三十一 分子机器（1/2）

“什么是分子机器？”每一个人都睁大了眼，这样的新名词确实十分吸引眼球。

父亲没有立即回答，似乎这是一个不容易回答的问题，他沉咛片刻后喝了一口水才继续说道，

“这是一个漫长的话题，现在，分子机器在国外又被称为纳米机器，如果要透彻理解它我们需要从人类制造工具的历史说起……”

随后，他握起拳头举在半空，环视一下众人，仿佛手里抓着一块石头，说：

“3万年前，我们的祖先使用石头制造工具，他们手里抓着大约含有10的24次方个原子的石头，他们通过削、磨去掉含有10的21次

方个原子的碎片来制造战斧和其他石器工具。”

“之后他们用粘土烧制陶罐，”

“然后是烧化矿石得到青铜，他们锤打青铜使之成型。制成青铜工具。”

“后来，随着冶炼技术进一步发展，他们炼出了铁，然后是钢，用加热、锻打、切削的方法使之成型。”

“与之同时，当有组装的技术出现时，工具不再局限于单一物质上的切削、锻打、铸造，而是可以由不同性质的物质做成的零件

组装而成，如车，矛，弩等，从此，人类全面进入组装工具时代！”

“到了近代，我们已经能够将各种不同形状，不同大小的零件组装在一起形成新的工具，比如将齿轮、马达、杠杆、引擎、外壳

等东西组装在一起就制成了最早的汽车。”

“到了现代，五花八门的人工制品的种类越来越多，人类能够制作的工具也越来越精细，而且现代人发明了新型的分子材料，如

塑料，这些材料能用来非常方便的整体塑形轻便的新式工具……”

“分子材料就是分子机器？”二娃歪着头在一边问。

“不，不，不，它们不是同样的东西，就像热狗不是狗一样！”

“再后来，人们逐渐了解到周围的物质性质原来取决于它们的分子的属性。”

“空气的形状和体积都不固定是因为它的分子可以自由移动，在开放的空间中碰撞跳动。”

“水分子粘在一起同时又到处移动，所以水在变形的同时保持体积不变。”

“铁保持它的形状是因为它的原子按规则形式粘在一起，我们能弯曲和锤打它是因为它的原子可以互相滑动同时又保持联系。”

“玻璃在锤击下会破碎是因为它的原子在滑动之前就互相分离了。”

“橡胶由互相扭曲在一起的大分子网络组成，象一堆弹簧，当拉长和放开后，它的分子也被拉直和重新盘绕。”

“而这些简单分子结构形成的是消极被动的物质，更复杂的形式是由可以活动的纳米机器组成的物质”。

“所以，利用这些特性，分子材料技术突飞猛进，强于合金钢数倍的高强度的碳素纤维被制造了出来，”

“之后，每当我们提及一个工具，我们会首先观察它是由哪些材料制成的，其次我们会关心，这些材料制成的零件是怎样组装在

一起的。这两个方面都异常重要。”

“然后，如果这个工具是机器，那么它至少具有一项功能，是可以运转的！就像蒸汽机！”

“再如果，这个机器更高级一些，它将带有智能，就像计算机，那么它将是跟高级的机器，”

“好了，绕了这么大一个弯，我们现在来解释什么是纳米机器，”

“纳米机器是直接由原子或小尺寸分子作为零件，在最细小的尺度和空间上按特定需求按照特定序列排列的原子组成。这些原子

可以是同元素原子，也可以是多种不同元素原子组成。”

“而纳米机器不同于纳米材料，在如此小的尺寸上构建的机器，它们必须具有智能！”

“单个的纳米机器实际上就等同于一台纳米计算机！只是几百年前没有人知道计算机这个名词而已。”