【化學奇境】離開廢鐵鎮：前進分子機械

■ 為何今天要勞動凱麗小姐出馬呢？因為九〇年代的日本科幻漫畫巨著《銃夢》，可能是最早把分子機械幻想帶入通俗作品的嘗試。在這個故事中，凱麗在一個叫做「廢鐵鎮」的未來衛星城市被醫師依德撿到，從而被改造為生化人，開始了一連串戰鬥。

撰文 ∣ 高英哲

　　對於一個分子化學的行外人來說，超分子化學的領域，跟科幻小說的差別似乎不大。不過邱勝賢老師卻把這近似科幻奇想的學問，用一種帶有詩意的方式，介紹給大家。

　　邱老師說，他唸化學系時，第一次被問到「什麼是化學」，後來想出來的答案，是「變化無窮的科學」。邱老師又引用易經繫辭傳，「化而裁之謂之變」、「神而化之，使民宜之」，笑稱化學其實是一種神學，是一種造物的學問。從變化無窮的科學，到易經演繹出來的造物神學，這中間應該是過了好些年歲，才體會出來的境界。大家被老師逗得很開心，但這看似搏君一笑的答案，還真有些學問在裡頭。

　　傳統的分子化學，是以共價合成分子為基礎，製造出各種化合物的學問。分子機械則是屬於「超分子化學」，因為它是以非共價合成的方式進行。不過我們也不用去管什麼超分子不超分子的，分子機械這個名詞聽起來唬人，其實概念很簡單，就是把我們日常生活中，所製作的各種器物機械，做到小得跟分子一樣，然後它們就可以在微觀的分子領域中，像我們日常生活裡的鍋碗瓢盆一樣為我們服務。你要調和一堆原子，就做個分子燒瓶裝起來；你需要在某條不用顯微鏡看不到的肌肉纖維裡做推拉動作，就設計一個分子活塞；你想要控制某個植入身體的小容器閉闔自如，就做個專屬的分子開關；甚至你想要隔絕某種會闖禍的分子，還可以弄個「分子監獄」把它關起來。許多你想得到的機械裝置，現在都可以做成分子尺度了。

　　不過除了難易程度天差地遠以外，分子機械的「製程」跟一般機械，還有個地方大大不同：很多分子機械並不像一般機械那樣，組裝配件完全由人工打造，而是你做出一個分子容器，把材料全都丟進去，它們就會自己合成你想要的化合物。聽起來似乎很完美，但其實裡頭包含著某種無奈的成分——分子機械的技術才剛起步，光靠人工往往沒辦法直接做出想要的成品，所以得讓它們自行合成。

　　儘管如此，天工開物仍非偶然。分子機械確實是個「不思議的世界」，很多事物是渾然天成，不假人手的；然而為了讓這些分子組件自動組成我們想要的機械，你還是必須殫精竭慮地設計容器，安排模板，營造一個促成分子組件「自然合成」的環境。「化而裁之謂之變」，易經所描述的造物境界，似乎開始看起來有點道理了；而一手「神而化之，使民宜之」的功夫，即使還沒有造物主創生那麼偉大，但是不是也有了那麼一點「神學」的味道了？

　　分子機械在費曼先生的年代，還是個新奇到連他也不知道這玩意能幹麻的前衛領域，但他當時就已論及分子機械的無限可能。儘管現在的分子機械，似乎只能做出一些不切實用的「分子玩具」，但是話說回來，偉大的發明一開始不都是某種玩具嗎？

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（作者為英國約克大學經濟學碩士）

延伸閱讀：奇妙的配位化學與分子機械（《科學發展》，2002）、YukiTopia（木城幸人官方網站）

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