费曼的演讲与纳米科技.docVIP

费曼的演讲与纳米科技 第一部分：费曼在其《底层的丰富》中都有哪些构想？ 一组： 费恩曼在1959的美国物理学会会议上做出了《底层的丰富》演说。在演说中，费恩曼提出了许多关于纳米尺度上的构想，主要分为四大点。1.在针尖上写下24册的大英百科全书（包括如何写微小文字和如何读取这些文字的猜想，拓展到在卡片上写下所有的书籍）2.对显微镜的展望（精度的提升，不同原理的显微镜的发明）3.纳米机械装置（包括微型电脑，微型工厂，微型工具）4.任意排列原子，用物理的方法得到想要的各种化学物质。 二组： 费曼在演说中共提出了五大设想：（1）微观信息的存入——把全套 24 册的大英百科全书全写在大头针的针头上 （2）微观信息的读取——更好的电子显微镜 （3）在分子或原子的尺度上加工和制造原料和器件——微型计算机、电子器件等 （4）重新排列原子 （5）微尺度下产生的新性质——微观世界里的原子。 三组： 粗略概括一下费恩曼的构想大致就是以下几个方面： 1.把全套24册的大英百科全书全写在大头针的针头上以及扩展后的批量生产 2.利用“。—”之类的符号加密技术来压缩文字以便高效利用空间 3.更好的电子显微镜，文中所讲的性能提高100倍 4.微型计算机，微型机床，微型元件的生产 5.用于人体检查，治病等功能的微型机器人 6.主从系统，利用小机器制造小小机器以此迭代下去的方法 7.最终目的:用物理的方法来排列原子已达到造物者的境界：创造新的物质 四组： （一）关于刻字 1．在针头上写大英百科全书。 2．读取大英百科全书:（保守方法，当今已知） （1）?2）然后把这个塑料模子很小心地撕下来，（3）蒸发一层很薄的硅膜到模子上，（4）接着以某种角度蒸发黄金到硅膜上，使文字能够清楚地呈现，（5）最后把塑料膜溶掉，留下硅膜，（6）然后我们就可以用电子显微镜来阅读了！ 3．拷贝刻在大头针头上的文字。 4．将人类所有的书缩小刻在一本小册子上，只要3*05．如果用编码来记录信息，一个字大概要六到七个编码，一个编码大概要125个原子表示，那么人类所以的资料是将是边长1/200英寸的大小的物体就可以保存的，相当于人类肉眼能够看到的最小的尘埃。 （二）更好的电镜（与课上内容有关） 1．将电镜改良一百倍，医学上很多问题都将得到解决，因为可以直接看得见。 2．同时很多化学分析问题也很方便得到解答，直接用电镜观测。 3．改变理论中的假设（如换用别的方法），让电镜变得更强。 （三）制造微观物体 1．制造极小同时按我们计划行事，听从人类指挥的物体。 2．在小尺度上制造出大容量内存。 3．将计算机做得更小，可能会出现很多新的特质（如多通道计算，图像识别），同时还可以降低能耗等。 4．用蒸镀法制造一些材料，如计算机内部导线。 5．制造小而有用的机器人。 6．重新设计能容忍较大误差的微型汽车，利用同样的原理可以制造更多微型工具。 7．利用非晶体材料制造小机器。 8．电机零件在小尺寸上需要重新设计以保证能够顺利运行。 （四）制造微观机械零件 1．制造小而不需要润滑剂的机械零件，因此物体散热加快。 2．制造小型车床和小型机械工具，并利用其制造更小型的。 3．小机器帮助实施手术。 4．（通过极其精巧而小心的设计）通过伺服马达和主从手臂的关系用大机械零件制造小机械零件，并逐层深入，最终制造极其微观的机械零件。 5．在每个阶段都可以改善机械制造时的精度。 6．设计时要充分考虑小尺度下的各种相互作用的问题。 （五）重新排列原子（最终问题） 1．通过重排原子，制造出高纯度甚至绝对纯的物体。 2．控制原子的排列，将会有很多美妙的事情。 3．制造微观上的震荡电路，将其排布到一起，使得无线电波辐射密度、强度和功率大大增加。（或大功率光柱） 4．利用超导或其他技巧解决小尺度下的阻抗太大等电器问题。 5．因为小尺度下的量子力学性能制造出有奇妙性能的物体。 6．小尺度下的制造可以没有误差，因为原子在某种程度上是一模一样的。 7． 一个个原子地计划制造东西，如排列和制造新的原子。 （六）实验室间和学校间的竞赛 1．各个学校间通过竞赛鼓励制造更加微观的物体。 2．通过奖励措施鼓励科学家制造出微观物体。 五组： 一．原子的操作性问题 （一）在针头上书写大英百科全书 1.可行性 针头面积与纸张面积相比较 2.操作性 （1）如何写小字 A.离子源射出电子，聚焦 B.蒸发法 C.电子束撞击 （2）如何印刷书籍 塑胶硅膜为载体 （3）如何阅读 蒸发——电子显微镜 （二）制造微型设备（以计算机、汽车、电器元件为