研究蜻蜓的飛行制造出了直升機；對青蛙眼睛的表面“視而不見”，實際“明察秋毫”的認識，研制出了電子蛙眼；對蒼蠅飛行的研究，仿制出一種新型導航儀——振動陀螺儀，它能使飛機和火箭自動停止危險的“跟頭”飛行，當飛機強烈傾斜時，能自動得以平衡，使飛機在最復雜的急轉(zhuǎn)彎時也萬無一失；對蝙蝠沒有視力，靠發(fā)出超聲波來定向飛行的特性研究，制造出了雷達、超聲波定向儀等；對“變色龍”的研究，產(chǎn)生了隱身科學和保護色的應用……通過對自然界生物特性的研究與模仿，來為人類社會更好地服務，這門學科叫仿生學。
　　那么仿生學能不能應用到計算機領域中呢?
　　科學家通過對生物組織體研究，發(fā)現(xiàn)組織體是由無數(shù)的細胞組成，細胞由水、鹽、蛋白質(zhì)和核酸等有機物組成，而有些有機物中的蛋白質(zhì)分子像開關一樣，具有“開”與“關”的功能。因此，人類可以利用遺傳工程技術，仿制出這種蛋白質(zhì)分子，用來作為元件制成計算機。科學家把這種未來計算機叫作“生物計算機”。
　　下面先讓我們來欣賞一下生物計算機的特異功能吧。
　　生物計算機的主要原材料是生物工程技術產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，并以此作為生物芯片。生物元件比硅芯片上的電子元件要小很多，甚至可以小到幾十億分之一米，而且生物芯片本身具有天然獨特的立體化結構，其密度要比平面型的硅集成電路高五個數(shù)量級。如讓幾萬億個DNA分子在某種酶的作用下進行化學反應，就能使生物計算機同時運行幾十億次。生物計算機芯片本身還具有并行處理的功能，其運算速度要比當今最新一代的計算機快10萬倍，能量消耗僅相當于普通計算機的十億分之一，存儲信息的空間僅占百億億分之一。生物芯片一旦出現(xiàn)故障，可以進行自我修復，所以具有自愈能力。生物計算機具有生物活性，能夠和人體的組織有機地結合起來，尤其是能夠與大腦和神經(jīng)系統(tǒng)相連。這樣，生物計算機就可直接接受大腦的綜合指揮，成為人腦的輔助裝置或擴充部分，并能由人體細胞吸收營養(yǎng)補充能量，因而不需要外界能源。它將成為能植入人體內(nèi)，成為幫助人類學習、思考、創(chuàng)造、發(fā)明的最理想的伙伴。另外，由于生物芯片內(nèi)流動電子間碰撞的可能極小，幾乎不存在電阻，所以生物計算機的能耗極小。
　　1983年，美國公布了研制生物計算機的設想之后，立即激起了發(fā)達國家的研制熱潮。當前，美國、日本、德國和俄羅斯的科學家正在積極開展生物芯片的開發(fā)研究。從1984年開始，日本每年用于研制生物計算機的科研投資為86億日元。1995年，來自各國的200多位有關專家共同探討了DNA（脫氧核糖核酸）計算機的可行性，認為DNA分子間在酶的作用下可以從某基因代碼通過生物化學的反應轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼，轉(zhuǎn)變前的基因代碼可以作為輸入數(shù)據(jù)，反應后的基因代碼可以作為運算結果。利用這一過程可以制成新型的生物計算機。
　　現(xiàn)今科學家已研制出許多生物計算機的主要部件——生物芯片，如合成蛋白芯片、血紅素芯片、賴氨酸芯片等。美國明尼蘇達州立大學已經(jīng)研制成世界上第一個“分子電路”，由“分子導線”組成的顯微電路只有目前計算機電路的千分之一。美國南加州大學計算機科學家倫納德·艾德曼已研制成功一臺DNA計算機。
　　生物工程是全球高科技領域最具活力和發(fā)展?jié)摿Φ囊婚T學科，加上計算機、電子工程等學科的專家通力合作，有可能在21世紀中期將實用的生物計算機推向世界。
　　編輯/李章