青少年科普 | 前沿关注 | 空间探索 | 生命科学 | 国防时空 | 生活顾问 | 自然世界 | 科学漫谈 | 信息时代 | 科普视频 | 科普论坛
首页 | 科协在线 | 地震扫描 | 北方瓷都 | 钢铁工业 | 煤炭产业 | 冀东文化 | 唐山名人 | 网上科技馆 | 科普动画 | 下载区
网站公告
会员登录
 用户名
 密  码
 验证码
站内搜索
 范  围
 关键词
本类热点Top10
中国科技馆新馆奠基[组图]
英特尔发布新品奔腾D P4将光荣退休
欺骗眼睛的“诡计”:“会动”的幻觉图片
神舟六号开始总装 今年9至10月发射
动物眼睛看到的世界什么样?
“神舟六号”航天员生存环境揭密
震撼世界的十大科学实验
日本展出全球最小人形机器人
共同关注世界防治结核病日
北京市科委积极探索软件领域自主创新的新机制(1)
当前位置:首页>>今日视点>>今日视点>>阅读文章
美科学家造出细菌计算机能解数学难题
添加时间:2009/7/30  作者:唐宁  来源:新浪网  点击:2527  
【 双击滚屏 】 【 收藏 】 【 打印 】 【 关闭 】 【 字体: 】 

  据国外媒体报道,美国科学家近日设计出一种“有生命力”的计算机——细菌计算机,而且能够解决复杂的数学难题,速度远比硅芯片计算机运算速度快。随着细菌的不断繁殖,细菌计算机的运算能力还会不断增加。

  细菌计算机能解数学难题

  科学家是利用大肠杆菌设计出这种生物计算机的,并将这项发表于近日出版的《生物工程杂志》上。通过这种生物计算机,能够来解决称为“ 汉弥尔顿路径问题”(Hamiltonian Path Problem)的数学难题。假设一个人若要游览英国十座城市,从伦敦(第一个城市)出发,最后目的地为布里斯托尔(第十个城市)。“汉弥尔顿路径问题”需要解决的就是要找出你可以选择的最短路径。

  这个看似简单的问题却是出人意料地难以解决,因为可供选择的路径有350多万条。普通计算机要找出其中最短的路线需要花很长的时间,因为它一次只能尝试一条。而一台由数百万细菌组成的计算机则能同时考虑每一条路径。随着时间的流逝,细菌计算机实际上将随着细菌繁殖而增强其计算能力。

  然而“ 汉弥尔顿路径问题”并不是细菌计算机能解决的唯一问题。研究人员在去年曾研制了一个用以解决“翻煎饼问题”的细菌计算机。“翻煎饼问题”简单说就是要把一叠不同大小、半面焦且金黄焦面向下的煎饼,利用一只翻铲,将每一焦面全部向上,同时将最大片的置于底部,最后计算出此一问题的可能解答数。虽然貌似简单,其实“翻煎饼问题”运算量巨大。如果有6张煎饼,有46080种可能,12张煎饼有1.9万亿种可能。在“翻煎饼问题”计算机基础之上,科学家进一步研制出能解决 “汉弥尔顿路径问题”的细菌计算机。

  基因技术解决设计难题

  在生物计算机中,每一个细菌都变成了一台微型计算机,能同时展开运算。当数百万个细菌同时工作时,其运算能力非常惊人。然而,如何控制大量的细菌进行工作,从而具备运算能力却是一个难题。基因技术帮研究人员解决了这一难题。研究人员通过改变大肠杆菌的DNA,将“ 汉弥尔顿路径问题”简化为只有三个城市的版本并加以编码。这些城市由一系列会令细菌发出红光或绿光的基因代表,而城市间可能的途径由DNA的随机性排序进行探索。产生正确答案的细菌将会发出黄光。

  这个试验成功了,科学家们通过检查DNA序列来核对发出黄光的细菌所给出的答案。通过使用一些额外的基因差异———比如对特定抗生素的抗性,该研究小组认为可以将他们的方法加以扩展,解决涉及更多城市的问题。

  该科研小组除了证明了细菌计算的威力之外,还为合成生物学领域做出了重要贡献。就像电子电路是由一些晶体管、二极管及和其他元件组成,生物电路也同样如此。

  不过美国麻省理工学院的合成生物学家汤姆-奈特也表示,不要期待细菌超级计算机短时间内面世。奈特说“这开启了应用广泛的生物计算之门,不过还并不会令你的Xbox运行的更快。”

相关文章
[ 今日视点 ] “立夏”和“入夏”是一回事吗? (2017/5/8)
[ 今日视点 ] 喝醋能软化血管?别闹了! (2017/5/3)
[ 今日视点 ] 细菌竟能捍卫你的美食? (2017/5/2)
[ 今日视点 ] 今日谷雨,这些健康知识,你知道多少? (2017/4/20)
[ 今日视点 ] 虚拟现实:离大众还有点远 (2017/4/13)
[ 今日视点 ] 食物搭配真的有禁忌吗? (2017/3/10)
[ 今日视点 ] 吃粗粮,有讲究 (2017/2/15)
[ 今日视点 ] 我们的手机号码为什么是11位? (2017/2/14)

设为首页 - 加入收藏 - 网站简介 - 版权申明 - 联系方式 - 网站合作 - 意见建议 - 网站地图
唐山市科学技术协会主办 Copyright © 2004-2005 唐山科普在线 版权所有 未经授权禁止复制或建立镜像
北京光蓝网络科技有限公司 提供技术支持 Powered by Glaer GIP(TM) V3.0
冀ICP备05016301号-1  网络不良与垃圾信息举报中心