当今无论电脑有多少种用途、多少种品牌、多少种操作系统，都采用了电与磁的方法处理和储藏信息，然而，至少理论上还存在着一些稀奇古怪的电脑构思……

如今人们的生活已经离不开电脑。不过，无论电脑的用途如何广阔，无论有多少电脑品牌和操作系统，其原理却是相同的，也就是采用电脉冲和磁极的翻转来处理和储藏信息。

可是你知道吗，资讯的处理还可以采用完全不同于电与磁的方法。因此至少在理论上，也就存在着多种不同类型的电脑。下面就让我们来看一看这些稀奇古怪的电脑构思。

光电脑

说到用光纤编码和传输信息，没有人会觉得有甚么奇怪。不过要想利用光来处理资讯和从事计算，听上去就有点天方夜谭。

其实，光电脑是一个很值得研究的构想。笼统的讲，以光作为处理信息的介质，可以提高计算速度和信息量；但是同时也有很大的技术障碍，特别是对光进行储存和操作，这是十分困难的。

近年来关于光电脑的研究一直在进行的，有些进展已经达到了接近实用的阶段。美国伊利诺大学的博劳（Paul Braun）率领的研究人员正在实现操作光的梦想。他们利用光晶体研制出三维光导波管。这种技术可以捕获光线，并将光放慢；甚至可以尖锐的拐角处使光线弯曲，同时又不造成光的流失。

此外，哈佛大学的路金（Mikhail Lukin）和他的同事开发出了晶体管的光学版。

大家知道晶体管是当今所有电脑动力所必需的。路金等人创造出一种使光子从一种光信号转到另一信号的开关机制。这就为用光来取代电磁作为电脑动力提供了核心技术基础。

量子电脑

我们今天面对的资讯绝大多数都是电子资讯。电脑程式的算法也是建立在电子资讯的特点之上的。电脑运算采用的是二进制，电信号以“0”和“1”两种状态存在。而量子电脑却可以打破这种规则。

因为根据量子力学的原理，基本的量子单位(qubits)可以同时以“0”和“1”的状态存在。在这一点上，量子资讯完全不同于传统的电子资讯。所以有人说量子电脑颠覆了古典计算的基本规则。

那么这样有甚么好处呢？举例子说，在实际计算时，量子资讯的这项功能可以完成多项平行计算。当量子电脑增加量子单位的数目时，其运算能力将呈指数增长。

这样一来，一些采用目前的电子资讯处理途径无法解决的运算就有办法了。比如说，对超大的数字进行快速分解，从而破解密码。

然而就目前而言，量子电脑只具备很少量的量子数元，这些量子数元通常是采用量子点、核磁共振、金属离子或是纠缠的光子对来实现。

DNA电脑

世上最完美的电脑到头来还是自然的造化：它的名字叫做DNA(脱氧核糖核酸)，也就是构成生命体遗传物质的基因。在生命体中，DNA承担着处理信息，执行编码在基因组里面的“生命程式”。同时，DNA 还与蛋白质相互协调作用，以维持生命现象的存在。

利用DNA进行计算不仅仅是一种概念，早有人把它付诸现实。

DNA模型。(法新社)

南加大的阿德而曼（Leonard Adleman）是首位选用该方式处理计算问题的人。一九九四年，他使用DNA电脑解决了一项著名的数学难题：“七点汉弥尔顿路径问题”（7-point Hamiltonian Path problem）。

从那以后，DNA也被用来创造逻辑门（logic gates）以及一种永远不败的数字游戏：tic-tac-toe。

那么DNA是如何计算的呢？这可是专业问题。基本原理是以DNA链来识别相对较短的输入链，进而制造出不同的输出序列。“计算”结果可以通过激发萤光蛋白质来实现。

近来，DNA电脑的推崇者开始研究将自己的创造导入人体等生物系统中。这似乎不难理解，因为生命体那是DNA最适合的，也是传统电脑最无能为力的领域。

可逆式电脑

早有人提出我们应该可以像回收垃圾一般回收我们的数元(bits)。

长期以来，电脑硬件公司一直在努力降低电脑的耗电量。为实现这一目标当然可以有多种方法。其中一种独特的方式是采用可逆式的晶片。

一般而言，每一次电脑运算，只要有一定的资讯丧失，同时也必然会浪费掉相应的能量。而可逆式电脑可以用来恢复和再利用这部份能量。

举个例子，美国佛罗里达大学福兰克（Michael Frank）已经发展出一种方法可以使逻辑门反向运行。具体来讲，电脑的每一步运算都涉及到使输入信号进入逻辑门，然后产生输出信号。通常驱动这些信息流动的能量在过程中被浪费掉了。而福兰克逻辑门可以在每步运算后进行反向运算，从而使得输出信号的能量回到通常产生新输入信号的循环起点，从而解决了能量流失的问题。

这听起来很有吸引力，但实际上也有许多美中不足。据福兰克说，这类电脑最主要的缺陷是，随着电脑的计算能力的提高，晶片的耗损也会越快。

台球(撞球)电脑

从微观上讲，当今的电脑运算过程包括电子在回路内从一个分子运动到其他分子的连锁反应。事实上，其他类型的连锁反应也可以被用来计算，比如多米诺牌游戏。

已经有人通过巧妙的排列骨牌，成功建立了逻辑门。还有像半加算器等基础运算回路，也可以通过骨牌排列来实现。

但是要通过这种方法完成传统电脑微处理器的强大功能，则需要巨大的空间。除非多米诺牌变得非常小。

当然，这样的骨牌和撞球游戏也可以在微观上实现。IBM的研究人员曾经试验过一种采用一系列原子级连撞击的逻辑回路。

但是，这种途径只能用一次，但好处是比目前最小的晶体管还要小得太多。

神经元电脑

神经元是人脑的基本单位。在开发新型电脑的过程中，科学家们也在试图借鉴人脑的功能。因此，神经元很自然的成了利用的对象。

有不少研究人员希望，通过利用和模拟神经元的功能，可以让他们在开发更先进电脑的竞争中先人一步。位于芝加哥的西北大学的慕沙伊瓦第（Ferdinando Mussa-Ivaldi）就曾利用原始脊椎动物八目鳗的少量脑细胞来控制机器人。

慕沙伊瓦第的试验是这样设计的：信息从机器人的光感应器输出，然后传递到神经元。神经元反过来根据不同的信号来控制机器人的行动。

八目鳗体内有部份脑细胞专门负责自身的定位。研究发现当这些细胞与机器人相连后，可以控制机器人随光源移动。

这样的研究很让人兴奋，类似的研究还有不少例子。英国纽卡斯尔大学的神经生物学家琳德（Claire Rind）就曾研究蝗虫在“观看”电影《星球大战》中飞船调度的场面时的神经活动，从而开发精确的障碍物回避系统。

最近，美国防御研究机构尝试在蛾的脑中放了电极装置，进而开发出可以遥控的机械电子蛾。

水-磁电脑

如果你知道如何操作的话，每一杯水中就包含着一部电脑。

英国约克大学的史蒂柏尼（Susan Stepney）与其同事使用强力磁场（核磁共振）控制和观察分子间的互动模式。这种方式可以提供三维讯息，也可以在天然的动态环境下研究分子间的相互作用。

如果试验成功，用针头大小的一点水就可以模拟复杂的事物，如大气的运动。

目前这项研究仍然处在初级阶段，科学家们首要的工作还只是对原理的验证。水-磁电脑的激发还不得不通过传统型的电脑来完成。

半流体电脑

英文“software”是指软件，“hardware”是硬件，那么“gloopware”是甚么？原来这里指的是所谓“半流体”电脑的核心部件。“半流体”电脑堪称是对传统电脑硬件概念的彻底“背叛”。

研究人员运用一种被称作是“Belousov-Zhabotinsky反应”的脉冲循环化学反应产生干扰波。英国西英格兰大学的阿达玛茨基（Andrew Adamatzky）发现，在化学黏性物质中传播的离子干扰波的行为，很像电脑的基本元素：逻辑门。

阿达玛茨基利用试验显示，化学逻辑门可以指挥机械手搅动化学溶液；这种搅动推动了进一步的化学反应，反过来又指挥着机械手的搅动。

不过仔细想来，这里面似乎有一个悖论：究竟是大脑去指挥手如何动，还是手指挥大脑如何想？

其实，阿达玛茨基的目标是将这些化学电脑与电驱动的凝胶“皮肤”整合，制作一个完整的半流体电脑指挥的机器人。

霉菌电脑

如今甚么东西都可以变成“电脑”，就连像黏霉菌这样的原始有机体都不例外，甚至还能用来解决令传统电脑都束手无策的难题。

日本名古屋生化研究所的中垣（Toshiyuki Nakagaki）发现，黏霉菌的群体可以以最短路径穿过迷宫。

在他的实验中，他让行动如一个单一有机体的变形虫式的细胞群去探试迷宫内所有可能的路径。

但是当一串细胞发现前往迷宫出口的食物最短的路径后，其他的细胞就停止探索了。这黏霉菌就从迷宫的死路退出跟着走捷径到食物那里去。

对电脑科学家来说这是个很有趣的实验，因为迷宫类似旅行售货员的问题，要求在不同地点的空间中寻找最短的路径。这种问题可是个棘手的难题，因为只要加入更多地点，就马上使难度大增。

水波电脑

或许最不像电脑的是水箱内的涟漪。然而最近科学家发现，水波也可以作电脑。

苏塞克斯大学的费南度（Chrisantha Fernando)与索加卡 (Sampsa Sojakka)利用涟漪容器与高架的照相机以波浪模式制作出一种称为“独一无二的OR门”或是XOR门。

所谓“知觉粒子”，是一种人工神经网络，可以模拟逻辑门的某些型态。但这还不是XOR门。 只有将XOR门的行为编码到水波才使得“知觉粒子”可以学习该门的运作方式。 ◇