今年的諾貝爾獎將於今個星期陸續出爐，每年都有不少誰會得獎的預測，今年香港報紙力捧於科大任教的OLED之父鄧青雲，不過我的諾貝爾物理獎的心水熱門人選，同樣都是華裔科學家，曾於加洲柏克萊大學任教的蔡少棠（Leon Chua）。恐怕行外沒有多少人聽過蔡少棠的名字，不過他的女兒倒很出名，就是「虎媽的戰歌」的作者蔡美兒。蔡少棠是第一個發現憶阻器（memristor）的人，他的發現足以改寫所有電子學教科書，奪取諾貝爾物理獎絕對實至名歸。
當年我讀大學時的電子教科書，只有三種基本被動電子元件，電阻（resistor），電容（capacitor），電感（inductor）。三種電子元件聯繫著四個基本數值，電流（current），電壓（voltage），電荷（charge），磁通量（flux），四種數值應該有六種聯繫方式，但已知的電子理論能解釋到其中五個聯繫。蔡少棠從電子的數學模型上推論，認為應該存在第四種基本電子元件，那就是憶阻器（memristor）。顧名思義，憶阻器的特性便是能夠記憶電阻值，憶阻器簡單來說是一個可變電阻。當強大的正電壓通過時，便會增加憶阻器的電阻值，反之強大的負電壓通過時，便會減少憶阻器的電阻值。蔡少棠於一九七一年發表第一份憶阻器的論文，也許他的理論太過超前，也許因為一直都沒有發現憶阻器在物理上的存在，電子科學界三十多年來差不多完全無視他的理論。憶阻器只是存在於數學模型上的幻之電子元件，很多電子科學家認為那只不過是一些有趣的數學公式。
終於在2008年，HP的科學家Stanley Williams在研究新記憶體時，無意中發現憶阻器的存在。他的實驗室在研發創新的crossbar記憶體架構，改變其電阻值作為記憶體的位元，大電阻值時代表一，細電阻值時則代表零。他嘗試用不同的物料去構成記憶體，他的記憶體實驗姑且算是成功，他發現用二氧化鈦（TiO2）有改變電阻值的特性，但卻苦無任何物理學理論能解釋其運作原理。某天他的同事Greg Snider丟給他蔡少棠那份被多數人遺忘了的憶阻器論文，不看可猶自可，一看之下Stanley驚覺自已原來造出了那個幻之電子元件，蔡少棠的數學模型正好解釋他奇怪的實驗觀測。
憶阻器可以說是革命性的記憶體，傳統的記憶體分為兩大類，DRAM讀寫速度快，但關上電源便資料沒有了，而FlashRAM可以在沒有電源時保存資料，但讀寫速度緩慢，憶阻器則集兩家之大成，不單讀寫速度快，沒電時也能保存資料。試想像一下如果用憶阻器做電腦的主記憶體，便不用每次開機都要等待了，關上電源後不會清空記憶體的內容，下次開機便可以立即回復先前的進度。由於憶阻器是被動電子元件，不需要使用電力去記著和讀取資料，只是在寫入資料時才需要電子，因些用電量非常少，可以令電池更耐用。除了當記憶體外，憶阻器還可以取代半導體去組成構邏輯閘的單元，藉著組合不同電阻值的憶阻器，能模疑NAND這個萬用邏輯閘。而用憶阻器組成的邏輯，更可在運算中改變其算式，讓半導體晶片結合傳統FPGA的功能。憶阻器比半導體的體積更細，而運行時所需的電力也較少，最重要是可以應用現在的圓晶技術生產，相信可以延繼摩爾定律多十年二十年。
或許憶阻器最有前景的應用，是製造人工智能電腦的神經網絡。我們目前只能用半導體電腦去模疑腦袋如何運作，不論電腦技術發展如何飛快，模疑腦袋始終追不上真正腦袋的速度。憶阻器正好吻合人類神經系統的神經鍵（synapses）的特性，或許這讓我們能夠建造與人腦同樣運作原理的電子腦，造出能夠和人類同樣地思考的智能機械人，終有一天實現科幻小說中關於機械人的預言。