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什么叫生物计算机?

科普小知识2021-08-02 19:22:16
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  电子计算机发展的另一个限制是集成电路芯片的集成度很难再提高。现在在指甲盖的大小上已经能制造上百万个晶体管。再增加是很困难的,必须想别的出路。

  我们知道,蝙蝠用超声波来定向,然而人类制成一台这样的超声定向仪,其体积却要比蝙蝠大上许多倍。生物体的这种高效能和超小型使科学家获得启发:能否也用有机物来制造计算机呢?

  大家知道,电子计算机最基本的构件是开关元件,正是这千百万只开关组成的电路显现出各种奇妙的功能。电子计算机传送信息的“语言”归根结底只有1101,和“I”两种,恰与“关”和“开”相对应。可以想象,只要具备“开”和“关”功能的东西都能用做计算机。

  科学家发现,一些半醒类有机化合物存在两种电态,即具备“开”、“关”功能。并且还进一步发现,蛋白质分子中的氢也有两种电态。因此,一个蛋白质分子就是一个“开关电路”。从理论上讲,用半醒或蛋白质分子作为元件,就能制造出半醒型或蛋白质型的计算机。由于有机分子往往存在于生物体中,所以有机计算机也称作“生物计算机”。

  由于有机分子构成的生物化学元件的特殊性,从而使有机计算机具有三大显著优点:

  ①体积小,功效高。以分子水平的线路为目标的生物化学元件其大小可能达到几百埃(10-1厘米),1平方毫米的面积上可容数亿个电路,比目前的电子计算机提高了上百倍。

  ②使生物本身固有的自我修复机能得到发挥,这样即使芯片出了故障也能自我修复,所以有机计算机具有半永久性,可靠性很高。

  ③从根本上说来,由有机分子构成的生物化学元件是利用化学反应工作的,所以只需很少能量就可工作,不存在发热问题。

  有机计算机目前也正处于研制阶段,它一旦制造成功,将使现有的一切电子计算机大为逊色。

  20多年前,英国作家克拉克在其出版的一部名为《超级大脑》的科幻小说中,描述了一台叫做“哈尔”的超级智能型计算机,熟练的操纵着一艘宇宙飞船驰骋在茫茫的太空中。它能沉着冷静地处理各种意外,有条不紊地完成各项预定计划,大步地跨越着时空,人们翘首以待,愿这美好的幻想能变成现实。