小就是美，
也是人類永續發展策略
我們即將進入二十一世紀（2001 年開始）之際， 在科技上有不少革命性的發展。 一般人常聽到的是分子生物學和基因學方面的進步， 不久的將來人的基因體次序就會被全部鑑定出來， 疾病便可從基因體次序中的缺陷著手做預防性或後續性的治療。 在能源方面， 現在的火力和核子超大型發電廠， 將逐漸被多元化的單獨小型能源所取代， 舉凡日光能， 風能， 地熱能， 不同燃料的小型發電機都可能混合起來使用。 這些預測天天可在通俗科學雜誌上看到， 有時科學雜誌也會報導一些發現和突破， 但什麼時候會大規模落實還很難預料。 倒是「小」的革命不只不再是猜測， 而是二三十年來一直在寧靜中進行， 現在正在加快腳步， 我們也天天都可看到， 可感覺到的一種科技和產業的革命， 那就是電子元件和產品與許多其他產品都在縮小尺寸的革命， 也可簡稱之為「小就是美」的革命。
我們現在所用的電子產品中元件結構有多小呢， 電晶體和連結尺寸都已縮小到 0.25 微米（百萬分之一米）以下， 也就是說光學顯微鏡已經無法看清楚， 而在電腦中央數據處理器Pentium II，III 裡面就有一千四百萬個至四千萬個如此小的電晶體。 台灣不少矽晶圓公司已經成功發展出 0.15 微米大小的原件， 科學家認為光刻法極限將在 0.07 微米以下， 用電子或離子束刻畫術還可達到 0.001 微米級大小， 或達到奈米（十億分之一米）級大小。 利用掃瞄針顯微鏡可再減小約一數量級， 科學家已經能有控制的搬移單原子， 所以原件尺寸勢將隨著時間縮小， 到底會小到哪一程度就要看我們能否克服一些物理和化學性質極限所帶來的問題才能決定的了。
當材料結構小到奈米尺寸時， 材料中的原子大部分都成為表面原子， 也就是說這種結構的表面物理和化學性質會變得更加重要。 固體表面原子的熱穩定性比裡面的原子要差得多， 化學穩定性更差， 也因此表面原子才會有觸媒作用， 但是從奈米結構的耐用性來考量， 這些卻都是相當棘手的問題， 首先需要解決的是找到有高度熱和化學穩定性的新材料。 另外小結構中的電子會呈現更顯著的量子效應， 量子點會像原子那樣有分明的能階， 量子線會有電導量子化現象， 其他磁性物性也會和大型材料結構有顯著的不同。 今天材料結構尺寸已經縮小到器件所利用物理原理即將失效的階段， 科學家預測再不到十年， 現在電子器件所用的物理原理就會失效， 也就是說如果我們要能好好利用小結構材料， 我們不只需要找出有效的製造方法， 也必須研究瞭解它的新物理和化學性質， 但預料這些都是只要投資經費研究發展就能解決的問題。
器件變小除了重量減輕容易攜帶， 看來也時尚外還有什麼其他好處嗎？ 好處實在太多了， 首先它所用材料少， 所用來製造和運轉的能量小， 它的效用、 靈敏度、 活性度、 和作用密度都會大幅增高， 電子元件運轉速度高， 也比較可靠。 因為以上種種優點， 在地球有限資源的有效運用和環境的保護上都比大器件有利， 想一想， 現在地球上只有百分之二十的人口生活程度足夠來享受高科技成果， 如果有一天大陸、 印度和南美的人也都要享受同樣的生活水準， 不趕快把一切用品縮小， 世界還有足夠的資源嗎？ 現在環境的破壞已夠大家擔心， 將來更要束手無策。 「小就是美」不應該只限於科技產品， 人性也需適應於這種觀念的改變， 人類與生俱來的本性崇拜大、 高和強， 所以高樓大廈、 高山大海和浩大宇宙都是大家所仰望的， 既使人也要用偉大的領袖、 大將軍或大丈夫來顯示威望和才能， 反之我們賤視小與弱， 所以輕視小人與女人， 用弱少、 小卒、 小兵、 矮小等等描述無能和低賤。 其實那種觀念不只不公平而且錯得離譜， 我們都知道柔性往往勝過剛強， 女人不只壽命比男人長約十年， 遇到災難時也更有耐力和生存力。
人類永續發展的策略不妨從地球演變的經驗來思考， 凡是消耗資源太多者必先絕亡， 恐龍早就絕跡， 只留下化石用來警惕世人， 鯨魚若不是聯合國推動了保護策施， 也許早已經滅亡。 我們為了人類的永續發展， 必須改變觀念和習俗， 要如何節省自然資源又不減低效益和享受才是重點。 簡單的說與其爛吃爛喝再花錢來瘦身， 不如享受精而美的食物， 不管吃什麼或用什麼， 都在色、 香、 味、 聽和觸上用功夫。 也要重視精神生活， 像藝術、 文學或音樂， 這些性靈的享受所用的自然資源很少但生活品質卻可大大的提高。 另一個方向是以地球豐富的資源取代稀少資源， 地球上豐富的資源如砂和木材等， 砂以不同形式呈現在我們的生活用品中， 玻璃和陶瓷是顯而易見的用品， 電子工業的矽晶體也是由砂提煉出來的， 有人花九牛二虎之力試圖發展在電子原件中， 以砷化鉀來替代矽片的新技術， 但鉀的儲存量非常有限， 一旦技術發展成功全面替代， 不到一二十年地球上的所有鉀就會被用光， 稀有材料一點都不節省， 都不留給子孫怎麼可以呢。 現在我們用很多石化產品， 汽油塑膠和不少西藥便是， 幾十年後恐怕就再也找不到石油了， 如果我們能多用可再生的酒精、 木材、 玻璃和陶瓷， 留下一些石油給子孫們製造藥品， 他們一定會感謝我們的。 當然所有產品都要做得耐用， 並需強調資源回收和重新利用的重要， 這樣也可以減少自然資源的浪費。
二十世紀科技發展得太快， 人類習俗、 思維和道德觀念往往來不及調適， 而且我們在商人的慫恿下， 競相享受科技成果而忽略了考慮可能帶來的後果， 到後來衍生出資源浪費和環境破壞等問題， 很不幸的一般人也把這些弊端全歸罪於科學家。 要知道解決這些問題最後還不是得依靠科學知識， 而科學知識正是我們這一代所能留給子孫們用來解決他們問題的最寶貴遺產。 (自由廣場）