标题：揭密世界上最小的计算机：仅有17个分子

揭密世界上最小的计算机：仅有17个分子

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[font=楷体_GB2312][color=#0000ff]日本科学家研制出世界上最小的计算机，由17个分子构成(新浪科技配图)[/color][/font]     
17个四甲基对苯醌分子就是它的全部零件。这个世界上最小的计算机有望让一切纳米装置具备智能。人们设想将它装入纳米机械“盔甲”，注入人的血液，成为与癌细胞战斗的“钢铁侠”。     日本国立材料科学研究所的安尼尔班-班德亚帕德耶博士这样形容四甲基对苯醌：“它看上去就像小汽车。”他通常会在特殊的电子显微镜下研究这种有机物分子。在镜头下，这辆“小汽车”拥有六边形苯环组成的“车身”， 有4个圆锥体模样的碳氢“车轮”联接其上，而整个分子直径小于1纳米，比可见光的波长还要小数百倍。班德亚帕德耶希望用17个这样的分子拼凑出一部计算机。
[b][color=#0000ff]    只有17个分子的微型大脑[/color][/b]   

  在日本筑波市的实验室里，班德亚帕德耶每天在重复这样的工作：让这17辆“小汽车”在黄金基板做成的“训练场”上排列成一个“车队”，这一步骤必须在-196℃的真空环境里进行。他将其中一个四甲基对苯醌分子放置在中央，充当控制部门，其他16个分子则环绕它排成一圈。装置完成之后，这个17个分子组成的“车队”就能在室温条件下正常工作了。     接着，班德亚帕德耶用一个非常锋利的带电传导针对放置在中心的“小汽车”进行电脉冲调节。由于中心“小汽车”与周围的16个“小汽车”存在微弱的物理关联性，因此，当中心“小汽车”受到电脉冲调节而“挂档”，其他的16个“小汽车”也被发动起来。整个装置像一面蜘蛛网，位于中心的蜘蛛一旦移动，16根蜘蛛丝也会产生不同程度的颤动，这种颤动随着不同强度的电脉冲变化，形成不同的“信息”。

    这些电脉冲的变化，会被利用来充当计算机运算的逻辑基础。目前家庭中通用的晶体管计算机，仅能利用电脉冲的打开、关闭，构成运算需要的两种逻辑状态：0和1，即俗称“二进制”。而班德亚帕德耶的“分子晶体管”则拥有4个碳氢圆锥体结构，本质上就有4个不同的方向，从而拥有四种逻辑状态：0，1，2，3。“最亮的是3，而0是最暗的。”班德亚帕德耶指着电脑屏幕上的图像上讲解道。从理论上计算：一个电脉冲信号可以得出416个不同结果，也就是近43亿种结果。目前这部纳米计算机的运算速度是普通晶体管计算机的16倍，“如果将这个分子装置从二维16分子环状结构扩展至三维的1024 分子球状结构，就能同时执行1024个指令，比普通电脑快上1024倍。”     班德亚帕德耶承认，这项设计的灵感来源于人类的大脑细胞，大脑细胞呈现树状放射分支形状，每一个分支都可用于与其他分支细胞进行沟通。“人类大脑比任何超级计算机都复杂，大脑的平行分支运算法是其中关键。”班德亚帕德耶自信地说，“我们的研究做到了一个处理器在作出指令时，也必须同时影响其他处理器。这意味着什么？意味着每一个分子都能独立思考并彼此沟通，这将是人类创造的第一个纳米大脑。” 　[b][color=#0000ff]　[/color][/b]
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[b][color=#0000ff]电子计算机“黔驴技穷”[/color][/b]     班德亚帕德耶不止一次听到人工智能专家的抱怨：在涉及到天气预测、微生物基因扫描和需要处理大量微分子数据的纳米领域，计算机的运算速度已经跟不上形势。19世纪爱尔兰数学家威廉-哈米尔顿曾提出这样一个问题：给出一系列任意的城市，每次只经过一个城市，连接所有城市的最短路径是哪一条？不少数学家曾经试图利用计算机来解答这一问题，但他们很快发现：如果城市有100个，连目前最快的超级计算机也要耗费上亿年的时间去计算。     每个人都希望发展出运算能力更强的电子计算机。计算机运算速度的快慢，取决于芯片上集成晶体管数目的多少。但随着芯片上线路密度的增加，其复杂性和差错率也将呈指数增长。一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时，这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化，导致采用现行工艺的半导体器件不能正常工作。     这种情况让美国迈特公司的纳米技术专家詹姆斯-埃伦博根教授坚信，班德亚帕德耶博士的成果具有重大的意义：“一旦我们掌握了制造这种体积不超过盐粒大的计算机的技术，我们就会从根本上处于一种新的形势。自然界有各种分子，到目前为止，直接利用自然界中的分子来制造计算机，是我所知道的突破计算机运算极限的唯一方式。”     “人工智能专家们已开始认识到，如果要制造和人脑一样复杂的电脑，模仿生物学是他们的最佳选择。”美国马萨诸塞州库日韦尔技术公司的雷? 库日韦尔说，“因此，电脑公司和大学研究人员都忙着学习生物学速成课程。” 2003年，以色列魏兹曼研究院耶胡达-夏皮罗教授在试管中研制出具有数学计算功能的分子计算机，这台计算机只有一滴水滴大小，却包含有数目繁多的器件。它用酶做硬件，用DNA分子作为软件，内部包含有1 万亿个活的细胞，每秒钟可完成10 亿次计算，准确率高达99.8%。但夏皮罗的同事伊塔玛尔-魏兹曼强调，研究的主要意图并不在于突出分子计算机的运算速度：“我们希望分子计算机能够实现生物监控设备的作用，譬如，它植入人体内可以监控患者药剂使用状况和生理反应。” 　


[b][color=#0000ff]　有脑子的纳米机器人[/color][/b]     班德亚帕德耶对分子计算机在医学领域的应用很感兴趣：“设想装配这样的分子仪器并植入血液中，或许能够摧毁人体内的癌细胞。”2008 年4 月，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员在这方面领先了一步，他们造出了可以储藏、输送抗癌药物并在光的作用下释放药物攻击癌细胞的分子装置。该装置由中孔硅纳米粒子制成，其内部细孔涂覆了化学物质偶氮苯，抗癌药物可以装载在这种细孔中。由于偶氮苯具有光致变色特性，在光的作用下具有两种振动形态。研究人员首先让上述装置在黑暗中进入置于玻璃器皿中的人类癌细胞内，然后用光照射使它振动，分子装置细孔中的抗癌药物随之被释放出来攻击癌细胞。     这套操作装置有个时髦的称呼：“纳米机器人”。班德亚帕德耶还有更有趣的想法：造一个纳米计算机，然后将“主机”与分子构成的发动机、推进器、转换装置、电梯、传感器等结合在一起，使它们有机地结合成一个整体。他开始为分子计算机寻找一种与其他装置对接的方法，“目前它已经可以与8 种混合装置对接，工作起来就像一个微型工厂。我还要把它变成有记忆和行动能力的纳米机器人。”     南巴黎大学分子光物理实验室的迪雅尔丹教授认为，这种想法需要满足苛刻的条件：“首先是化学领域创造出纳米级的单分子机械机构，其次是找到精确控制单分子的方法，第三是研制出可传递信息的机器人‘大脑’装置。”     第一个条件已经渐渐成为现实：2007 年被法国图卢兹材料设计和结构研究中心与德国柏林大学的科学家们“组装”出来的纳米机器“分子轮”，就由两个直径为0.7 纳米的三苯甲基分子“车轮”组成。研究人员借助扫描探针式显微镜(SPM)的电子探针来驱动“车轮”旋转。     电子探针位于SPM 的终端，科学家像操纵游戏机杠杆一样操纵它与样品表面轻轻接触，根据探针与样品表面极其微弱的排斥力变化，再通过光学或电流原理将其进行放大和分析，测定出样品表面的形貌信息和探针所处的位置，并把它的活动放大上亿倍后在电脑屏幕上显示出来。SPM 探针带有电性，因此人们通常顺便用它来控制操作镜头下的单分子，1989 年，IBM公司操纵35 个氙原子，在镍金属表面拼出“IBM”三个字母，开了纳米微操作先河。     班德亚帕德耶同样采用了这种方法，但它并非理想的首选。SPM 探针明显比他的分子“小汽车”要大上许多，用来操纵他的“小汽车”，就如同现实世界中用树枝来拨弄小蚂蚁的每一条腿一样困难。班德亚帕德耶希望未来可以使用分子代替带电传导针实现对微型纳米电脑的控制。“这样第二、第三个条件也能满足了。”     尽管总体上看，短时间内制造出科幻中的高智能纳米机器人似乎不大可能，但迪雅尔丹教授的话代表了纳米领域科学家们的乐观：“在纳米机器人产生前，人们会一直认为研制它们是不可思议的事，其实好好想一下，不可思议的不是研究本身，而正是人类自己的思想。(申充/新知客杂志)

给老婆的一封信

给老婆的一封信
   

                    亲爱的老婆大人：


> >遵照您的旨意，我在书房里反省了一个小时四十三分零七秒，喝了一杯白开水，

上了一次卫生间，没有抽烟，以上事实准确无误，请审查。附上我的检讨报告，不

当之处可以协商。

经过３个月的婚姻生活，我认为老婆同志温柔贤良，勤奋聪颖，是不可多得的好

妻子，而身为丈夫的我却举止乖张，态度轻狂，所作所为确有值得商榷之处。以下


是 我对自己恶劣行径的剖析，请领导批阅：


１.昨天的事情是我不对。你做的红烧茄子虽然有点咸，但是香醇可口，瑕不掩

瑜，我不该指责你浪费盐。我这么求全责备，完全是暗藏嫉妒之心。不过再加点

水是可以的。

> >２.你说喜欢陆毅的时候，我不该信口雌黄说我喜欢梁咏琪，害得你两天不能理

> 我，极其痛苦。仔细一想，我的回答确实很不妥当，因为你的花心还局限于内

地我却冲到了港台，我还是喜欢周迅好了。


> >３.你喜欢看韩剧里的小政哥，我不该百般阻挠，你拿我和他比较我也不该表示

抗 议，因为人家小政哥都没有抗议。

> >４.星期六的那次婚礼，我说我开会，不知道能不能去，你准备了两个红包，一

个１００的，一个２００的，结果我没去，你不小心送出去了厚的。亲爱的，我不

该笑你，你已经做得很好了，换作我，可能将两个都一块儿送出去了。

> >５.上次你买来黄花鱼，我不该信誓旦旦，冒充大厨，结果你帮厨时欢呼雀跃，

闻味时垂涎欲滴，吃的时候却垂头丧气，对于你脆弱的心理而言，这是难以承受

的。

> >６.你剪短了头发，问我好不好看，我说好看，你很高兴；进一步求证，我说还

行；你追问到底好不好，我回答，不如以前好，使你非常难过。这是我的错，以

后此类的回复均以第一次为准。

> >７.你在网上认识了很多优秀的朋友，一时间鸿雁传书，玉照纷飞，我不该用报

纸上的报道打击你。不过你[URL=http://www.ic37.info/MAX7221CWG_ic.htm]穿[/URL]白裙子的那张照片真的不好看，还是穿高领衫的那张

好，旁边有我当保镖，显得气派。

> >8.探望你外甥那次，你回来和我讨论谁应该洗尿布，我的确不该推卸责任，惹你

生气。不过亲爱的，这项任务过于遥远，我们还是讨论谁负责生好了。他们家是谁

生的？

>9.你指责我把袜子到处乱放时，我不应该反诬你到处放书，毕竟袜子是臭的，书

是香的。

> >10.你请雪儿吃麦当劳的时候，我不该在桌子下面偷偷踢她，让你大发雷霆，可

是她踩坏了我那么多皮鞋，你为什么都不管？

> >11.你说我长得不如你漂亮的时候，我不应该顽固抵赖，你说得很对，证据确

凿可以让瞎子作证。

> >12.我下楼倒垃圾回来，你围着我转了好几圈，问我抽了几根，我说一根，你就

大生其气。亲爱的，我真不知道你的鼻子如此灵敏，其实我抽了两根。

> >你一直是善解人意的女孩，希望你能够原谅我，给我改过自新的机会。为了家庭

安定，经济繁荣，顺便提几个小小的建议：

> >１.不要指着电视里的帅哥说他像你从前的男友，你第一次近距离接近男士是在

大 二的舞会上，慌慌张张地狂踩别人的脚，很不幸那个人是我。

> >２.逛商店的时候，不要总是突发奇想，比如要买一个粉碎机回去做蒜泥，你不

觉得我这个机器比较经济吗？

> >３.吃饭的时候，你总是嫌我吃得少，照相的时候却又嫌我胖，亲爱的，这真的

让我很为难。

> >４.不要给我出一些刁钻古怪的问题，说那是脑筋急转弯，结果让我逻辑混乱。

> >５.不要在我看枪战片的时候给我讲笑话，而且不笑不行。

> >以上种种，请老婆大人明鉴。友情提示：卧室里昨日有蜘蛛出没，如需护驾，请

联系客厅西面休闲区组合沙发一号，竭诚为您服务。


> >


> >爱你的夫君

                  
<P>转自：[url]http://www.ic37.info[/url]</P>