و ماسه است شکل میدهند،

فقط با برداشتن آن ها از دریا،

و ساختن این معماری های خارق العاده با
تنوعی فوق العاده زیاد.

طبیعت همانند ما خام نیست،
فقط با تلاش در بهینه کردن.

طبیعت زیبا و هوشمند است،

با هرچیزی که دردسترس است میسازد،
مولکول به مولکول آن را،

ساختار ها را با یک پیچیدگی و تنوعی میسازد

که ما حتی نزدیکش هم نمیتوانیم بشویم.

و طبیعت درحال حاضر از نانو است.

و او از صدها میلیون سال
پیش همینگونه بوده است.

ما کسی هستیم که از نانو بودن
عقب مانده ایم.

بنابراین ما تصمیم گرفتیم از ابزار های
مشابهی که طبیعت استفاده میکند، سود ببریم،

و آن شیمی است.

علم شیمی ابزار فراموش شده است.

و شیمی در این مورد کار میکند

چون این اشیای نانو مقیاس در حدود اندازه
مولکول ها هستند،

ما میتوانیم از این علم برای هدایت این
اشیا به جای مشخصی استفاده ببریم،

بسیار شبیه یک ابزار.

این دقیقاً همان کاریست که ما در
آزمایشگاهمان انجام داده ایم.

ما شیمی را توسعه داده ایم که به سمت
توده ایی از گرد غبار میرود،

بسمت توده ایی از نانو ذرات ها،

و دقیقا همان چیزی را که ما میخواهیم
بیرون میدهد.

پس ما واقعا میتوانیم از شیمی برای نظم دادن
دادن به میلیون ها ذرات (نانو)

به الگویی که ما برای ساخت مدارهای
(منطقی تراشه) نیاز مندیم، استفاده کنیم.

و چون ما میتونیم آن را انجام بدیم،

ما میتوانیم مدارهایی طراحی کنیم که
خیلی سریعتر هستند

از آنچه که هرکسی قبلاً با نانو مواد
قادر به ساخت آنها بود.

علم شیمی ابزار گمشده است،

و هر روز ابزار ما
برجسته تر و دقیق تر میشود.

و بالاخره،

امیدواریم در سالهای انگشت شمار بعدی

بتوانیم یکی از وعده های اصلی خود
را ارائه بدهیم.

اکنون، محاسبات کامپیوتری فقط یک مثال است.

آن چیزی است که من بدان علاقمندم،
که گروه من بر رویش سرمایه گذاری نموده است،

اما کاربرد های دیگری در
انرژی ها تجدید پذیر، در پزشکی،

در مواد ساختاری،

هرچایی که علم به شما میگوید
به سمت نانو پیشرفت کن.

آن جایی است که بزرگترین سودش را دارد.

اما اگر ما برویم تا آن را انجام دهیم

علم امروز و فردا نیاز خواهند داشت
به ابزار های جدیدی

ابزارهایی شبیه انچه که من توضیح دادم.

و آنها به شیمی نیازمند خواهند بود.
آن هدف است.

زیبایی علم در اینست که هنگامی که شما
ابزار های جدیدی را توسعه میدهید،

آنها باقی میمانند.

آنها برای همیشه باقی میمانند،

و هرکسی در هرجایی میتواند آنهارا برداشته
و از آنها استفاده کند،

و در ارائه وعده های نانو تکنولوژی کمک کند.

بسیار ممنونم بخاطر وقتتان.
من قدرش رو میدونم.

(تشویق حاضرین)