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可编程物质从科幻走向科实

通过控制电子,量子点可以改变物质的本质属性。

作者:Wil McCarthy
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可编程物质的想法在我1998年时涌现。当时我正在写一个短篇故事,后来它发展成了一部小说,名叫《

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The Collapsium

》,并最终成为了一系列合称为“太阳系女王王国”(The Queendom of Sol)的书籍,这是一部太阳系(及部分更远地区)的未来史。正如阿瑟·C·克拉克(Arthur C. Clarke)所说:“任何足够先进的技术都与魔法无异”,因此在我的书中,我试图包含那些看似魔法但有真实科学基础的技术。可编程物质无疑符合“魔法”的范畴。这种奇妙的物质可以用来建造任何东西,从椅子到宇宙飞船,并且几乎可以瞬间改变自身。一张桌子可以一瞬间表现得像黄金制成,下一刻又像钻石一样。

“真实科学”的部分来源于一种微小的半导体物体,称为量子点,它们将电子限制在一个小空间内。最精彩的部分在于:就电子而言,这个环境与它们在围绕原子核的轨道上运行时所经历的环境几乎相同。因此,电子表现得就像是原子的一部分——具体是哪种类型的原子,取决于点的大小和形状,以及泵入或泵出的电子数量。改变电子数量,就可以从一种类原子电子结构切换到另一种。

我意识到,如果科学家们能够在体量上、在室温下让量子点表现得像合成原子一样,那么就有可能创造出其属性可以实时调整的材料。换句话说,我们真的可以制造出可编程物质,或者像我在书中称之为“wellstone”(贤石)那样。

》的非虚构书籍。由于我是一名工程师,我还获得了两项专利,并创立了一家名为 Programmable Matter Corporation 的初创公司。

》中编辑过的节选。在遥远的未来,小说的主人公们在经历了多次技术灾难的数百年后,发现了自己正在收拾残局。

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