當人們在銀幕上看到納米蟲彈頭差一點吞噬巴黎,請記住,這不僅僅是藝術與科學的幻想,正如英國牛津大學教授尼克·博斯特羅姆所說:隨著納米技術的發展,人類也許能夠研制出“難以有效防御”的先進武器,尖端的納米技術有可能成為“本世紀人類面臨的最大威脅之一”。
納米的誘惑
一納米有多小?相當一根頭發直徑的6萬分之一(十億分之一米)。
科學巨匠愛因斯坦早就預言:“未來科學的發展無非是繼續向宏觀世界和微觀世界進軍。”當人類轟轟烈烈地飛入太空、登上月球、探索火星之際,人類同時也在靜悄悄地深入物質內部,并在物質微粒間營造出一個嶄新的微觀王國。在這神奇奧妙的納米天地里,一些見所未見、聞所未聞的“精靈”,如分子開關、原子制動器、單個電子晶體管等相繼誕生了。
如此小而又小的微粒怎樣加工?科學家自有鬼斧神工。
納米技術從研究走向實用有三大關鍵:一是研制納米材料,二是尋求超精度微加工方法,三是做出微機電系統。

首先是研制納米材料:如今高能量納米材料、納米隱身材料、納米磁性材料已有重大突破。某些納米材料產品已在高技術開發和軍事應用領域作出了突出貢獻。至于納米加工,當物體尺寸達到納米級,常規的加工技術就沒有了用武之地。怎么辦?納米技術研究者打破常規,進行反向思維,將常規的“由大到小”的加工方法改變為“由小到大”的加工方法,發明了所謂掃描隧道顯微鏡加工技術。
納米技術的核心技術是微機電技術。當每個部件都小到納米級以后,宏觀的參數如體積、重量等都變得微不足道了,而與物體表面相關的因素如表面張力和摩擦力就顯得至關重要了。新的物理特性使納米器件非常堅固耐用,同時也非??煽?。一般納米器件振動2000萬次,也絲毫不會損壞。近10多年,微機電技術獲得了實質性突破??茖W家們成功地制出了納米齒輪、納米彈簧、納米噴嘴、納米軸承等微型構件,并在此基礎上制成了納米發動機。這種微型發動機的直徑只有200微米,一滴油就可以灌滿四五十個這種發動機。與此同時,微型傳感器、微型執行器等也相繼制成。這些基礎單元再加上電路、接口,就可以組成完整的微機電系統了。
在各國投入巨資極力推動下,現在的納米技術和產品可以說已經完全褪去了科幻色彩。日本NEC公司基礎研究所利用納米技術已經制成了新型量子器件——量子點陣列,突破了微電子技術的極限。美國已研制成功可由激光驅動,寬度只有納米的并具有開關特性的復雜分子。這將為研制激光計算機提供技術基礎。1993年,日本日立公司宣布,該公司與英國劍橋大學利用納米技術,研制成功存儲達16吉拉的“單分子存儲器”。將來分子電路和分子電腦一旦研制成功并實用化,就可以研制體積更小、功能更強的計算機。
美國研制的納米隱身技術“超黑粉”,對雷達波的吸收率達100%,這必將促進隱身技術的新發展。在日本,豐田公司組裝了一輛米粒大小運轉自如的汽車;德國科學家制成了一架直升機。它只有黃蜂大小卻能升空飛行,美國研制的微型發動機小得驚人,5立方厘米的空間里能裝下1000臺,利用這種微型發動機制造的機器人“醫生”可進入人體直腸。
2000年,在納米技術迅猛發展的背景下,中科院正式組建中科院納米科技中心,開通納米科技網,并宣布啟動投資總額達2500~元的知識創新工程重大項目“納米科學技術”。最近,有報道稱,我國以納米技術為基礎的企業已有上百家,納米材料的生產線有的已投入生產或正在開發之中。
中國神話催生納米美軍
越戰期間,當美軍前線指揮官正為找不到目標而苦苦發愁時,一大批經過特殊改裝的“臭蟲探測器”,很快通過飛機撒布在越南北方茂密的叢林之中。這些臭蟲一旦爬到越南人民軍身上吸血時,背上的超微型無線電發射器便發出信號,這就引導了美國轟炸機和攻擊機對發出信號的地區實施轟炸。在越南戰爭的最后階段,美國企圖通過對交通線的狂轟濫炸,以爭取和談的有利條件。在這次戰役中,“臭蟲”也被大量廣泛地應用,眾多攜帶發射器的“臭蟲控測兵”被撒布到越南北方各地,尤其是“胡志明小道”周圍。當時的運輸隊無論白天黑夜,在叢林中反復挨炸,始終不知道是何原因。
這次戰役被看作是美軍第一次大規模使用微型化武器,它所取得的實戰成果也促進美軍大力發展納米武器。
2008年3月中旬,從美國首都華盛頓傳出的消息稱,五角大樓先進武器研發局,與位于亞特蘭大市的喬治亞技術研究所簽訂了一項合作協議,爭取在5年內用納米武器裝備美軍。
說起來很有意思,使該項目負責人,喬治亞技術研究所的賈森·納德勒成為納米武器專家的,竟是中國的一部小說!
不久前,納德勒在談起自己與納米武器結緣的原因時說:“我是很偶然讀了中國的神話小說《西游記》,孫悟空變成小蟲子鉆進鐵扇公主肚子里,追使她乖乖就范的故事,給我留下了很深刻的印象。這甚至改變了我日后的生活和工作方向……”
1996年,納德勒在美國東北大學完成了機械工程專業的本科學業。隨后,他一邊工作,一邊攻讀喬治亞技術研究所的材料與工程學博士學位。其間,他獲得過兩項專利,因而名聲大振。2003年,他順利通過博士論文答辯。一時間,眾多科研機構的聘用合同蜂擁而來,讓他有些目不暇接。其中,喬治亞技術研究所的邀請函最讓他感興趣,但對方想讓他研究納米技術在軍事上的應用?!斑@是一個學非所用的工作?!奔{德勒當時有些猶豫?!瓣P鍵時刻,《西游記》里的‘納米武器’,對我產生了神奇的影響?!奔{德勒坦言。
“它們很小!”納德勒向朋友們介紹他的研究成果,比如現在美國最先進戰斗機上的全部電子系統,若采用納米技術,可以集成在一塊很小的芯片上;也是因為體積小,納米武器的隱蔽性很高,可“潛伏”在敵方關鍵設備中幾十年而不被發現;納米器件的運行速度比半導體器件快1000倍,因此其攻擊速度和威力相當驚人。
相比之下,向五角大樓決策者們解釋納米武器的威力就困難多了——他們要看到實際效果。2008年1月初,在五角大樓的要求下,納德勒主持了一次電腦模擬的納米武器作戰演習——“戰爭”發生在2010年,美國與敵方的飛機、坦克、大炮在戰場上頻繁調動。就在雙方劍拔弩張之時,天空中出現了許多“蒼蠅”、“黃蜂”等“小昆蟲”,地面上也擁出數以萬計的“螞蟻”。這些“小動物”有的在戰場上空盤旋,有的則直接進入敵方的指揮機關、雷達站、彈藥庫等。隨著“轟”的一聲巨響,敵方彈藥庫率先發生爆炸。緊接著,敵方指揮通信系統也莫名其妙地炸開了花,在前線待命的飛機、坦克和航母,因接不到指令、失去彈藥和能源補給,全都成了廢鐵……
納德勒預計,在5年內,他有能力讓第一批納米武器正式服役,10年內可望進行大規模部署,包括組建一支“納米微型軍隊”。他之所以如此自信,是因為在2007年末,他的團隊在三大關鍵領域取得了突破。這三大關鍵領域是:合適的納米材料、超精度微加工方法和微機電系統。
戰場革命
倫敦大學伯克貝克學院社會理論學教授保羅·赫斯特說:“想象:靠自己的傳感器飛行并攜帶許多致命小型彈藥的微型飛機;能把微型制導小炸彈散布到所選定的目標的智能跳雷。其結果將是確實可以替代化學和生物武器的有效武器;可以通過微型彈藥釋放的有無限生命力的致命生物機器,裝在數百萬個納米機器人里面散布到敵方陣地……在理論上可以把人活活地吃掉。指揮員可以在數百英里外指揮由機器人在地面進行的后英雄主義戰爭。這樣的一場戰爭的第一批子彈,很可能要射向太空?!?/p>
美國戰略研究所的一位科學家也表示:“道理簡單,如果美國十艘航空母艦毀了四五艘,可能會重創美國軍力。如果以這筆錢來發展袖珍武器,那么我們可以以量取勝,毀了一百艘袖珍艦艇或飛機,也無關痛癢?!?/p>
納米武器的出現和使用,將大大改變人們對戰爭力量對比的看法,使人們重新認識軍事領域數量與質量的關系,使武器裝備的研制與生產更加脫離數量規模的限制,并進一步向智能方向發展。未來戰場,巨型武器系統和微型武器系統將同時存在,協同作戰,戰斗格局更加詭譎多變。
納米武器實現了武器系統超微型化,使目前的車載、機載的電子戰系統濃縮至可單兵攜帶,隱蔽性更好、安全性更高。納米武器的高智能化,使武器裝備控制系統信息獲取速度大大加快,偵察監視精度大大提高。微型系統的集成化生產,使武器裝備成本降低、可靠性提高,同時使武器裝備研制、生產周期縮短。
同時,納米戰爭透明度大大增加。在納米戰場上,對于弱勢一方而言,從太空到空中、到地面,在層層嚴密高效的納米級偵察監視網下,幾乎已無密可保。納米戰爭的低消耗也使戰爭規模和成本更容易控制,雖然前期技術研制的投入可能是巨大的,一旦開戰消耗卻極小。一方面,納米武器所用資源較少,成本相對低廉,即使大量使用,也遠遠不可能有傳統戰爭的糜費之巨。另一面,納米戰爭透明度高,戰爭強度將相對有限。
人類面臨“納米陰云”?
2007年10月23日,英國《每日電訊報》曾報道說,英國牛津大學教授尼克·博斯特羅姆預測,隨著納米技術的發展,人類也許能夠研制出各種“難以有效防御”的先進武器,尖端的納米技術有可能成為“本世紀人類面臨的最大威脅之一”。
這種擔心不無道理。美國人要在5年內造出納米武器,其他國家的科學家也沒有閑著。據透露,俄羅斯、日本、德國等國,早已為研制納米武器投入了巨額資金。全世界幾乎所有的科學家都承認,納米技術若用于民用,將可造福于人類,但若遭到誤用,它必將成為核能變核武的又一翻版。也許有朝一日,曾經籠罩在人類頭頂上的“核陰云”,將變成“納米陰云”!
不知時下正沉浸在實驗室里的納德勒,在享受成就感的時候,是否也想到了納米武器可能造成的可怕后果。