第六代计算机

第六代计算机

第六代计算机又称“神经”计算机。

许多年以来，人们把电子计算机称之为电脑，其实是名不副实的。尽管当今电子计算机已具有惊人的计算速度和存储信息的能力，但论其“智力”，与人脑相比它却是一个毫不含糊的“傻瓜”。一个五岁的孩子就能辨认周围每个不同人的面孔，对于穿越马路这样的事也能很快做出判断，避免与来往车辆相撞。然而，这些事情如果让电子计算机来做，哪怕用上亿次巨型机，其所需要的计算的数量，用打印纸足足可以排满近70万平方千米。由此可见，电子计算机与人脑的神经网络相比显得太不中用了。

正如美国前总统里根的科学顾问、白宫科技办公室主任乔治·基沃恩在谈到电脑前景时，一针见血地指出：“目前电脑的王牌是每秒可进行上百亿次浮点操作的巨型超级机，但它的基本概念和计算方法与40年代的计算机并没有多大区别。它所具有的本领只是已输入知识的总和。人脑远比电脑聪明，尽管计算速度不如电脑，但运算法则要先进得多。要创造性发展电脑，就必须要了解人脑。”

因此，许多科学家都把人脑当成了研究对象，并通过多年来的探索研究，科学家们得到了许多有益的启示，提出种种设想。

第一，科学家发现，人脑的神经系统是一种分布存储方式，数量庞大的信息被存储在许多不同的地方，而不是每一个地方各存放一点信息。

第二，科学家还发现，大脑中的神经元（又称神经突）之间的连接部分也用于存储信息。

第三，科学家又发现，人脑里的信息是由数字信号和模拟信号混合形式组成的。人脑能够用不太高的精确度进行极复杂的计算。

这些是人脑比电脑更高明的主要方面。为此，科学家们开始进行一系列模拟人脑功能的尝试。科学家指出，工作速度在万亿次每秒以上的“神经计算机”将成为计算机的发展趋势，它的构成原理和功能特点与当今电脑完全不同，具有并行处理、分布式存储以及自适应等特点。

经过一系列的试验，科学家们得出结论，采用目前的电子方法和元器件无法构成如此复杂的“神经计算机”，必须要应用诸如光学方法和神经器件等崭新技术手段。开发新一代生物芯片、神经芯片等超级集成元器件，是研制“神经计算机”的第一步。

生物芯片实际上是一种应用基因工程技术制造的蛋白质分子。科学家研究结果表明，在一些半醌类有机化合物和蛋白质分子中的氢具有“开”和“关”的电气性能，可以用来制造类似半导体电路的计算机芯片。这种生物芯片的集成度几乎要比半导体集成电路高数百亿倍，且不依靠电子传递信息，而是依靠波的方式来传播。因而，从根本上解决了半导体集成电路因集成度过高会造成过热的难题。

1994年11月，美国南加利福尼亚大学伦纳德·艾德曼教授首次公诸于世利用生物芯片研制的电脑。这个被称之为生物计算机的电脑，其运算过程是通过一系列生物化学反应来实现的。构成逻辑判断装置的生物芯片则是由脱氧核糖核酸材料制成的。据电脑权威人士宣称，生物芯片的成功出世为通向“神经计算机”的道路扫除了一大障碍。

神经芯片也是电脑科学家追踪的目标之一。这种芯片主要是用诸如非晶硅高效光电导薄膜、铁电液晶体、导电聚酰亚胺薄膜等光学材料制成的，通过它们可以产生一个与接收到的光信号强度成正比例的电动势。芯片中利用光信号来传递信息，由于光信号十分容易被处理成若干个平行光束，因此可以同时快速处理众多的信息。这样，神经芯片的功能就十分接近于人们大脑中的神经元。日本三菱电机公司于1991年9月率先制成世界上第一个光神经芯片。这种芯片具有学习和记忆功能，其学习速度可高达800亿次每秒，可用于解决诸如图像识别、控制、预测等当今电脑难以应付的复杂计算问题。

作为现代高新技术的一个重要组成部分，“神经计算机”正向我们展示一个精彩纷呈的世界。虽然“神经计算机”在开发和研究的道路上会遇到许多棘手难题，但它终将走进我们的生活！