為你編織夢幻仙境的納米霧

神通廣大的“實用霧”

“他想他看到了一頭大象正在吹笛，可是等一眨眼工夫，他發現那不過是妻子寫來的一封信……他想他看到了一頭野牛棲息在煙囪上，可是等他定睛再看，發現那是他姐姐的丈夫的舅舅的哥哥的爺爺的侄女……”這是英國小說家、《愛麗絲漫游奇境》的作者利維斯·卡羅爾在另一本書上描寫的有趣情景。像這樣變幻莫測的仙境在童話和傳說故事中俯拾皆是。小時候看這些書，我們幼小的心靈總是毫不猶豫地把這些事當真，直到稍微大點才明白這些都是人編造出來的。不過話又說回來，隨著科學技術的發展，這種夢幻般的仙境也許有一天真的能變成現實也未可知。這不，美國計算機科學家約翰·霍爾就提出了一個用納米技術來實現它的構想。

霍爾為自己構想的創造物取名為“實用霧”。說實話，這個名稱比起它可以實現的功能來真是太缺乏想象力了。“實用霧”由一大群能自我復制的智能型納米機器人組成。這些納米機器人身上有12只手臂，還有接收天線，因此可以通過無線電遙控。它們平時漂浮在空中，或者附在地板上，你的肉眼是覺察不到的。當你需要什么的時候，你只要往電腦上輸入命令，電腦向空中發出無線電波，接到命令后這些納米機器人立刻聚攏來變出你想要的東西?！拔乙蛔潜?”于是，你眼前就出現了一座魔幻城堡?！拔乙活^正在吹牛的牛!”于是，你眼前立馬出現兩頭牛，其中一頭正往另一頭的肚子里吹氣(當然這是因為你的命令下得不夠準確，讓納米機器人誤解了你的原意所致)。

我們知道，顏色和反光度是由一個物體的物理性質所決定的，這些納米機器人是如此之微小，以至于可以通過程序控制來細膩地模擬任何宏觀物體的大多數物理性質(包括空氣和水)，幾乎精確到人的感覺無法分辨真假的地步。

生活中的好伙伴

你可以讓你的房間里充滿這種納米霧，用來裝飾房間。你不必粉刷墻壁，只需讓墻壁罩上一層“實用霧”，它就能每天變化出不同的顏色來，甚至你可以把它用作從地板到天花板的電視屏幕。你的地板永遠不會弄臟，看起來像硬木做的，但感覺又像泡沫塑料。并且你不需要擺設家具，因為“實用霧”能隨時變幻出你想要的任何一種家具來。實際上，你的整個室內環境都可以用“實用霧”來建造。除了食物，它能形成任何你想要的東西，并且任何時候你不需要它們了，揮揮手，這些微型納米機器人就會作鳥獸散，重新變作地板的一部分。

你想在你家里招待朋友，而又不想勞駕他親自跑一趟嗎?呵呵，這種神通廣大的“實用霧”也一樣能替你辦到。你們倆可以把自己房子內的環境設計成同種樣式，然后“實用霧”就在你家里根據你的命令復制出你的朋友來，而與此同時，你的復制品則到了他家里。

然后，你周圍的“實用霧”能感知你的動作，并把這些信息通過無線電及時傳到你的復制品那里，指揮在你朋友家中作客的“你”，這樣“他”就能復制你的—舉一動，在你朋友看來，那完全是個真實的你。同樣道理，在你家作客的“你的朋友”與真人也幾乎別無二致，只要你倆別打起架來。假如你真把“你的朋友”當作真人并打起來，那你可就倒大霉了。因為“你的朋友”是由納米材料做成的，是那么堅實，你只有挨揍的份。不過，在你朋友家里，恰恰是“你”把他打趴下了，所以一切扯平。最后兩人都頭破血流，唯有這種鬼怪似的納米霧打著唿哨揚長而去。

你也可以用“實用霧”來做你的汽車，這樣你可以天天換花樣，每天都擁有一輛“新車”。但比這還好的是，汽車的內部正像它的外殼一樣，里面也充滿了納米小機器人，但你要戴上一種特殊的全息眼罩才能看到它們。盡管比空氣重，“實用霧”卻被電腦程序控制來模擬空氣的物理性質，這樣你就感覺不到它。但是如果突然發生一場撞車，它又會即刻形成一條臨時的“安全帶”保護你的每一寸身體。即使發生了時速160千米/小時的撞車事故，你也不會因此掉一根頭發。

不過，你是永遠不會發生時速160千米/小時的撞車事故的。記住，每一個納米機器人都帶有一個微型計算機，這樣它們就能夠以老練的方式相互交流，協調行動。你只要簡單地在你的道路前方鋪上一層厚厚的納米機器人。然后你的汽車向它們不停地詢問前面的路況，這樣你就可以避免撞車了。

你也許禁不住要問，哪來那么多納米機器人呢?答曰:這些納米機器人能夠自我復制。因此，未來的公路上它們會像柏油和水泥一樣普通和廉價。

如何制造“實用霧”?

前面的一通描述我想一定已經吊起了你的胃口。你肯定已經忍不住要問:這種技術為何能這么神通廣大，上面的描述包含有多少真實的成分?霍爾教授在一篇文章中已經對這種納米機器人做了許多技術細節上的描述。

霍爾把這樣一個納米機器人叫做“小霧滴”。每個小霧滴都只有一個人體細胞大小，從它身上伸出12只手臂，形成十二面體。霧滴的中心幾近于球體，直徑10個微米。這些手臂直徑5微米，長50微米。整個霧滴近似于直徑100微米的球體。每個

霧滴重20微克，包含5×1015個原子。它的機械動作精度可達1個微米。

這些手臂可以伸縮、旋轉，尾端附有鉗子。鉗子上有三個手指。兩個小霧滴可以通過手指抓在一起。當很多小霧滴連接在一起時，就形成像晶體一樣堅實的網格狀。但這網格又有很好的伸縮性，每個小霧滴能夠在任何方向收縮40%的長度，網格所占體積可以縮小為原先的萬分之一。這種良好的伸縮性就是納米霧滴模擬能力非常強的原因之一。

通過這樣一種設計，指揮人員能向1立方微米的空間每秒發布100億條指令，每立方微米的“實用霧”其電動馬達的能量消耗不到1微瓦。

當然，“實用霧”盡管神通廣大，但也不是萬能的。它能精確地模擬人的視覺、聽覺甚至觸覺環境，但卻無法模擬人的味覺和嗅覺環境。由“實用霧”變出來的“烤鴨”也許看起來十分誘人，但假如你忍不住去咬一口，這下你可就慘了!這是能夠理解的，由這樣一些硬梆梆的鐵家伙組成的“烤鴨”，你當然無法聞出和咀嚼出肉味來。它只是娛人耳目、引你上當而已，在這種情況下，寧可相信你的鼻子，也不要相信你的眼睛。

目前的納米技術要制造出這樣一個小機器人是不成問題的，但要制造出成千上萬個就比較困難了。而假如沒有成千上萬個小霧滴聯合行動，“實用霧”就失去了它的作用。所以科學家們正在尋求制造出能夠像細菌和病毒一樣自我復制的納米機器人。這在理論上是沒問題的，但在技術上還困難重重。只要克服了這一點，那么童話中的夢幻仙境就離我們不再遙遠了。

(選自《科學之謎》)