微型科技新纪元 [复制链接]

    【美国《读者文摘》２月号文章】题：微型科技新纪元（作者洛厄尔·庞特）
    保罗经常失眠，遵照医生嘱咐吞下了一粒小丸。那并不是药，而是一副微小的机器。这机器在保罗体内移动时，会不断向一具挂在保罗腰间的接收器发送温度纪录，帮助医生测定保罗的生理节奏。
    在附近一所医院里，几位外科医生在施行手术，将一个血压传感器放进赫劳德的心脏内。这传感器的体积极小，只有大头针针头的１／３大。
    在几条街外，爱伦在向朋友描述一宗交通意外。她不久前驾车与另一辆汽车高速迎头相撞，但安然无恙。原来，当两车相撞时，就在那电光火石的一刹那间，她车上一副小得几乎看不见的微型传感器极迅速地开了车上气囊的开关，救回她一命。
    上述这些用途日广的装置，都是一场重大科学革命的第一批成果。在工业时代，世界各国均以建造大型机器自豪，越大越好，但曾几何时，我们已一步步远离这个概念，进入微型科技时代。在这个新时代，谁制造出的机器体积越小，谁就能拥有财富和权力。微型电动机１９８８年５月２７日，在美国伯克利加州大学，两位研究生向微型世界迈进了一大步。他们启动开关，给一个不到一毫米宽的实验性装置通电，然后，透过一台电子显微镜，观察这世界第一台微型电动机发动起来。
    这电动机是象制造电脑晶片那样制成的。将一块直径十厘米、薄如纸张的硅片用玻璃（二氧化硅）夹住，涂上一层光致抗蚀剂——一种一受到光线照射就会分解而制造出一些微型图案的液态塑料。然后利用蚀刻化学剂将玻璃层上已失去抗蚀剂的部分浸蚀掉，从而在硅片上刻出一些电路。不断重复这个过程，就可以在晶片上刻出一层又一层互相连系的电路。最后，在晶片下装上硅基座、轴和转子，再用酸液将中间的玻璃浸蚀掉，他们就这样把电动机制造出来了。
    “有了这种新科技，”伯克利加州大学传感器及促动器中心的主任理查德
    ·穆勒说，“我们就可以在同一块晶片上制造一副电脑的脑部，以及充当这电脑的眼、耳和手的微型传感器和促动器。”科学家预测，不出十年，医生就可以使用诸如微型割刀和微型调制器等工具替病人施行大手术，而且不用割开病人的身体。
    在微型机器的世界里，量度是以微米为单位的——一微米等于一百万分之一米，一般人发的直径为７０至１００微米。在这个微型天地里，我们“大型”世界的各种规律不一一定适用。在那里，昆虫在水面行走，蚂蚁搬运比它自己重很多倍的物体，肉眼看不见的浮尘看起来象是巨大的活动扳手，能把微型机器的齿轮卡住。所有在微型机器实验室工作的人都必须戴上口罩，以免呼吸时无意中把工作台上的微小装置吸进了肚子里。量心跳手襄直到最近为止，微型机器只应用于医学和航空航天之类专门领域。可是到９０年代中期，你说不定就能买到一辆设有微型传感器自动监测轮胎气压和减震器张力的“聪明”车。这车甚至可能装置微型机器促动车上的微型电脑，使电脑不断根据温度和湿度的变化将引擎加以调整——这样，不论路况怎样转变，你的车永远都能适应。
    在未来的几十年内，微型机器也将能使你的房子“聪明”起来。它们会指示你家的暖炉和冷气机怎样自动调节，以充分发挥效率，尽量减少污染。如果小孩不慎掉进游泳池，传感器会发出警报。在地震频仍的地区，一旦发生地震，微型传感器立刻就能测出，并随即自动将自来水、电力和燃气的供应截断，以防止发生淹水、触电、火灾等不幸事件。机械蟑螂“小不点”微型科技也带来新一代的机械人。在过去的科幻小说中，机械人都是大型的机器，外型和思想方式都和人类相似。可是，如果你走进美国麻省理工学院的人工智能实验室去参观，你就会看到我们未来的机械人会是什么样子的。
    你会瞥见有样东西迅速地掠过地板，闪到一张椅子下面。它就是“小、不点”，一只机械蟑螂。它被设计成为不能思考，但能按照预编程序，对刺激作出指定的反应。把灯开亮或弄出点声音，“小不点”就会匆匆向它“看得见”、离它最近的黑暗地方跑去。把灯熄灭，几分钟后，“小不点”就会从它那对传音器“耳朵”最后听见声音的地方钻出来。电子隧道这显微镜是１９８１年由国际商用机器公司苏黎世研究实验室的两位科学家发明的，是科学界的一项伟大成就，两位发明人后来更因此获颁诺贝尔奖。这显微镜运作时，一支微小探针的针尖在供研究的平面上方移动，二者之间的距离不到一毫微米（十亿分之一米）。给探针的针尖通电流之后，电子就会象穿过隧道般通过针尖与所研究物体表面之间的缝隙。探针尖水平移动时，这股电子流会随着缝隙的扩大或缩小而起伏。然后，电脑就把那个表面上原子的形状和轮廓勾勒出来，仿佛那些原子是大山和深谷似的，绘出一张地图。
    谚语说，人制造工具，工具改变人的生活。很明显的，微型新工具将会以令人惊奇的方式改变我们的生活。