IT史话(5)：DNA计算机发展之路(下)
综合报道
在尼葛洛庞帝的《数字化生存》中，有一个众所周知的论断：计算不再只和计算机有关，它决定我们的生存。也许我们可以将这句话套用于DNA计算机──计算不再与半导体有关，而是与基因有关。
实际上，DNA计算机的出现同占据统治地位的半导体计算机面临的困境有关。IT业界有这样一条非常著名的摩尔定律：芯片制造商大约每18个月就会把挤在指甲盖那么大的硅片里的晶体管数量增加一倍，计算机诞生数十年的事实表明了这个理论的无比正确性。
但是物理学家却并不这么认为，在他们看来，摩尔定律中这种成倍增长的速度不会永远持续下去。最终，晶体管会变得非常小，小到只有几个分子那么大。在这样小的距离里，起作用的将是古怪的量子定律：电子会从一个地方跳到另外一个地方而不穿过这两个地方之间的空间，这时的电子会越过导线和绝缘层，从而产生致命的短路。因此，人们需要掌握能制造出体积更微小的计算机的技术。正如《新科学家》所预测的那样：未来的计算机也许是一滴溶液。
很多人至今还觉得从试管溶液中开发出计算机是一件不可思议的事情，但更不可思议的是DNA计算机将带来的巨大变化：一立方厘米的DNA上存储的信息比一万亿张光盘存储的还多；十几小时的DNA计算，就能相当于所有计算机自问世以来的总运算量；更为重要的是，DNA计算机的能耗非常低，只有传统半导体计算机的一百亿分之一。
即便是在现在，尽管单个DNA计算机的运算速度比半导体计算机慢得多，但由于它能够同时执行大量运算，如一根试管可容纳一万亿个DNA计算机，这些计算机可以同时并发运算，解决那些需要穷尽各种计算结果的“组合问题”。
然而在上个世纪90年代，DNA计算机的不足也显而易见。最大的问题就是当时的DNA计算机无法自动运行，需要研究人员进行外部驱动──改变溶液温度或添加化学物品。开发人员抱怨DNA计算机的智力甚至不如一个三岁小孩，更别说同半导体计算机相比了。
另一个问题则是安装DNA计算机并且抽取出结果会花上几天、甚至几个星期的时间。也许，更大的障碍是控制生物的成长，以产生精确的计算结果。艾德曼本人就承认，在1994年开发的“试管计算机”在几秒内算出了所有可能的汉密尔顿路径后，他不得不再花费数周去拣出那些正确的答案，“虽然他们的新实验进一步提高了DNA计算机模型的运算能力，但总地来说，DNA计算机的错误率还是太高。要真正超越电子计算机，还需要在DNA大分子操纵技术等方面有大的突破。”甚至有时轻微的震动就会使DNA断裂，运算中如果有些DNA粘在试管壁上，就会造成“死机”。
尽管如此，种种的不足并没有阻碍DNA计算机的进一步发展。2001年11月，以色列魏茨曼学院成功研制出世界上第一台可进行自动编程的DNA计算机。当地媒体评价说，这种计算机即使有一万亿“台”，其体积也不超过一滴水的大小。该学院的埃胡德·沙皮罗教授在发表这项成果的同时也这样表示了它的局限性：“目前这种计算机的功能尚显单一，在现实生活中不能马上应用，而且太小，人们每次无法仅使用其中的一台。”
随着DNA计算机的开发不断深入，人们开始重视这个新兴的计算机产品，都希望在这个尚未开发的市场上占据主动权。
2001年，以色列魏茨曼学院在原有DNA计算机基础上进行了大量改进，同时向有关机构申请了商业专利。在以色列，一些专业医学机构已经开始同魏茨曼学院展开合作，利用DNA计算机进行医学方面的研究。2002年，吉尼斯世界记录把这个学院的发明称之为“最小的生物计算设备。”
2002年2月，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，用于基因诊断。该计算机由分子组件和电子部件两部分组成，前者计算分子的DNA组合，搜索并筛选出正确的DNA结果；后者则进行分析，并且能将原来人工分析DNA需要的3天时间缩短为6个小时。
当然，DNA计算机不仅仅是在医疗领域崭露头角，其他地方，诸如新材料开发领域也在探讨DNA计算机的应用，力图通过有效地配置分子达到生产出新材料的目的。这些足以说明，DNA计算机正试图走出只能解决数学问题的有限用途范围，开始产业化发展。
比如2002年哥伦比亚大学就开发出名为“MAYA”的DNA计算机系统，“MAYA”用复杂的DNA分子反应实现具体的游戏程序。这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。”科学家们期望某一天能将DNA计算机注入人体，开展杀死病毒、修复正常细胞等工作。