電子計(jì)算機(jī)是以電流來傳遞信號(hào)的，而在被視為明日之星的生物計(jì)算機(jī)中，傳遞信號(hào)的則是不同的分子——DNA（脫氧核糖核酸）、RNA（核糖核酸）和蛋白質(zhì)分子等等。看起來，它和今天我們使用的電子計(jì)算機(jī)十分不同，不過這兩者之間卻有些微妙的相似之處。

　　DNA由GTAC四種堿基構(gòu)成，在其中的每一條單鏈上，堿基的順序可以看做是隨意的；而如果一條單鏈上某個(gè)位置的堿基是腺嘌呤A的話，另一條單鏈的對(duì)應(yīng)位置上則必然是胸腺嘧啶T；鳥嘌呤G和胞嘧啶C也存在同樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這種方式很安全——如果一條DNA單鏈因?yàn)槟撤N原因而被破壞，還可以根據(jù)另一條單鏈上對(duì)應(yīng)位置的堿基把它補(bǔ)全；而且，如果我們知道了一條DNA單鏈的堿基序列，就可以制造出另一條和它匹配的單鏈來，就像我們有了一側(cè)拉鏈，就可以制造出另一側(cè)來一樣。

　　1994年，南加州大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家提出了用DNA計(jì)算的方式解決七頂點(diǎn)旅行商問題的方案。旅行商問題要求在多個(gè)頂點(diǎn)之間尋找出一條最短路徑，經(jīng)過所有頂點(diǎn)，但是每個(gè)頂點(diǎn)只能經(jīng)過一次。對(duì)于電子計(jì)算機(jī)來說，要解決這種問題需要先找到所有的可能路徑，再對(duì)其分別比較以選出最短路徑來。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，DNA計(jì)算機(jī)也使用了類似的方式，不過它的運(yùn)算速度要比電子計(jì)算機(jī)快得多——但是，挑選結(jié)果出來卻要慢得多。

　　科學(xué)家們用不同堿基的組合分子定義出每個(gè)頂點(diǎn)和每兩個(gè)頂點(diǎn)之間的路徑，其中路徑的編碼剛好和兩個(gè)頂點(diǎn)的編碼互補(bǔ)；再把這些分子和合適的酶放進(jìn)試管，讓它們自由組合。只需要幾秒鐘，分子們就已經(jīng)組合出了正確的答案，只不過和所有錯(cuò)誤答案都混在一起而已。

　　接下來，用電泳技術(shù)先把長度符合答案的DNA鏈分揀出來，用親和力萃取技術(shù)選出所有包含第一個(gè)頂點(diǎn)的DNA鏈，再從中分出同時(shí)包含第二個(gè)頂點(diǎn)的DNA，以此類推。在經(jīng)過七次萃取之后，獲得了同時(shí)包含七個(gè)頂點(diǎn)的DNA鏈，以及連接這七個(gè)頂點(diǎn)的八條線路。這次在試管里進(jìn)行的生物計(jì)算，終于獲得了數(shù)學(xué)問題的答案。

　　這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功，掀起了DNA計(jì)算的熱潮。1997年，美國羅切斯特大學(xué)的研究者安尼麥?zhǔn)贰だ缀洼对獾掠肈NA分子實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的基本器件邏輯門，讓傳統(tǒng)的布爾邏輯運(yùn)算成為可能；但是只有邏輯門并不意味著可以制造出計(jì)算機(jī)，就像掌握了燒磚的技術(shù)并不意味著能夠建造起摩天大樓一樣。

　　在進(jìn)入21世紀(jì)之后，DNA計(jì)算的熱點(diǎn)主要集中到自組裝相關(guān)計(jì)算和體內(nèi)DNA計(jì)算上來。這些研究方向?qū)⒖赡軙?huì)造就納米尺度上的計(jì)算元件，也可能會(huì)制造出針對(duì)性很強(qiáng)的新型檢測(cè)方法和藥物。相關(guān)的研究成果層出不窮，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有能夠達(dá)到可以實(shí)際應(yīng)用的程度。

　　猛犸：科技專欄作者，IT技術(shù)宅