生物计算机

来源 :中学生百科·文综理综 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yayayda
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  研究蜻蜓的飞行制造出了直升机;对青蛙眼睛的表面“视而不见”,实际“明察秋毫”的认识,研制出了电子蛙眼;对苍蝇飞行的研究,仿制出一种新型导航仪——振动陀螺仪,它能使飞机和火箭自动停止危险的“跟头”飞行,当飞机强烈倾斜时,能自动得以平衡,使飞机在最复杂的急转弯时也万无一失;对蝙蝠没有视力,靠发出超声波来定向飞行的特性研究,制造出了雷达、超声波定向仪等;对“变色龙”的研究,产生了隐身科学和保护色的应用……通过对自然界生物特性的研究与模仿,来为人类社会更好地服务,这门学科叫仿生学。
  那么仿生学能不能应用到计算机领域中呢?
  科学家通过对生物组织体研究,发现组织体是由无数的细胞组成,细胞由水、盐、蛋白质和核酸等有机物组成,而有些有机物中的蛋白质分子像开关一样,具有“开”与“关”的功能。因此,人类可以利用遗传工程技术,仿制出这种蛋白质分子,用来作为元件制成计算机。科学家把这种未来计算机叫作“生物计算机”。
  下面先让我们来欣赏一下生物计算机的特异功能吧。
  生物计算机的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子,并以此作为生物芯片。生物元件比硅芯片上的电子元件要小很多,甚至可以小到几十亿分之一米,而且生物芯片本身具有天然独特的立体化结构,其密度要比平面型的硅集成电路高五个数量级。如让几万亿个DNA分子在某种酶的作用下进行化学反应,就能使生物计算机同时运行几十亿次。生物计算机芯片本身还具有并行处理的功能,其运算速度要比当今最新一代的计算机快10万倍,能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一,存储信息的空间仅占百亿亿分之一。生物芯片一旦出现故障,可以进行自我修复,所以具有自愈能力。生物计算机具有生物活性,能够和人体的组织有机地结合起来,尤其是能够与大脑和神经系统相连。这样,生物计算机就可直接接受大脑的综合指挥,成为人脑的辅助装置或扩充部分,并能由人体细胞吸收营养补充能量,因而不需要外界能源。它将成为能植入人体内,成为帮助人类学习、思考、创造、发明的最理想的伙伴。另外,由于生物芯片内流动电子间碰撞的可能极小,几乎不存在电阻,所以生物计算机的能耗极小。
  1983年,美国公布了研制生物计算机的设想之后,立即激起了发达国家的研制热潮。当前,美国、日本、德国和俄罗斯的科学家正在积极开展生物芯片的开发研究。从1984年开始,日本每年用于研制生物计算机的科研投资为86亿日元。1995年,来自各国的200多位有关专家共同探讨了DNA(脱氧核糖核酸)计算机的可行性,认为DNA分子间在酶的作用下可以从某基因代码通过生物化学的反应转变为另一种基因代码,转变前的基因代码可以作为输入数据,反应后的基因代码可以作为运算结果。利用这一过程可以制成新型的生物计算机。
  现今科学家已研制出许多生物计算机的主要部件——生物芯片,如合成蛋白芯片、血红素芯片、赖氨酸芯片等。美国明尼苏达州立大学已经研制成世界上第一个“分子电路”,由“分子导线”组成的显微电路只有目前计算机电路的千分之一。美国南加州大学计算机科学家伦纳德·艾德曼已研制成功一台DNA计算机。
  生物工程是全球高科技领域最具活力和发展潜力的一门学科,加上计算机、电子工程等学科的专家通力合作,有可能在21世纪中期将实用的生物计算机推向世界。
  编辑/李章
其他文献
很多哲学大师的哲学体系都试图囊括人类生活的领域,他们都有“席卷天下,包举宇内,囊括四海之意,并吞八荒之心”,比如柏拉图、亚里士多德、康德、黑格尔。而能够到“吾心便是宇宙,宇宙便是吾心”境界的,黑格尔是最典型的代表。  哲学家属于那种“不出门即知天下事”的人,因为时代和世界变化的逻辑已预先被他们捕捉到,或在他们的精神世界里得到呈现,黑格尔是迄今为止把这种逻辑铁环打造成最精致的体系链条的人。他的思考涉
期刊
自从周杰伦成了流行乐坛的小天王后,和他的搭档方文山给乐坛刮了一阵清新的“中国风”,别具一格的风格带给人们更多的惊喜。当然,这篇文章不是为周杰伦写的,他那么红,少我几句好评也没多大影响。只是感谢他,当了领路人,使一个男孩找到了自己适合的风格。他就是后弦。   后弦的一举成名颇有戏剧性。2005年一曲《桥段》在网络上以几何级数迅速传播,而酷似周杰伦的R&B风格甚至“蒙混”了盗版商,他们把它放到了“周杰
期刊
几乎是在私人财富诞生的同时,人类开始学会了隐藏,每一笔财富,每一桩秘密之前,都会加上一把锁。自古以来,锁具的发展就是两个高手不见面的较量,制锁者编码,费尽心思生成谜语;开锁者译码,绞尽脑汁还原谜底。两个工作方向截然相反的专家,在黑暗里各自揣测对方的心思;一明一暗两套工具,用上所在时代里最高的工艺,构成了人类历史上,最古老,最漫长,最神秘的一场斗智。   远古时代,锁最初的样式只是用于捆绑物品的绳子
期刊
2004年12月26日早8时,在印尼苏门答腊岛西北部海域,大洋深处突发强烈地震,使几乎整个苏门答腊岛、马来半岛的很多地方以及震中附近的一些岛屿都震颤起来。在海边休闲、劳作的人们惊奇地瞪大了眼睛。谁也没想到,一场灾难就要降临。   在印度洋海底,震波猛烈地撞击着海水,并迅速形成一圈圈的惊涛骇浪,向远处狂奔而去。向东、东南方向涌去的巨浪首先袭击了苏门答腊岛。巨浪翻滚着冲到岸上,不少小村庄转眼间被彻底冲
期刊
【镜子】    铜镜在古代用以梳妆照面和照妖辟邪,现存最早的铜镜出土于殷墟的妇好墓,想必一个协夫出征的巾帼英雄心底也是极爱美的,更不要说世间平凡的女子了。在西汉年间,人们就开始用铜镜作为男女爱情的表记、信物,取  “心心相印”之寓意。生前互相赠送,“朝夕相伴”,死后随之埋入墓中,以示“生死不渝”。     【青丝】    古代女子15岁谓及笄之年,青丝的故事也就此开始。头发是古代女子感情的载体,虽
期刊
读过《三国演义》的人都知道,曹操“挟天子以令诸侯”,大权在握,把个窝囊皇帝汉献帝刘协玩弄于股掌之间。然而,他没想到,此后握有权势的司马昭也以同样的手段来对付他的子孙——“司马昭之心,路人皆知”。  于是有人说这是“报应”。在佛家的眼中,这种“报应”属于“因果报应”:种什么因,便得什么果。在中国传统伦理中,这就叫“己所不欲,勿施于人”,否则,别人就会有理由用你的规则来玩你。  从民间的朴素正义的角度
期刊
多年来,美国一直是民主党和共和党轮流执政,玩的是“轮流坐庄”的游戏。这并不是说没有其他党派觊觎总统宝座,而是在美国“赢者通吃”的选举制度下,小党根本玩不过民主党和共和党这样的巨无霸。  当今世界流行“政治光谱”,美国的民主党和共和党也分属“左”、“右”阵营。它们在政治理念和经济理念上分别是相反的“一紧一松”,挺有意思。  在政治上,民主党的“指导思想”主要是政治自由主义,强调宗教和政治互不干涉的政
期刊
所谓“门”案,实际上就是“政坛丑闻”。因为说“门”案的妙处,就在于那是扇遮丑之“门”。“门”案的始作俑者,当推“水门事件”,因为它与一座名为“水门大厦”的建筑有关。此后,凡涉及政坛的要案,大都被冠以“门”字。凡够得着“门”级的政坛案子和事件,一般有三大特点:一是相关人员大多层次较高,有头有脸。当事者要么是高官甚至是总统本人,要么是有机会与高层密切、频繁接触的人,或者是事件涉及高层人物。二是大多为不
期刊
好诗可以“吃”,历代“吃”诗的人还真有呢!  宋代大诗人杨万里年迈时就曾把诗当“早餐”“吃”,瞧:“船中活计只诗篇,读了唐诗读半山。不是老夫朝不食,半山绝句当早餐。”他居然把王半山(王安石)的诗,真的当“早餐”,正“吃”得津津有味。读了让人终身难忘。  据传,陆游十三四岁时,曾以诗当“晚餐”。他说:“偶见藤床上有陶渊明之诗,因取诗文,欣然会心。日且暮,家人呼食;读诗方乐,至夜,率不就食。”(明·方
期刊
远在上个世纪40年代,世界已跨入了电灯、电话的新时代,然而,在地下矿井里却依然靠着打手势、吹哨子、敲钟、摇铃等手段进行通信联络。尽管也架设过简陋的有线电话,但是,由于无情的落石、塌方及各种机械的碰、撞、砸、震……井下通信既不可靠,又不灵活,遇有险情、灾祸,线断音无,咫尺天涯,束手无策。  1948年春天,英国的一个通信小分队,为了探索井下通信的新途径,先后在井下做了上百次通信试验,终于发现,凡是有
期刊