奈米科技的未來

每年，矽晶的電腦晶片大小都會縮小一半，而且速度會增加一倍，使我們的電子設備變得越來越方便、越來越親民。但如果有一天我們的晶片不能再縮小了，那會發生什麼事？喬治．圖雷斯基（George Tulevski）專研那些看不到、尚未開發的奈米材料。他目前的工作：開發化學製程，讓好幾十億的奈米碳管可以自行組裝成樣板所需要的迴路，他的方式與大自然有機體非常的相似，可以建造出錯綜複雜、多樣化、優雅的結構。他們會揭露下一個電腦世代的秘密嗎？

想像有一個雕刻師，

用他的雕刻刀刻畫著一個雕像。

米開朗基羅對這樣的景象
給予雅緻的詮釋：

「每一塊石頭的背後，
都隱藏著一尊雕像

等待著雕刻者去發掘。」

但如果他反過來做呢？

不是從一顆結實的石頭開始，

而是從一堆散沙開始，

設法把好幾百萬顆的小沙粒
黏成一座雕像。

我知道這想法有點荒謬，

可能辦不到。

你唯一可以讓一堆沙
變成雕像的方法，

就是讓雕像自我組建起來——

想辦法把數以百萬的小顆粒匯集起來

成為一座雕像。

這聽起來有點怪，

但這幾乎就是我的實驗室
正在努力解決的問題。

我不是用石頭建造的，

我是用奈米材料建造的。

它們真的小到不行，
相當迷人的小物體。

如果這個奈米顆粒
是這個遙控器的大小，

那麼人類的頭髮
就相當於現場整個空間的大小。

而它們就是奈米科技領域的核心，

我確定這些大家都已經聽說過了，

也都聽過它將如何改變我們的世界。

在我還是研究生時，

能在奈米科技領域工作
是件令人相當興奮的事。

隨時都有科學性的突破發展。

到處都是研討會，

基金公司也會投入相當多的資金。

原因就是，

當物體變得很小的時候，

它們運作的物理模式，
與我們所接觸到一般尺寸物體的

物理運作模式與特性是不同的。

我們稱這個物理現象為：量子力學。

意思就是，
你只要稍微改變它們的內容，

你就能精準地調整它們運作的行為，

例如，增加或移除一些原子，

或者扭轉它的材質。

它像是一個終極工具包。

你會感覺渾身是勁；
彷彿可以創造任何東西一樣。

我們一直都在做這件事 ──

我們指的是我那一代的研究生。

我們試著用奈米材料建造出
超快速的電腦。

我們建造的「量子點」

可能有一天會進入到你的體內
尋找並對抗疾病。

甚至有其它團隊正在

嘗試用奈米碳管建造太空電梯。

你可以搜尋一下，這是真的。

總之，我們認為它將會對

我們的科學及技術，
從電腦到醫藥產生影響。

我必須承認，

有關奈米的所有東西，我照單全收。

對其盲從癡迷地無可救藥。

但那是 15 年前的事了，

我們

神奇的科學界
完成了很多重要的工作，

我們學到了很多。

但當時我們無法把
這些科學轉換成新的科技 ──

可以真正地影響人類的科技。

原因是，這些奈米材料 ──

像是把雙面刃。

奈米之所以特別有趣，
在於 ──

其超小的尺寸，

但這也是造成它們
無法被操作的原因。

就好比用一堆散沙
建造起一座雕像一樣。

而我們還沒有尺寸
這麼小的工具來操作它們。

但即使我們有，也真的不重要，

因為我們不會一個個地
把這幾百萬顆的小顆粒結合一起

去建立出一項科技。

因此，

所有的承諾與興奮

也只是說說而已。

我們根本沒有任何
可以對抗疾病的奈米機器人，

也沒有可以到外太空的電梯，

也沒有我最感興趣的新型電腦。

我說的最後一個，真的很重要。

我們一直認為

電腦的計算能力能永無止境地突破。

我們所有經濟運轉的模式，
是在這樣的理想下所建立的。

而這樣進步的速度的確存在，

因為我們有能力可以把
越來越多的設備

整合到一片電腦晶片上。

當這些設備越來越小時、

速度卻越來越快、越來越省電

而且越來越便宜。

這樣的匯聚整合
帶給我們驚人的進步速度。

舉個例子：

如果我把體積有一個房間大，
用來送三位太空人來回月球的電腦

進行壓縮，

把過去全世界
最偉大的電腦進行壓縮，

壓縮到跟你的手機一樣大小 ──

而你手上那支手機，

那支花了你 300 塊美金，
而且每兩年就會淘汰的手機，

會完勝以前的太空電腦，

你會對壓縮的太空電腦不屑一顧。

因為它無法提供智慧型手機
應有的功能與服務，

速度又慢，

你無法安裝任何東西上去，

你可能可以看到前兩分鐘的

《陰屍路》影集，
如果你夠幸運的話 ──

（笑聲）

關鍵是電腦進步的速度 ──
它不是漸進式的、

它是持續不斷的

呈指數型上升。

它每年快速不斷地汰換更新，

如果你拿這一代的科技

跟上一代的比，

你根本就認不出來。

我們有責任要維持這樣的
進步速度。

往後的 10 年、20 年、30 年，
我們都希望仍可以繼續說：

看看我們過去 30 年的成果。

但我們知道這樣的進步速度
可能不會一直持續下去。

實際上，派對感覺快要結束了。

像是在跟我們說，
「最後叫酒的機會了喔！」，對吧？

如果我們仔細觀察，

像是速度和性能，

進步的程度已經減緩到停滯不前了。

所以，如果我們要讓派對
繼續狂歡下去，

我們就必須做
我們一向擅長做的事情，

那就是創新。

我們團隊所扮演的角色
及展望的願景，

就是運用奈米碳管做創新研發，

因為我們認為它可以讓我們
進步的速度持續下去。

就如同其名，

它們是很小、碳原子做的管狀物，

奈米大小的尺寸，

展現出卓越的電子傳導性能。

科學告訴我們，
如果我們可以把它應用在電腦上，

它性能表現的優異度會是
現在的 10 倍以上。

像是跳過好幾個世代的科技，
直接一步到位。

所以，我們找到創新的解決方法。

我們有這個重大、難以克服的問題，

而我們有了基本的理想解決方法。

科學正對著我們大喊，

「要解決你的問題，
去研究奈米科技就對了。」

所以，好吧，我們開始進行吧，

開始做吧。

但這又回到雙面刃的問題。

這個「理想的解決方法」
內含一種難搞的材料。

我要把數以億計的這些小東西搞定，
才能做出一個電腦晶片。

這是一個同樣難解、
永遠存在的問題。

就在這時候，
我們說：「我們先暫停一下。

我們不要走回頭路，

讓我們仔細想想到底遺漏了什麼、

我們沒有處理到哪些事？

我們還有哪些該做卻沒做的事情？」

這有點像《教父》影集，對吧？

當弗雷多背叛他的弟弟麥可，

我們都知道接下來要怎麼處理了，

弗雷多必須得死。

（笑聲）

但麥可，他延遲了殺人的計畫。

好，我懂了，

因他們的母親還健在，
兄弟相殘這件事會讓她很難受。

但我們只想問，

「我們問題中的弗雷多是什麼？

我們沒處理哪些事？

我們如果要成功，

到底還有哪些要做卻沒做的？」

結果答案就是：
那座雕像，它要自己建造起來。

我們無論如何都必須找出方法，

匯集、說服那些數十億顆的小粒子

讓它們自己組裝起來，
成為一項科技。

我們不能幫它們做，
它們必須自己做。

這條路很困難、而且不容易，

但就目前看來，這是唯一的方法。

結果後來我們發現，
這也不是什麼外星人科技的問題。

我們只是不會用這樣的方式
建造東西。

人們不會用這樣的方式建造東西。

但如果你環顧一下四周 ──
這樣的範例到處都是 ──

大自然母親就是用這樣的方式
創造出每一樣東西。

每一樣東西都是從基本元素構成。

你去海邊，

就可以看到這些簡單的生物體，

它們就是用蛋白質 ──
這樣的基本分子 ──

以沙子做成的樣板，

利用在海裡垂手可得的材料

打造出極緻多樣化的非凡結構體。

而大自然不像我們這樣粗枝大葉，
她會精雕細琢。

她是如此的優雅且充滿智慧，

從周遭取材，
一個分子一個分子地建造，

用我們未曾有過的方法

製造出複雜又多樣化的結構。

她原本就是奈米的領域。

而且存在了好幾百萬年。

在奈米派對上，
我們人類才是晚到者。

所以，我們決定使用
與大自然相同的工具，

那就是，化學。

化學就是我們所遺漏的工具。

而化學在這情況下，起作用了，

因為這些奈米物體的
大小與分子相當，

所以我們可以利用化學來控制它們，

化學就像是個工具一樣。

這就是我們在實驗室做的事情。

我們研發出一種化學方式，
直接應用到那一堆沙裡，

那一堆奈米顆粒裡，

然後取出我們想要的。

之後利用化學方法，

調整出我們需要的迴路款式。

因為我們辦得到，

所以我們建造的迴路，

比之前任何會使用
奈米材料的人快上好幾倍。

化學就是遺漏的工具，

我們的工具每天不斷地提升，
而且越來越精確。

最後，

我們期待這一刻好幾年了，

我們終於可以完成那些原本的承諾。

電腦只是其中一個範例。

那是我有興趣的，
我的團隊真的投入了很多，

但還有其它領域，
像是再生能源、藥物、

建築材料方面，

科學即將告訴你
我們要前進到奈米世界了。

在那裏可以創造出最大的效益。

但如果我們要開始做了，

現在、未來的科學家
都需要新的工具 ──

就如同我所說的工具。

他們會用到化學，這才是重點。

而科學美妙的地方就在於，
一旦你研發了這些新工具，

它們就在那裡等候差遣，

它們永遠都在。

任何人都可以隨時隨地拿起來用，

協助實現奈米科技對我們的承諾。

非常感謝各位的聆聽，
我很感激。

（掌聲）