德雷克斯勒講的納米技術的故事（簡體書）

納米技術是20世紀90年代初迅速發展起來的新興科技。這一概念最早來源于美國科學家德雷克斯勒博士《創造的發動機——即將到來的納米技術時代》一書中提出的分子納米技術。經過幾十年的研究，納米技術已經取得了突飛猛進的發展。全世界的科學家都知道納米技術對科技發展的重要性，所以世界各國都不惜重金發展納米技術，力圖搶占納米科技領域的戰略高地。
同學們，大家想了解神奇的納米技術嗎？快快跟隨德雷克斯勒博士走進納米世界吧！
郭泳稙編著的《德雷克斯勒講的納米技術的故事》以使納米技術廣為人知的德雷克斯勒博士直接授課的方式呈現給讀者。通過閱讀《德雷克斯勒講的納米技術的故事》，希望讀者們能夠了解納米技術這一用語被廣泛使用的過程、納米技術被應用的領域以及納米技術的前景等。

作者:(韓)郭泳稙 譯者:王懿
郭泳稙

畢業于首爾大學自然科學系物理學專業，并獲得美國肯塔基大學博士學位。從1985年起至今，在水原大學物理專業任教。著有多部科普類書籍。

最經典的科學，最前沿的技術加最通俗、最權威的解讀，兩院院士+知名學者+特級教師重磅推薦，讓孩子受益一生的“科學家講的科學故事”！
郭泳稙編著的《德雷克斯勒講的納米技術的故事》介紹的是納米技術的基礎知識。然而，納米技術涉及到科學的很多方面，內容非常龐雜，這本小冊子無法將所有的領域都包含在內。因此，本書僅以與納米技術相關的核心技術和納米技術中經常出現的內容和概念為中心展開介紹，包括半導體技術、碳納米管、生命科學及醫學領域等。將來，隨著納米技術的不斷發展，納米技術將進一步擴展到科學和技術的各個領域。

為夢想成為德雷克靳勤那樣偉大的科學家的青少年講述的”納術技術”的故事
美國著名的物理學家費曼曾經預言小分子的世界能夠成為容納極小結構的場所。然而，當時大部分的人們認為這是不可能的事情。直到進入20世紀後期，科學家們才開始對這一微小的世界產生了興趣。這個微小的世界就是納米的世界。
對于納米世界，我們只是剛剛有了初步的認識。納米世界并不僅僅單純指微小的世界。在納米世界中發生著我們的世界里完全無法經歷的事情，而這些事情又會對我們的日常生活產生很多的影響。這就是為什么我們要研究納米世界的原因所在。
本書介紹的是納米技術的基礎知識。然而，納米技術涉及到科學的很多方面，內容非常龐雜，這本小冊子無法將所有的領域都包含在內。因此，本書僅以與納米技術相關的核心技術和納米技術中經常出現的內容和概念為中心展開介紹，包括半導體技術、碳納米管、生命科學及醫學領域等。將來，隨著納米技術的不斷發展，納米技術將進一步擴展到科學和技術的各個領域。
本書以使納米技術廣為人知的德雷克斯勒博士直接授課的方式呈現給讀者。通過閱讀本書，希望讀者們能夠了解納米技術這一用語被廣泛使用的過程、納米技術被應用的領域以及納米技術的前景等。
感謝對本書的出版給予幫助的人們，并對閱讀此書的讀者們表示誠摯的謝意。
郭泳植

第一課 納米技術的定義
第二課 長度和質量的單位
第三課 原子和分子
第四課 觀察分子的顯微鏡
第五課 納米結構的制造
第六課 改變世界的半導體技術
第七課 新型納米材料
第八課 醫學與納米技術
附錄
科學家簡介
科學年代表
核心內容測試
現代科學辭典

德雷克斯勒
同學對于即將開設的新課程充滿了期待。從今天開始的八天時間里，同學們將從美國物理學家德雷克斯勒那里學習納米技術的知識。德雷克斯勒是最早強調納米技術的重要性并使人們對納米技術產生興趣的著名科學家。過了一會兒，身著黑色長褲、紅色外套的德雷克斯勒走進了教室。
各位同學，大家好！很高興來到韓國給大家授課。
今天是第一節課，我先自我介紹一下，然後再解釋什么是納米技術。講課過程中如果大家有問題，請隨時舉手提問。
諸位可能已經知道了，我的名字叫德雷克斯勒。
1955年，我出生在美國加利福尼亞州一個叫做奧克蘭的城市。因此我算是“科學家講的科學故事”這一系列叢書中年紀最輕的科學家了。大家看我胡子那么多，看上去都像個爺爺了，還說自己年輕，是不是覺得奇怪呢？然而，科學家系列中有牛頓、伽利略、愛因斯坦這樣偉大的科學家，和他們相比我就算是年輕的了。能夠和這些大家一起講授科學知識，對我來說是莫大的榮幸。
如果有同學曾經讀過納米技術的書籍，就應該聽說過我的名字。講到納米技術也一定會講到德雷克斯勒這個名字。每到這個時候，我一方面感到無比的榮幸；另一方面，這是我對于納米技術發展做出重大貢獻的一個佐證，感到十分欣慰。
在正式開講之前，我向大家提出一個問題。對于想要開發一門新科學的人來說最重要的是什么？也就是說，想要探索別人未曾研究過的領域的人是怎樣的人呢？
同學們議論紛紛。有的同學認為要學習成績好，有的同學認為應當有冒險的精神，有的同學認為應當具備聰明的頭腦。聽著同學的討論，德雷克斯勒微笑著開了口：
大家剛才說了很多，說得都很對。要研究別人未曾研究過的新事物，要學習好，要有冒險精神，也要有聰明的頭腦。但是，最重要的是要具備挑戰的精神。就算知道很多的知識，非常努力地工作，有很多好的主意，但如果沒有那種想要去做別人未曾做過的事情的挑戰精神，就什么也做不成。
事實上，我自己在學習方面并沒有像大家那樣用功，而且，我也沒有比各位聰明的地方。
我今天之所以能夠站在這里給大家講授納米技術的故事，我認為，那是因為和別人相比，我有更強的挑戰精神。
我并不是一開始就對納米技術產生興趣并對納米技術進行研究的。我從小就喜歡挑戰那些人們認為無法做到的事情。高中畢業進入麻省理工學院（MIT）學習的時候，我對外星人方面的研究頗感興趣，那也可以說是因為具有挑戰性。後來，對于外星人的興趣漸漸地轉向了尋求宇宙空間中人們可以生存的場所，即尋找宇宙殖民地的方向。在我二十歲那年的夏天，我還參加了美國國家航空航天局（NASA）設立的與宇宙工學相關的暑期學校。
在麻省理工學院，我取得了學士學位、碩士學位和博士學位。1977年我取得了理科基礎的學士學位。理科基礎的學士學位并不是授予給在物理或者化學單一領域研究的學生的學位，而是授予同時在諸多科學領域研究的學生的學位。1979年，我獲得了碩士學位，碩士學位論文的題目是《高性能太陽系航行體系設計》。當時我認為挑戰人們至今尚未開拓的、無限的宇宙空間是最具有價值的，因此，對宇宙旅行、宇宙殖民地的開發等非常感興趣，所以我加入了L5協會。 L5協會雖然和納米技術沒有什么關系，但卻是在介紹我本人時不可遺漏的一個團體。L5協會中的L是法國物理學家約瑟夫·拉格朗日（Joseph Lagrange，1736一1813）姓名的首字母。我在大學學習的時期，很多科學家都對宇宙人工殖民地很感興趣。L5協會正是匯聚了這些科學家的團體。
這些人研究的是如果我們能夠在宇宙建立殖民地，那么應該在何處建立，又如何建立。我加入這一團體的原因就在于地球的空間是有限的，而我相信人類遲早要進軍宇宙。
L5協會通過許多研究活動拓展了人們對于宇宙的知識，對于人類進軍宇宙生活時需要哪些東西進行了很多的研究。然而，與我們之前設想的相比，建設宇宙殖民地不論在技術層面，還是在經濟層面都是非常困難的。一開始，人們以為在不久的將來，人類就可以進入宇宙空間生活，慢慢地人們意識到，這不是輕易能夠實現的。這樣一來，人們對于宇宙殖民地建設問題的興趣也就逐漸減退了。
但是，人類最終還是會進入到宇宙空間中。在過去的三百年里，人類取得了很多之前從來未曾想象過的成就。同時，科學和技術發展的速度也越來越快。因此，千萬年以後，人類將發展出我們現在無法想象的先進科技。到那時，人類進入宇宙建設殖民地將不再困難。
從宇宙到分子
我的興趣從人類在宇宙空間中建立殖民地方面轉向分子單位是在20世紀70年代中期，讀了理查德·費曼（Richard Feynman，1918—1988）的文章以後。
基于對量子電動力學的重要貢獻，獲得諾貝爾物理學獎的美國物理學家費曼，1959年在一次演講中強調了“微小的世界里存在著寬廣的領域”。認為宇宙中還存在著未曾被開發的領域的我聽到他所說的這句話後，得到了新的啟發。
在宇宙中開發人類能夠生存的殖民地與利用原子或分子制造非常微小的器械，這兩者看上去完全風馬牛不相及，但我認為，從擴展人類的界限來看意義是相同的。誰都未曾進入的世界不僅包括宇宙這樣廣闊的世界，還有原子或分子這樣微小的世界。一旦產生了這樣的想法，我決定不再研究宇宙殖民地的建設，而是轉向分子納米技術（MNT，Molecular Nano—Techn010gy）的研究，這是對別人未曾留意的領域的挑戰。
然而，最早使用納米技術這一用語的并非本人。1974年，日本東京大學的谷口紀男博士（N0rio Taniguchi，1912—1999）在解釋制造半導體零部件中所使用的薄膜時，首次使用了納米技術這一用語。我將納米技術定義為在原子及分子單位中制造物質的過程。谷口紀男利用電、超短波、電子束、激光等研究制造了精巧的零部件。所以，如果說是費曼讓人領悟了納米技術的可能性，谷口紀男則使納米技術開始了發展。
盡管如此，關于納米技術，比起費曼和谷口紀男，人們對于我的名字更為熟悉。因為使納米技術這一用語廣為人知的正是我。1986年，我寫的《創造的發動機——即將到來的納米技術時代》一書出版，從此，納米技術這一用語開始為人們所熟悉。
那時，我是在并不知道谷口紀男早已使用了納米技術這一用語的情況下使用該詞的。所以說，雖然最早使用這一用語的并非本人，可我卻是使納米技術這一用語廣為人知的人。由于我著作的出版，全世界的人們都開始使用納米技術一詞，這還是頗為值得自豪的吧？ P3-9