解密DNA計算機

郁仁佳

DNA是生物體內引導生物發育與生命機能運作的遺傳物質。計算機是可以進行計算，具有存儲記憶功能，能夠按照程序運行的現代智能電子設備。二者似乎沒有什么直接關系，那DNA計算機又是什么呢？

DNA計算機是什么

不論是做數學題時常用的計算器，還是能處理海量數據的超級計算機，它們的功能主要體現在以下幾個方面：一是信息存貯功能，二是信息處理功能，三是信息輸出接入功能，簡單地說就是能記、能算、能表達。目前我們使用的普通計算機一般是使用物理元件通過電路的開和關來實現信息的存貯、處理、輸出功能，所以通常被稱為電子計算機。如果用DNA這種具有生命活性的物質來替代電子元件的功能，實現生命信息密碼的存貯、復制、輸出功能，那么這臺計算機就叫做DNA計算機。

DNA計算機怎么造

科學家曾經把一些DNA片段放進化學溶液里，然后通過向溶液里輸入蛋白質或其他化學物質，利用化學變化的結果達到信息貯存、處理、輸出的目的。電子計算機通過物理電路的通斷實現信息加工功能，而DNA計算機則用化學變化的結果實現這些功能。那么電子計算機也可稱為物理材質計算機，DNA計算機則是化學材質計算機。不過科研人員發現，將DNA溶解在化學溶液中進行信息處理有一個弊端，即DNA在溶液里不穩定，愛四處游走，容易“誤撞”，進而產生意外的不可控的化學反應，從而影響DNA計算機的運算效率和精度。

這個問題很快解決了，科學家運用類似折紙的辦法，先把DNA片段排列在一平面內，再經過多重的復雜折疊，它們就立體有序地集成化地被固定在空間內，形成類似于電路板形態的DNA排列板，即“DNA化學反應次序板”。折疊的方式越復雜，次序板的集成程度就會越高，計算機的體積就會越小，計算容量則會越大。

DNA計算機有何用

也許同學們有疑問，電子計算機的運行能力已經很強大了，為什么要劍走偏鋒，去開發讓人難以理解其算法的DNA計算機呢？這是因為電子計算機無論多強大，總是有個無法實現的難關：電子計算機是物理性的，無法與人體細胞功能兼容相通，也就是它無法完美地接入人體，不能與人體細胞進行信息互換。

DNA計算機與人體的融接價值非常大，可以直接讀取人體細胞信息，從而獲得個體基因的缺陷、異變、突變現象。然后通過基因信息分析，預測個體將要發生個什么疾病，已經產生了什么樣的隱疾，出現了疾病之后應該如何治療等。載入人體的DNA計算機不但可以讀取人體錯誤變異的基因信息，還可以通過信息輸出直接干預錯誤變異信息的修正修補，通過這種基因信息的讀取或干預，DNA計算機將可以讓一位因基因缺陷而致失明的患者重見光明。

未來，通過人體基因信息的讀取和干預功能，DNA計算機這位“超級醫生”能幫我們打敗很多目前難以治愈的疾病。擁有了普通電子計算機，人類實現了遠征宇宙的偉大夢想；而依靠DNA計算機的活性功能，人類將實現把控自身健康的超級夢想。