在ENIAC的楼中造梦：创新发明的回忆

在ENIAC的楼中造梦：创新发明的回忆 

涂向真（Tu Xiang Zheng）

这是我在ENIAC展室前留下的纪念。

摩尔电气工程学院（Moore School of Electrical Engineering）是美国宾夕法尼亚大学工程学院的前身，也是一座世界科技史上的灯塔。它因在20世纪40年代初开发出世界上第一台通用电子数字计算机——ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）而载入史册，成为现代计算机时代的象征与起点。

ENIAC不仅是技术的奇迹，更是人类智慧的象征。它完成了从机械与电机逻辑向电子逻辑的跨越；虽尚不具备存储程序的能力，却为冯·诺依曼架构打下基础，影响了EDVAC、UNIVAC等后继计算机的诞生。从那一刻起，信息时代的齿轮开始转动，世界从此不同。

我有幸在宾夕法尼亚大学担任访问教授时，办公地点就在ENIAC展室的楼上。每天上班时，都会从那条安静的走廊穿过，途经那台沉默的巨型计算机，再步上楼梯，走入我的办公室。那是一段几乎神圣的仪式——仿佛每天都在与历史握手。ENIAC静静地躺在那里，不发一语，却似乎始终在说：“你也可以。”

我的办公室正位于它的正上方。我不知道ENIAC是否真地会释放某种“暗能量”，但我宁愿相信，它会。因为自从我在那里工作以来，灵感源源不断而来，创新频频发生。那段时间，我接连完成了数项设计，并获得了美国发明专利的授权。在ENIAC的上方做科研，就像在一颗古老恒星的微光下冥想，它用沉默，激发了创造。

在这幢厚重的教学楼中，我还结识了光学领域的先驱者——Jay N. Zemel教授。他的光纤实验室也设在ENIAC展室之上。我至今仍记得，实验室角落里摆放着他亲手拉制的光纤原型——那不是我们今天所熟知的细如发丝的现代光纤，而是一根粗壮的玻璃棒。然而，它的内部结构早已展现出现代光纤的原理雏形：纤芯与包层协同导光，通过折射率的设计，将光严密封锁于纤芯中传输。这根玻璃棒，是Zemel教授智慧的结晶，也唤起了我对“光”与“微结构”结合的浓厚兴趣。

在来到宾大之前，我已发表了论文《基于多孔硅选择性形成和蚀刻的硅微结构制造》（J. Electrochem. Soc. 135, 2105），首次提出了利用多孔硅构建硅微结构的技术路线，为后来的多孔硅MEMS技术奠定了理论基础，也因此获得了两项美国发明专利。然而，在宾大，我的视野与思维又一次被拉升。

那便是我与Zemel教授合作完成的论文：
《Vertical-membrane optical-fiber pressure sensor》，发表于 Sensors and Actuators A: Physical 杂志。

这项工作，将光纤传感原理与微机械结构巧妙融合，提出了一种新颖的垂直膜结构压力传感器：通过光纤对准微膜背面，膜片的微小形变会改变反射光的相位和强度，从而实现高灵敏度的压力感测。此设计具备抗电磁干扰、高分辨率、结构微型化等多重优点。

更为重要的是，这篇论文不仅在技术上开创先河，更在学术意义上首次引入了“微光机电系统（MOEMS）”的结构性原型。在那个光学与微机械尚未深度交叉的年代，这项研究如同在未命名的大陆插下了一面旗帜，为后来的MOEMS研究者指明了方向。它奠定了我在MOEMS领域的探索基础，也开启了我取得的两项相关美国发明专利的征程。

这不仅是一次技术创新，更是一次跨学科思维的碰撞与升华。

回望那段岁月，我心中充激情与感恩。ENIAC不仅是人类智慧的结晶，更是一座精神的灯塔，它让我明白：历史并不遥远，创新可以在传承中发生。Zemel教授让我懂得，材料与光、结构与功能之间，并非隔阂，而是等待被打通的脉络。而宾夕法尼亚大学，则给了我一个可以仰望星空、又脚踏实地的舞台。

有时我会幻想，ENIAC是否也在注视着我们？是否能感知到那些穿梭于它身旁、在键盘与显微镜之间奔波的人？我愿相信它能。它或许会欣慰地看到，那些最初的电子火花，已在我们手中演变为微米世界里的精密结构、纳秒级别的光信号。ENIAC的精神，没有终结，而是以另一种形式在延续。

我曾在ENIAC的楼中做梦，而今，那梦已照进现实。我将继续走下去，把我的每一项发明，每一次突破，都看作是对它最深沉、最温柔的回赠。

就像那句诗说的——

 “我们都是夜空中的星辰，被过去照亮，也点燃着未来。”

—— 卡尔·萨根（Carl Sagan，《宇宙》）