先說量子顯微鏡。

上圖是2013年科學家們用量子顯微鏡拍到的氫原子的圖片，它是人類歷史上給原子拍照拍的最清楚，最近景的圖片了。從圖中可以看到電子云，要知道氫原子是由一個質(zhì)子一個電子組成的，一個電子就已經(jīng)瘋狂運動成為一團云了。

另一個觀察原子最普遍的一種顯微鏡叫STM顯微鏡。

它的工作原理利用的是量子隧穿效應。

這是個非常神奇的現(xiàn)象。

舉個栗子，一個人站在一座山下，如果他想到山那邊，他就必須爬過這座山。但到了量子領域，神奇的事情發(fā)生了，這個小小的量子（比如電子）竟然不用爬山，而是神奇地找到并穿過了“山體隧道”，到達了另一邊。這就是量子隧穿效應。

一句話說明白，量子可以穿墻而過，而你卻只能頭上撞個大包。

STM正是利用這一原理，用一根很細的探針，針頭上只有一個原子，然后在針尖上施加一個電流，然后讓這個原子去接觸被測量的物質(zhì)，根據(jù)電流和距離的關系，我們就能知道原子長啥樣和怎么排列了。

1990年IBM的科學家展示了一項令人瞠目結(jié)舌的圖片，他們用STM在金屬鎳表面用氙原子組成了IBM字樣。1993年，他們故技重施，用鐵原子在鈷上面寫了個漢字“原子”。

利用STM，科學家終于可以看到物質(zhì)的原子層面是如何構(gòu)成的了：

金和二硫化鉬的表面原子構(gòu)成。

如上，科學家們可以利用那根探針，隨意地移動原子，并且可以利用這一技術進行原子層面的工程搭建，當然了，這里《三體》小說中，質(zhì)子的高維度展開和蝕刻還是差太遠了。

科學家們利用STM讓Si(111)搭成了一個六邊形的小山包。

原子都能隨便擺弄了，分子就更不成問題了。比如，我們可以利用STM，對一些DNA進行重新編輯等。

曾經(jīng)人們認為STM就是人類的觀測極限，但隨著量子技術的不斷進步，未來讓我們一睹電子、質(zhì)子，甚至夸克的真實面貌，也不是不可能。

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