功能强大的DNA计算机

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溶液代替电子元件，存储容量大得惊人，一种在试管里工作的计算机很可能将改变我们的生活---
　　突破：能和人类玩游戏
　　近日，世界首台可玩游戏的互动式DNA计算机面世，这是DNA计算
机研究领域的新突破。这个名为“MAYA”的DNA计算机系统由美国哥伦比亚大学斯的托贾诺维克和新墨西哥大学斯蒂芬维克研制。“MAYA”用复杂的DNA分子反应进行数据处理并实现具体的游戏程序。以色列魏茨曼科学研究所著名计算机专家贝尼桑称：“这一新成果标志着科学家们朝研制功能强大的DNA计算机的梦想又迈出了一步。”
　　身世：诞生在九年前
　　如果说“MAYA”问世会引起一场计算机革命，其根源就要追溯到
1994年的一个夜晚了。这天午夜，美国南加州大学的计算机专家阿德勒曼在阅读一本名为《基因分子生物学》的书籍时突然意识到，人类的细胞与计算机存储信息的方式非常类似。计算机存储数据以二进制的“0”和“1”两个数字进行数据存储，而生物的DNA则以A、T、C和G四个字母代表的四种核苷酸作为基本结构。这年11月，阿德勒曼在《科学》杂志上公布了他的DNA计算机理论，并成功地运用DNA计算机解决了一个复杂的数学问题，这一成果迅速在国际上产生巨大反响，由此开创了DNA计算机研究的新纪元。此后，全球十几个国家和地区的研究人员投入到DNA计算机的研究中，并取得许多突破性进展。以色列魏茨曼研究所的科学家在2001年11月研制出一种由DNA分子和酶分子构成的DNA计算机。
　　2002年2月，日本奥林巴斯公司与东京大学联合开发出了全球第
一台能够真正投入商业应用的DNA计算机，用于基因的分析。
　　解密：在试管里搞计算
　　在DNA计算机中，DNA绝大多数都是悬浮于充满液体的试管之中执
行运算的。DNA溶液代替了电子芯片，每个DNA片段本身就是一个微型处理器，它们各自进行计算。与传统电子计算机以“0”和“1”来代表信息不同，在DNA计算机中，信息将以分子代码的形式排列于DNA上，特定的酶可充当“软件”来完成所需的各种信息处理工作。当DNA分子间在某种酶的作用下瞬间完成某种生物化学反应时，可以从一种基因代码变为另一种基因代码。如果将反应前的基因代码作为输入数据，反应后的基因代码就可作为运算结果。
　　DNA计算机的贮存容量非常大，1立方分米的DNA溶液可以存储1万
亿亿位二进制的数据，超过目前所有计算机的存储容量，这意味着，即使其一次反应耗费很长时间，单位时间内完成的计算量还是远远超过任何超级电子计算机，而其能量消耗只有普通计算机的十亿分之一。
　　当然，DNA计算机还有许多技术问题需要解决。如有时轻微的振
荡就会使DNA断裂，有些DNA会粘在试管壁上，就在计算中丢失了。但这种种不足并没有阻碍DNA计算机的进一步发展，科学家们期望某一天能将微型DNA计算机注入人体，开展杀死病毒、修复正常细胞等工作。也许将来我们的工作和生活都离不开DNA计算机。