ریچاردفاینمن ، پدر علم نانو
[vc_row][vc_column][vc_column_text]
ریچارد فاینمن ، از تاثیر گذارترین فیزیکدان های سده بیستم میلادی بود که درسال 1965 برای پژوهش هایش در الکترودینامیک کوانتومی ، به همراه جولیان شووینگر و سین ایترو تومونوجا جایزه نوبل فیزیک گرفت .
او در روز 29 دسامبر 1959 میلادی ، برابر با 23 آذر سال 1338 هجری شمسی ، طی یک سخنرانی در انجمن فیزیک آمریکا ، دیدگاه و ایده های جدید و جالبی را مطرح کرد .
این سخنرانی نوآورانه فاینمن با این عنوان برگزار شد
” آن پایین فضای بسیاری هست “
در ادامه ترجمه بخشی از این سخنرانی را میخوانید :
ریچارد فاینمن : می‌خواهم حوزه‌ای را شرح دهم که هنوز جای کار زیادی دارد. این حوزه شبیه حوزه فیزیک ذرات بنیادی نیست، زیرا چیز زیادی در مورد اینکه ذرات بنیادی عجیب چه هستند نمی‌گوید. بلکه بیشتر شبیه فیزیک حالت جامد است، چون در مورد پدیده‌های عجیبی که در شرایط پیچیده اتفاق می‌افتند، اطلاعات جالبی می‌دهد. به علاوه ، نکته‌ای که از همه مهمتر است، تعداد زیاد کاربردهای تکنیکی این حوزه است .
چیزی که می‌خواهم بگویم ، مشکل تولید و کنترل اشیا در مقیاس کوچک است. به محض طرح این موضوع ، مردم به من در مورد کوچک سازی و میزان پیشرفتِ آن تا امروز می‌گویند. آنها از موتورهای الکتریکی‌ای به کوچکی ناخن انگشت سخن می‌رانند. آنها می‌گویند وسیله‌ای وجود دارد که می‌تواند متن کتاب مقدس را در سر سوزن بنگارد. اما دنیای کوچک شگفت‌آورتری در پایین‌دست وجود دارد. در سال 2000، وقتی به روزگار ما نگاه کنند، با تعجب می‌پرسند چرا تا سال 1960 کسی به طور جدی به این سمت حرکت نکرده بود؟ چرا ما نمی‌توانیم 24 جلد «دایره‌المعارف بریتانیکا» را در سر یک سوزن بنویسیم؟ بگذارید ببینیم چه مسائلی دخیل هستند. پهنای سر سوزن یک میلی‌متر است. اگر آن را 25 هزار بار بزرگتر کنیم ، سطح سر سوزن برابر با مساحت همه صفحات «بریتانیکا» می‌شود. بنابراین، تنها لازم است که اندازه‌های نوشته‌های دایره‌المعارف را 25 هزار بار کوچک کنیم . آیا چنین چیزی ممکن است؟ قدرت تشخیص چشم انسان دو دهمِ میلی‌متر است که برابر با یکی از نقطه‌های کوچک دایره‌المعارف یادشده است. اگر آن را 25 هزار بار کوچک کنید، هنوز هشتاد آنگسترم (هشت نانومتر) پهنا دارد، یعنی به پهنای 32 اتم در یک فلز معمولی . به زبان دیگر، یکی از آن نقاط هنوز هزار اتم در خود جای می‌دهد. بنابراین، هر نقطه می‌تواند در اندازه لازم برای چاپ تنظیم شود؛ دیگر شکی نیست که در سر سوزن فضای کافی برای قرار دادن «دایره‌المعارف بریتانیکا» موجود است .
حال که «دایره‌المعارف بریتانیکا» روی سر سوزن جا شد، بیایید همه کتاب‌های عالم را در نظر بگیریم. کتابخانة کنگره حدود نُه میلیون جلد کتاب دارد، کتابخانه موزه بریتانیا پنج میلیون جلد و کتابخانه ملی فرانسه پنج میلیون جلد دیگر. مسلماً در میان اینها نسخه‌های تکراری هم وجود دارند. بنابراین، فرض کنیم 24 میلیون جلد کتابِ غیر تکراری در دنیا وجود دارند. کتابدار ما در کَلتِک (مرکز تحقیقاتی که فاینمن در آنجا تدریس و تحقیق می‌کرد) هر چه قدر تند و تیز باشد ، بعد از ده سال فقط می‌تواند اطلاعات مربوط به 120 هزار جلد کتاب را توی کارت‌ها بنویسد. متن کتاب‌هایی که از کف تا سقفِ همه ساختمان کتابخانه چیده شده‌اند، و کارت‌هایی که همه کشوهای کتابخانه را انباشته‌اند، همه می‌توانند تنها در یک کارت نگه‌داری شوند. آیا چنین چیزی ممکن است؟
بنابراین باید بتوانیم اتم‌های منفرد را ببینیم. اگر اتم‌ها را از هم جدا ببینیم، چه فایده‌ای دارد؟ ما دوستانی در رشته‌های دیگر داریم ، مثلاً در زیست‌شناسی . ما فیزیکدان‌ها معمولاً به آنها نگاه می‌کنیم و می‌گوییم: «می‌دانید چرا همکاران شما این‌قدر کُند پیشرفت می‌کنند؟ (در واقع ، من رشته‌ای را نمی‌شناسم که در زمان ما رشدی به سرعت زیست‌شناسی داشته باشد) شما باید ریاضیات را بیشتر به کار ببرید ، همان کاری که ما می‌کنیم.» آنها مؤدبانه پاسخ می‌دهند: «کاری که شما باید انجام دهید تا ما سریع‌تر پیشرفت کنیم ، این است که میکروسکوپ الکترونی را صد مرتبه بهتر کند .»
اصلی‌ترین مسائل در زیست‌شناسی امروز چه هستند؟ مثل : ترتیب پایه های DNA چیست ؟ یک یک جهش ژنتیکی رخ دهد ، چه اتفاقی می افتد ؟ در ترتیب پایه ها در DNA چه ارتباطی در اسید های آمینه در پروتئین دارد ؟ ساختار RNA چیست ؟ یک زنجیره ای است یا دو زنجیره ای و چگونه در ترتیب پایه ها با دی ان ای مرتبط می شود ؟ ساختار میکروزوم چیست ؟ پرو تئین ها چه طور سنتز می شوند ؟ RNA کجا می رود ؟ چگونه قرار میگیرد ؟ پروتئین ها کجا قرار می گیرند ؟ آمینو اسید ها از کجا داخل میشوند ؟ در فتوسنتز کلروفیل کجاست ؟ چگونه چیده شده است ؟ کاروتنوئید ها کجا در این فرآیند دخیل میشوند ؟ سیستم تبدیل نور به انرژی شیمیایی چیست ؟
پاسخ دادن به این سؤالات بنیادی زیست‌شناسی بسیار ساده است. کافی است به ساختارها نگاه کنید. می‌توانید ترتیب پایه‌ها را در زنجیره یا ترکیب میکروزوم را ببینید. متأسفانه میکروسکوپ‌ها در حال حاضر، مقیاسی را می‌بینند که بسیار زمخت است. میکروسکوپ را صد مرتبه بهتر کنید. در این صورت بسیاری از مسائل زیست شناسی ساده تر می شوند .
اگر فیزیکدان‌ها بخواهند، می‌توانند دشواری کار شیمیدان‌ها در مسائل تجزیه شیمیایی را حل کنند. تجزیه هر ترکیب پیچیده شیمیایی بسیار ساده است ، فقط باید به آن نگاه کرد و دید اتم‌ها کجا هستند. یک سیستمِ زیستی می‌تواند بسیار کوچک باشد. سلول‌ها خیلی ریز، اما بسیار فعال‌اند. آنها ترکیبات مختلفی می‌سازند، حرکت می‌کنند، و همه جور اعمال شگفت‌انگیز انجام می‌دهند ، همه در مقیاسی بسیار ریز . همچنین آنها اطلاعات ذخیره می‌کنند . امکانش را تصور کنید که ما هم بتوانیم چیزی بسیار کوچک بسازیم که آنچه ما می‌خواهیم انجام دهد یا به عبارت دیگر بتوانیم شیئی بسازیم که در آن ابعاد مانور دهد !
امکانات یک ماشین کوچک با قابلیت تحرک چیست؟ آنها ممکن است به دردنخور باشند ، اما مسلماً ساختن آنها مُفرّح است. من نمی‌دانم به طور عملی چطور در ابعاد ریز این کار را انجام دهم ، اما می‌دانم که ماشین‌های محاسبه بسیار بزرگ هستند ، آنها اتاق‌های متعدد را اشغال می‌کنند . چرا نمی‌توانیم آنها را خیلی کوچک بسازیم ، آنها را از سیم‌های ریز بسازیم ، از اجزای کوچک و منظور من از کوچک این است که به عنوان مثال سیم‌ها 10 یا 100 اتم پهنا داشته باشند و مدارها در گستره چند آنگستروم قرار بگیرد .
امکانات ماشین‌های کوچک اما متحرک چیست؟ دوست من ، آلبرت هیبس ، امکان جالبی برای یک ماشین کوچک پیشنهاد می‌کند. او می‌گوید که اگرچه ایده بسیار خامی است ، اما بسیار جالب است اگر بتوانی جراح را ببلعی . جراح مکانیکی را درون رگ قرار می‌دهی و او به داخل قلب می‌رود و اطراف را مشاهده می‌کند (مسلماً اطلاعات باید به خارج ارسال شوند). او پیدا می‌کند که کدام دریچه مشکل دارد و با یک چاقوی کوچک آن را جراحی می‌کند. بعضی ماشین‌های کوچکِ دیگر می‌توانند به طور دائم در بدن کار گذاشته شوند تا به اعضایی که نارسایی دارند ، کمک کنند .
اما من هراسی ندارم که سؤال آخرم را طرح کنم. آیا در آینده بسیار دور می‌توانیم اتم‌ها را آن‌جور که می‌خواهیم بچینیم؟ خود اتم‌های بسیار ریز! چه اتفاقی می‌افتد اگر بتوانیم اتم‌ها را یکی‌یکی طوری بچینیم که می‌خواهیم؟
و اما میبینیم آینده ای که فاینمن برای پیش بینی هایش در نظر داشت ، زیاد هم دور نبود .
اکنون پس از اینکه حدود نیم قرن از این سخنرانی میگذرد ، بسیاری از ایده هایی که در آن زمان از نظر عده ای دست نیافتنی بود ، روزانه لا به لای اخبارعلمی به گوشمان میخورد که به تحقق پیوسته اند .
اینکه اکنون سخنان فاینمن عملی شده است یا در آینده نزدیک به حقیقت میپیوندد ، بخش بزرگی را مدیون علمی بین رشته ایست که دیدگاه های فاینمن در پی ریزی آن نقش مهمی داشته است ; علم و فناوری نانو
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column width=”1/3″][/vc_column][vc_column width=”1/3″][tlg_button title=”از ما حمایت کنید .” btn_link=”url:https%3A%2F%2Fidpay.ir%2Fshimidoon|||” btn_size=”btn-block” layout=”btn btn-filled btn-light btn-rounded” hover=”hvr-pop” icon=”ti-money” button_icon_hover=”yes” css_animation=”fadeIn” customize_button=”yes” btn_custom_layout=”btn btn-rounded” btn_color=”#ffffff” btn_bg_gradient=”#870501″ btn_bg_gradient_hover=”#eded00″ btn_bg_hover=”#d80700″ btn_border_hover=”#43c100″ btn_bg=”#1e0000″][/vc_column][vc_column width=”1/3″][/vc_column][/vc_row]
عباس حیدری
