频 道: 首 页|新闻中心|国 际|财 经|体 育|娱 乐|港 澳|台 湾|华 人|留 学 生|科 教|时 尚|汽 车
房 产|图 片|图片库|图片网|华文教育|视 频|商城|供稿|产经资讯|出 版|广告服务|演出信息
·头条:紧急通知A股急抛
·巴菲特淘金两类股(名单)
·天天公开3只涨停牛股
·ThinkCentre顶尖电脑
·什么是能源之道?
■ 本页位置:滚动新闻
关键词1: 关键词2: 标题: 更多搜索
【放大字体】  【缩小字体】
“果冻”替代硅片:神奇化学计算机

2005年08月01日 09:02

  想象一下,未来的计算机会成为什么样子?假如有人说,让像果冻一样的物质去思考,去表达同情心,你觉得可能吗?对于早已习惯和熟悉了棱角分明的显示屏、主机和鼠标的现代一族而言,把计算机想象成为一团软软的、滑滑的、没有固定形状的果冻,确实有点异想天开。然而,英国布里斯多大学计算机专家安德鲁正在做着这样的梦,他的梦想是,用离子替代电子,用果冻一样的物质替代硅芯片和电路板。

  大多数人累了的时候,一般是喝杯咖啡,或者是到户外去散步,呼吸一下新鲜空气。安德鲁却与众不同,当他觉得脑子有些不大灵光,需要点额外刺激时,就让他的机器人用金属手指划拉一下一个盛满化学液体的盘子。这一盘子的化学液体,就是安德鲁所设计的液体计算机的”大脑”原型。离子波的形成和扩散,就是化学计算机的“思考”过程。当运行速度变慢时,“大脑”就会对机械手发出指令,将金属手指浸到盘子中去,摇晃一下那些神奇的化学液体。

  安德鲁现在所设计的化学计算机,还只是简单地模仿人类的手臂和大脑之间的反馈过程,他的志向是,要设计化学处理器,把计算机硬件装到瓶子里去。经过10多年的研究,安德鲁现在已开发出液体逻辑门,并认为他所设计的阵列具有无限的自我重组和修复能力。计算机巨人IBM也认为,利用这种阵列技术,有可能设计出功能强大的新型计算机芯片。

  此外,安德鲁还有另外一个雄心勃勃的目标,即进一步加强“鼓波”的能力,使之无愧于液体脑的称号。为了证明液体脑的概念潜力无限,前途光明。安德鲁特别设计了液体脑的载体———果冻机器人。它有人造的眼睛,合成的荷尔蒙。也许有一天,果冻机器人可以感受到周围的环境,甚至有可能感受到人类的情感。

  化学计算机有个十分复杂而又特别迷人之处,称之为贝洛索夫-恰鲍廷斯基反应(BZ反应),它是由3个不同的反应组成的化学振荡反应。每个反应都有不同的分子和离子,当加入特定的化学成分后,首先触发第一个反应,所产生的生成物可以触发第二个反应,随后第二个反应的生成物又可以触发第三个反应,第三反应的生成物再触发第一个反应,由此循环往复。更为迷人的是,各个不同的反应会产生不同的颜色,因此可以形成红蓝交替的波。

  BZ反应之所以重要,在于利用它可以解决一些数学难题,尤其是一些现在的计算机难以解决的问题。比如,迷宫最短路径问题。用传统的计算机解这一问题必须要穷尽所有的路径,然后再进行比较,这需要耗费大量的时间。而利用BZ反应则不同。由于波在传播和扩散时,总是走最短的路径。只要利用照相机,记录下波的运动轨迹,就可以解决这一难题。

  上个世纪90年代中安德鲁意识到,BZ反应有更重要的应用,那就是可以用于化学处理器。为此,他组织起一个专门的班子,并开发了两个化学处理器的概念模型。一个模型可以模仿人类的手臂与大脑的反馈活动。另一个由两个BZ反应组成,可以在一个布满家具的房间内自动移动到目的地。虽然这两个概念模型表现还不错,安德鲁却意识到,如果要让化学处理器处理更为复杂的运算过程,必须要有逻辑门。

  美国波士顿大学的一项理论研究引起了安德鲁的注意。该研究认为,可以模仿斯诺克撞球,制造一种形式简单的处理器。也就是说,每个球可以代表1或0,球的碰撞过程就是计算过程,球如何相撞,相撞后弹出的方向,可以精确地表现为逻辑过程。换句话说,碰撞结果可以成为逻辑门的等价物。这样,安德鲁的任务就变成如何让BZ波进行碰撞。

  去年,安德鲁的研究取得重大突破。他把BZ混合物放到卤化银薄胶层上,由于卤化物可以起到化学阻滞剂的作用,胶层可以延缓波的传播速度。这样,BZ反应就不会形成完整的圆形波,只是形成了小段的圆弧,并且沿直线进行传播,安德鲁将之称为BZ弹。BZ弹更多地表现出准粒子的特性,而不是波的特性,其表现与撞球相似。实验中,安德鲁发现,两个BZ弹在特定的角度相撞时,只在特定的方向产生唯一的输出。如果仅有一个输入,则在该方向没有输出。这样安德鲁就研究出了逻辑与。此后,他又相继研究出逻辑或、逻辑非以及逻辑互斥,这就为安德鲁的化学处理器奠定了坚实的基础。

  安德鲁的化学处理器虽然还处于初级阶段,但他已把目光转向了并行化学处理器。对于化学处理器能否成功,人们还处于未知阶段,但科学家相信,如果人类能够具备控制纳米级水平制造波的能力,化学处理器就很可能实现。正如一些专家所言,不管安德鲁的志向能否实现,他的研究工作无论对揭示人类大脑的奥秘,还是制造更好的处理器,均具有十分重要的意义。毕竟,化学处理器是生物组织器官和电子设备之间的一座桥梁。(来源:科技日报;作者:曹燕、何屹)

 
编辑:贾靖峰】
 


  打印稿件
 
[每 日 更 新]
关于我们】-新闻中心 】- 供稿服务】-广告服务-【留言反馈】-【招聘信息】-【不良和违法信息举报
本网站所刊载信息,不代表中新社观点。 刊用本网站稿件,务经书面授权。法律顾问:大地律师事务所 赵小鲁 方宇
建议最佳浏览效果为1024*768分辨率
[京ICP备05004340号]