【物理史中的十二月】1959 年 12 月 29 日：費曼（Richard Feynman）經典的加州理工學院講義

1959 年 12 月 29 日：費曼（Richard Feynman）經典的加州理工學院講義

文｜蕭如珀、楊信男（臺灣大學物理學系）（譯自 APS News，2000 年 12 月）

諾貝爾物理獎得主費曼（Richard Feynman）有許多事蹟廣為人知：熱中玩小手鼓；參與曼哈頓計劃時，在洛色拉莫士（Los Alamos）執意違反安檢制度；他決定性的國會作證，認為 1986 年挑戰者號太空梭災難是因 O 型環有缺陷；在物理研究和個人回憶方面出版了大量的著作。而就在他一系列經典的加州理工學院教學內容成為《費曼物理學獎義》（The Feynman Lectures on Physics，1963 年初版）的基礎之前，費曼給了一開創性的講座，討論小尺寸物體的操作與控制，標題為《底部有很多空間》。

費曼於 1959 年 12 月上課前，科學家已成功製造出小指甲般大小的電動機，也創造出可以將主禱文寫在如大頭針針頭大小上的儀器。然而，費曼卻認為此發展在小型化的路上是「最粗糙、蹣跚的步伐」，並下結論說：「下面是一個難以置信的小世界」。他想像著將《大英百科學書》全部 24 冊寫在大頭針的針頭上，認為要達成此目標只須將書縮小 25,000 倍。

當然，費曼承認要書寫及閱讀這麼小的內容必須要改進製造技術與儀器，尤其要將當時已有的電子顯微鏡改進百倍，以便可以觀察個別的原子，但在那時只能分辨大約 10 埃（Ǻ）。

費曼堅信微型化的可能性，因為生物學充滿在小尺寸內記載許多文字的例子。他說：「生物學家都深知極小空間可以儲存大量資訊的事實…，且可解決在最小的細胞內如何儲存所有複雜生物，例如人類自己，資訊的困惑。」更何況，人類的細胞是活躍的，可以製造不同的物質、活動並儲存資訊。基於此，他想像著微小但可活動的機器（可視為今日的微機電系統）的可能性，在量子尺寸中計算，安排各別原子，也許有一天甚至可用微型活動的器械在體內開刀。

歷史已證實了費曼現在眾所周知的觀察，也已發展成奈米技術、微機電系統、量子計算、分子自組裝等熱門領域，以開創性的研究為實現費曼早期的遠見鋪路。甚至克林頓總統於 2000 年 1 月，很適當地在加州理工學院，宣布新成立的國家奈米科技計劃時，也重提聽費曼的遠見。費曼在預期微型化與奈米科技可能發展的先見之明，是前加州理工學院校長戈伯格（Marvin Goldberger）表彰他是「20 世紀物理的傑出人物」，以及麻省理工學院物理學家莫瑞森（Philip Morrison）曾說他是「當代最富創意的理論物理學家」的許多原因之一。