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第46章 计算能力超强的细菌计算机

第二次世界大战期间,美国军方要求宾夕法尼亚大学莫奇来博士和他的学生爱克特设计以真空管取代继电器的“电子化”电脑——“埃尼阿克(ENIAC)”,目的是用来计算炮弹弹道。

1946年2月14日,世界上第一台电脑“埃尼阿克”做成了。这部机器使用了18800个真空管,长十几米,重达30吨。它的计算速度快,每秒可从事5000次的加法运算,运作了九年之久。非常费电,只要“埃尼阿克”每次一开机,整个费城西区的电灯都要突然“暗”一下。

这台计算机的真空管的损耗率相当高,几乎每15分钟就可能烧掉一支真空管,操作人员须花15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子,使用上极不方便。曾有人调侃道:“只要那部机器可以连续运转五天,而没有一只真空管烧掉,发明人就要额手称庆了”。

从第一台计算机诞生至今已过去50多年了,在这期间,计算机以惊人的速度发展着,首先是晶体管取代了电子管,继而是微电子技术的发展,使得计算机处理器和存贮器上的元件越做越小,数量越来越多,计算机的运算速度和存贮容量迅速增加。

人们常用最具代表性的生产工具来代表一个历史时期,人类文明的发展时代历程:如石器时代,红铜时代,青铜时代,铁器时代,蒸汽时代、电气时代、原子时代等。用这种思维模式来看,你会说,在近100年里,人类逐渐从电气时代走向了计算机时代。

计算机一直在不断“进化”之中——这话毫不夸张。就在科技界争辩着上网本与笔记本电脑优劣之际,合成生物学家正在将传统电脑完全抛在身后,他们的想法是利用细菌制作计算机。

细菌计算机是美国科学家团队利用经巧妙设计的细菌,制成了可解决复杂数学问题的细菌计算机,且速度远快于任何以硅为基础的计算机。

在《生物工程》杂志上的研究证明,细菌计算机可用于解决如“汉弥尔顿路径问题”这样的复杂数学难题。想象想像一下,你想游览英国的十大城市,从伦敦(第一个城市)出发。最后目的地为布里斯托尔(第十个城市)。“汉弥尔顿路径问题”需要解决的就是要找出你可以选择的最短路径。

这个看似简单的问题却是出人意料地难以解决。可供选择的路径有350多万条,常规的计算机必须一个一个尝试来找出最短路径。作为替代选择,一台由数百万细菌所制成的计算机可同时考虑每一条路径。生物世界还有其他的优势。随着时间的流逝,细菌计算机实际上将随着细菌繁殖而增强其计算能力。

除了证明了细菌计算的威力之外,该小组还为合成生物学领域做出了重要贡献。就像电子电路是由一些晶体管、二极管及和其他元件组成,生物电路也同样如此。

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