电子计算机发展的另一个限制是集成电路芯片是集成度很难再提高,现在指甲盖大小的面积上已经能安装上百万个晶体管,再增加是很困难的,必须想别的出路。
我们知道,蝙蝠是用超声波来进行定向的,然而人类制成一台这样的超声定向仪,其体积却要比蝙蝠大上许多倍。生物体的这种高效能和超小型使科学家获得启发:能否也用有机物来制造计算机呢?
大家知道,电子计算机最基本的构件是开关元件,正是由这千百万只开关组成的电路显现出各种奇妙的功能。电子计算机传送信息的“语言”归根结底只有“0”和“1”两种,恰与“关”和“开”相对应。可以想象,只要具备“开”和“关”功能的东西都能用来做计算机。
科学家发现,一些半醌类有机化合物存在两种电态,即具备“开”、“关”功能。并且还进一步发现,蛋白质分子中的氢也有两种电态,因此,一个蛋白质分子就是一个“开关电路”。从理论上讲,用上述物质作为元件,就能制造出半醌型或蛋白质型的计算机,由于有机分子往往存在于生物体中,所以有机计算机也称作“生物计算机”。
基于有机分子构成的生物化学元件的特殊性,从而使有计算机具有三大显著优点:
1体积小,功效高。以分子水平的线路为目标的生物化学元件其大小可能达到几百埃(10-8cm),1平方毫米的面积上可容数亿个电路,比目前的电子计算机提高了上百倍。
2使生物本身固有的自我修复机能得到发挥,这样即使芯片出了故障也能自我修复,所以有计算机具有半永久性,可靠性很高。
3从根本上来说,由有机分子构成的生物化学元件是利用化学反应工作的,所以只需很少能量就可工作,不存在发热问题。
有机计算机目前也正处于研制阶段,一旦制造成功,将使现有的一切电子计算机大为逊色。
20多年前,英国作家克拉克在其出版的一部名为《超级大脑》的科幻小说中,描述了一台叫做“哈尔”的超级智能型计算机熟练地操纵着一艘宇宙飞船驰骋在茫茫太空之中,它能沉着冷静地处理各种意外,有条不紊地完成各项预定计划,大步地跨越着时空。人们正翘首以待,愿这美好的幻想能够成真。