获奖者
巴基球整齐排列
IBM 的分子算盘
创新者：James Gimzewski
自 20 世纪 80 年代中期科学家发现碳 60 分子——一种形状像两个测地穹顶，也称为富勒烯——以来，他们一直在努力寻找它的实际用途。现在，瑞士 IBM 苏黎世研究实验室的物理学家 James Gimzewski 取得了一定的成功。
一切始于 Gimzewski 和他在 IBM 的同事们开始玩弄扫描隧道显微镜（STM）。这种显微镜的探针极其微薄，能够滑过表面，像盲人读盲文一样记录原子的存在。当他们得知探针还可以像犁一样刮起原子团，并在后面留下微观的沟槽时，他们很快就开始随意地推动单个原子，甚至用 35 个过冷氙原子拼出了 IBM 的字母。然后，Gimzewski 和他的几位同事想到用 STM 和一些巴基球制造一个计算机器。去年 11 月，他们推出了世界上第一个分子算盘。
算盘很简单——只有十个巴基球沿着铜表面上的微观凹槽排列。为了进行计算，Gimzewski 使用 STM 探针来前后拖动巴基球。这些凹槽实际上是铜表面上自然出现的微小台阶，使得 Gimzewski 可以在室温下进行计算。
理论上，Gimzewski 的算盘可以存储比传统计算机内存多十亿倍的信息。但实际上，这个算盘很笨拙。不过，它确实展示了科学家们在操纵微观世界方面已经变得多么娴熟——它甚至可能朝着制造分子大小的机器迈出了第一步。他说，如果你观察年幼的孩子，他们会捡起东西，转动它们，然后放下它们——这些都是非常基本的操作。我们现在就处于那个阶段。这种简单的设备只是展示了我们希望实现的那类事物。
分子的多种形状
纽约大学的 DNA 结构
创新者：Nadrian Seeman
如果科学家们最终实现了制造分子大小机器的梦想，那么有一天微型机器人可能会在你的血液中游弋，修复损伤，对抗感染，或直接将药物输送到你的肝脏、心脏或其他需要治疗的身体部位。虽然这一天可能还很遥远，但化学家 Ned Seeman 已经让我们更近了一步。他利用 DNA（携带遗传密码的长双链分子）构建了极其微小的物体，需要数百万个这样的物体才能跨越一枚硬币的宽度。
Seeman 在 1980 年得到了这个微观建筑项目的灵感，当时他正在研究排列成四臂连接点的 DNA 链。（典型的 DNA 分子形成一条直线，但两条链偶尔会交叉形成一个十字形连接点。）Seeman 认为，他完全有可能设计出自己的 DNA 链，使其能够自动卷曲成更复杂的形状。他开始制造带有五个和六个臂的连接点，并最终转向了正方形、立方体和截角八面体。
虽然 DNA 链足够坚硬，可以作为分子框架的梁，但事实证明，这些连接点到处晃动。然而，在 1996 年 6 月，Seeman 设计并制造了一个坚固的双连接点，防止他的结构下垂。现在他认为他已经掌握了制造微型机器的基本技术。他说，我们相信我们知道如何用 DNA 制造几乎任何形状。然而，经过近二十年的努力才达到这一点，Seeman 丝毫不敢掉以轻心。他说，我认为我们在这里所做的大部分工作是工程学，但偶尔也会出现意想不到的情况，那时我们就需要做一些科学研究。
