לפעמים ההיסטוריה חוזרת. אבל האם ההיסטוריה של "הדברים הגדולים" יכולה לחזור ולהתחולל שנית בתהליכי התפתחותם של "הדברים הקטנים"? האם ייתכן, למשל, שההיסטוריה של האדריכלות האנושית תחזור על עצמה במה שנוגע לדרכי ייצור ובנייה של התקנים אלקטרוניים שגודלם כמיליונית המילימטר? הפיסיקאי ריצ'ארד פיינמן ניבא שזה בדיוק הכיוון שבו תתקדם הטכנולוגיה העתידית.
אבותינו הקדומים התגוררו במערות שהטבע יצר. מאוחר יותר הם למדו לחצוב בסלע ולהרחיב את המערות. כך, למשל, נחצבו אמות מים קדומות, כך נחצבה העיר פטרה ב"סלע האדום" שבדרום ממלכת ירדן. אבותינו הראו שבאמצעות חציבה בסלע אפשר להגיע להישגים מכובדים למדי, אלא שבשלב מסוים מגיעה הטכנולוגיה הזאת לקצה גבול יכולתה, ומי שרוצה להתקדם, חייב לזנוח אותה ולמצוא לעצמו תחליף מתקדם יותר. זה בדיוק מה שעשו הקדמונים: במקום לחצוב לעצמם מרחב מחיה בסלע טבעי קיים, הם החלו לסתת אבנים קטנות יותר, כדי לבנות מהן מבנים שונים: אמות מים, חומות ובתי מגורים.
התפתחות דומה עשויה להתחולל גם בתחום הבנייה של התקנים אלקטרוניים זעירים. כיום אנו מייצרים מעגלים אלקטרוניים משולבים בשיטה של "חפירה" או צריבת מסלולים המעבירים זרמים חשמליים בסריגים של מוליכים-למחצה. השאיפה למזער את המעגלים המשולבים עד כמה שאפשר מחייבת "חציבה כימית" עדינה מאוד. שאלה אחת שעולה בהקשר הזה היא: מהו גבול העדינות שאנו מסוגלים להגיע אליו בטכניקות אלה. דרך אחת לחצות את גבולות היכולת של הטכנולוגיה הקיימת היא לחקות את האדריכלים הקדומים: לנטוש את שיטת החציבה בגושי חומר קיימים, ולהתחיל לבנות מבנים והתקנים מאבני הבנייה הזעירות ביותר שבנמצא: מולקולות ואטומים.
פיינמן, שהציע לראשונה את שיטת הפעולה הזאת וכינה אותה "ננוטכנולוגיה" (טכנולוגיה של חלקיקים שגודלם מספר ננומטרים, שהם מיליוניות המילימטר), הרחיק בחזונו ודיבר על מכונות לבנייה אטומית-מולקולרית שיוכלו לפרק כל חומר ולבנות ממנו כל מתקן שנרצה. מכונות כאלה יוכלו, למשל, לפרק ערימות של אשפה עירונית, ולהשתמש באטומים ובמולקולות שמרכיבות אותן לבניית מוצרי צריכה, כגון מחשבים או מכוניות.
שומעיו הראשונים של פיינמן לא יכלו שלא להעלות את השאלה, כיצד אפשר להזיז, להניח ולשלב אבני בניין זעירות כל כך. באותו זמן לא הייתה ידועה דרך לשליטה במולקולות ובאטומים בודדים. אבל כעבור עשר שנים בלבד נמצא הכלי המתאים להגשמת הרעיון הזה: מיקרוסקופ מינהור סורק, או "אחיו הצעיר", מיקרוסקופ כוח אטומי. מדובר במתקן שאינו כולל עדשות כלשהן, והוא, למעשה, עיוור המגשש את דרכו באמצעות מחט זעירה. מיקרוסקופ הכוח האטומי, שפותח במעבדות המחקר של יבמ בציריך, שווייץ, מבוסס על תכונת הדואליות של האלקטרונים, שלפי תורת הקוונטים אפשר לראותם כחלקיקים וגם כגלים. מתברר שבקרבת פני השטח של כל עצם מרחפת עננה של אלקטרונים, ה"שייכים" לאטומי החומר המרכיבים את שטח הפנים של העצם. יכולתם של האלקטרונים ה"חומריים" לרחף ולהימצא מחוץ לחומר – ובתנאים מסוימים אף לדלג אל אטומים ה"שייכים" לגוש חומר אחר – נובעת מתכונותיהם הגליות. זרימה זו של אלקטרונים, אל מעבר לגבול הפיסי של החומר שהם "שייכים" לו, קרויה "מינהור". כך, כאשר מקרבים מחט זעירה לפני השטח של עצם כלשהו, עננת האלקטרונים של החומר שממנו בנויה המחט מתערבת בעננת האלקטרונים של החומר שממנו בנוי המשטח. בשלב זה, כאשר מפעילים מתח חשמלי חלש בין המחט לבין העצם הנדגם, מתרחשים זרימה של אלקטרונים ו"חילופי אלקטרונים" בין שתי עננות האלקטרונים המעורבות. זרימה זו קרויה "זרם המינהור".
כדי לקיים את זרם המינהור, מרחקה של המחט מפני השטח צריך להיות קטן מעשרה אנגסטרום, או ננומטר אחד, שהוא מיליונית המילימטר. מיקרוסקופ הכוח האטומי מניע את מחט הגישוש העדינה והמדויקת שלו מעל פני השטח של החומר הנדגם, במרחק קבוע. מתברר שהזרמת זרם חשמלי בעוצמה מסוימת דרך המחט יכולה "ללכוד" ו"למשוך" אטומים מפני השטח של החומר הנדגם. הפסקת הזרם תגרום ל"נפילת" האטום מקצה המחט אל פני השטח של החומר. כך אפשר להזיז אטומים ומולקולות בודדים ולבנות מהם כמעט כל מבנה רצוי. בימים אלה עוסקים ננוטכנולוגים, במקומות שונים בעולם, בפיתוח דרכים לשכלול ולייעול טכניקות הבנייה האלה, כדי שאפשר יהיה לנצל אותן לבניית התקנים אלקטרוניים זעירים ויעילים בהרבה מאלה העומדים לשירותנו כיום. מכאן אולי תקצר הדרך להגשמת חזונו של פיינמן, כך שנוכל להמיר ערימות אשפה במדפים מסודרים של מוצרי צריכה.
