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近40年来,分子生物学的兴起和发展,将生命现象分解为基因和蛋白质的大量组合。目前,科学家正在进一步研究这些生物大分子及其组合的功能。科学家发现,生物大分子之间按照化学和物理规律相互作用,一些生物大分子在相互作用的过程中形成“生物回路”。“生物电路”具有信息传输和处理功能,甚至逻辑运算,类似于计算机。人们一直在争论计算机是否能像人一样思考。目前已经出来的各种人工智能计算机,离人类的智能还很远。但这些最新的研究表明,可以媲美人类智力的计算机是完全可能的。根据这些新发现,一些科学家提供了“生物”计算机的设计思路。
21世纪是生物学的世纪。生物科学是一门古老的科学,但近几十年来发展迅速;随着克隆技术和DNA技术的出现和发展,生物科学具有了巨大的诱惑力和神秘性。生物学和计算机的结合将使人类科学取得巨大进步。那么,当今天的人类开始在生活的各个角落依赖计算机的时候,你相信最强大的第六代计算机——生物计算机可以用和你身体一样的材料制造出来吗?
生物计算机具有较高的人工智能,可以像人脑一样思考和推理,可以识别文字和数字,可以理解人类的语言,因此可以用于各种工作,如通信设备、卫星导航和工业控制,并发挥重要作用。
在未来,由生物分子制成的Shapiro设备可能会导致比单个细胞更小的计算机,可用于监控和修改细胞。如果科学家能制造出这种计算机,那么这种机器将广泛应用于医学。它可能会在我们的血液中游动,或者附着在特定的器官上,监测器官的状态,增强其功能。夏皮罗教授说:“例如,这台计算机可以用来感知组织中异常的生化变化,并根据计算机程序决定合成和释放哪些药物来纠正错误。”
生物计算机也会给盲人带来极大的便利。只要在盲人的眼睛里植入一个有机芯片,沟通脑神经细胞和视网膜上两种感光细胞的联系,盲人就能重见光明。总之,生物计算机的出现将给人类文明带来质的飞跃,给整个世界带来巨大的变化。
生物计算机有许多优点,主要表现在以下几个方面:
首先,体积小,效率高。在一平方毫米的面积内,可以容纳上亿个电路,比现在的集成电路要小得多。用它做的电脑不像现在电脑的形状,可以藏在书桌、墙壁或地板的角落里。
其次,当我们在运动中不小心伤到身体时,应该吃点药,伤口过几天就会愈合。这是因为人体具有自我修复的功能。同样,生物计算机也有这个功能。当其内部芯片出现故障时,它可以自行修复,无需人工修复。因此,生物计算机是永久的和高度可靠的。
此外,生物计算机的组件是由有机分子组成的生化组件。它们通过化学反应工作,所以只需要一点点能量就能工作。所以不像电子计算机,机体工作一段时间后会发热,其电路之间没有信号干扰。
基于上述原因,受生物工程的启发,许多发达国家开始研制生物计算机。这个想法是制造一种蛋白质分子。它们可以在分子水平上相互连接,然后利用酶产生电子电路中半导体的作用。这样做出来的部件叫做生化部件,是生物计算机的基本部件。根据科学家的设计,生物计算机的基本结构和工作模式是,它的外部由一层非常薄的玻璃膜组成,内部有精致的晶格。一个生物芯片,一个生物集成电路,被放置在格子里。生物芯片是生物技术按照人体设计生产的蛋白质分子,由生物成分组装而成。在生物芯片中,信息以波的形式传播。当波沿着蛋白质分子链传播时,会引起链中单键和双键的结构顺序发生变化。当一列波传播到链的某一部分时,它们就像硅片集成电路中的载波一样传递信息。
由于由成千上万个原子组成的生物大分子的复杂性和艰巨性,目前,它很容易变质和被破坏。因此,生物计算机的发展可能需要很长时间。目前,分子组件的生产和组装仍处于探索阶段。首先,在蛋白质的结构和功能的研究中,正确率不高,这证明我们对它还有很多了解。与此同时,科学家们也在探索如何利用基因工程技术,将天然蛋白质等生物材料自动加工成分子水平可控的分子成分,但前景一定是光明的。我们相信,经过几代人的不懈努力,生物计算机终有一天会问世。
不难看出,生物计算机的发展将带来又一次革命,给人类带来更多的好处,世界将满怀期待地等待。