生物计算机

生物计算机是继光计算机之后，人们开发的又一种新概念计算机。

在自然界中，能够保持物质化学性质不变的最小单位当属分子。科学家们发现，某些有机分子存在两种电态，即具备“开”与“关”的功能，如蛋白质分子中的氢就有两种电态，即一个蛋白质就能够构成一个开关，因此从理论上讲，用这些有机物作为元件，就能够制造出计算机。因为有机物往往存在于生物体内，所以这种用有机物作元件的计算机就称“生物计算机”或“分子计算机”。

由于“分子计算机”的生物化学性质所具有的特殊性，这决定了一旦分子电子器件研究成功，生物计算机将比传统计算机具有更显著的优越性。

首先，分子电子器件的开关的体积可以缩小数百乃至数千倍。另外，分子可以在空间的各个方向上作用，不像传统的硅集成电路只是形成在一个二维的晶面上，从而使分子逻辑电路的密集度可以做得很高。从理论上讲，其密度将比现代半导体器件提高10万倍左右。

生物计算机不但能大幅度提高元器件的密度，而且由于生物本身所具有的自我修复功能，使得芯片出现了故障也有可能自我修复，所以，生物计算机具有永久性和可靠性，可以说生物计算机是活的计算机。

生物计算机的另一大优越性是耗能小、功率高。由于生物计算机的基本元器件是由生物化学物质构成的，是利用化学反应进行工作的，只需很少的能量即可以进行工作，并且由于生物芯片内流动电子间碰撞的可能性极小，几乎不存在电阻，所以不会产生发热问题。

科学家们估计，生物计算机的元器件密度要比人脑神经元的密度高100万倍，传递信息的速度比人脑思想的速度快100万倍，即一个生物计算机就足以代替现在的大型计算机。

生物计算机的最大优点就是生物芯片的蛋白质具有生物活性，它能够跟人体组织结合在一起，特别是可以同人的大脑和神经系统有机地连接，人机接口自然吻合，免除了繁琐的人机对话，这样一来，生物计算机就可以直接接受人脑的指挥，成为人脑的外延。

美国科学家最近宣布，他们已经借助活的蚂蟥神经细胞初步制成一台生物计算机，该计算机能进行简单的加法运算。

英国广播公司电视台《明天的世界》科学报道节目说，美国佐治亚理工学院科学家研究的这一生物计算机，主要利用了蚂蟥神经细胞的自我组织功能来进行信息处理，而不像普通电子计算机那样，通过预先编制程序的方法处理信息。

神经细胞是动物大脑思考和解决问题的基本通信组件，虽然不同动物拥有的神经细胞数目差别很大，但其功能却基本相似。佐治亚理工学院科学家说，他们之所以选用神经细胞较少的蚂蟥，主要因为早先的很多研究已经比较深入地揭示了蚂蟥的神经细胞的工作原理。

所谓神经网络计算机，就是通过模拟人脑的神经元功能，使计算机主体具有与人的右脑相似的形象思维功能的新一代计算机。神经元计算机被称为第六代计算机，代表着21世纪计算机发展的基本方向。

人工神经元网络是由许许多多的人工神经元、一定数量的输入、一个或多个输出构成的。每一个人工神经元实际上是一个数据处理单元或微处理器。神经元网络计算机通常包括3层或4层人工神经元，每一个人工神经元又与数十乃至数百个人工神经元相连接。神经元网络计算机依靠这些神经元细胞做共同并行处理，以完成形形色色的任务，它的工作原理同人的大脑的工作方式很相似，它的“智能”好像是自发的，不是严格设计出来的，而是各个神经元所做的简单的事情的集合。

神经元网络计算机的最大特点是具有极强的自学能力。当使用传统计算机解决问题时，需要事先编出完整的运算程序，而对于神经元网络计算机，则只需给定输入信号和正确的输出信号，即解决问题的条件和需要得到的结果，神经元计算机自己便能够自动求解，并反复修正错误，最终得出正确的答案。这个过程有些类似迷宫——经过不断的试错，积累经验，直到找到正确的路线，并在以后遇到类似问题时，根据现成的经验，直接选择最佳路线。

神经元网络计算机的另一个吸引人的特点是，它的资料不是储存在存储器里，而是储存在神经元之间的联络网中，这意味着如果个别的神经元网络断裂或被破坏，并不影响其整体的运算能力。神经元计算机具有强大的重建资料的能力，这是其他计算机无法比拟的。