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第四十二章 DNA计算机

作者:非奇异矩阵
接下来,你见完了2号女朋友,又匆匆赶往3号。這個過程可以再用编码表示为TCTCAGAG。

  也就是說,8個碱基就可以用来表示你和其中一個女朋友从见面到拜拜的全過程。這個时候你肯定就要问了,我要你规划一條连续的路径,可ACACGTGT、TCTCAGAG是分离的两條链,這還怎么能玩儿的下去?

  很简单嘛,碱基对是可以互补的。你再找一條CACAAGAG,不就可以跟胶水一样,把那两條毫不相关的链给粘起来了嗎?

  接下来的事情就更简单了。你有几個女朋友,就用几串8位编码来表示和她们的见面和拜拜的過程。然后你把你的女朋友和胶水都合成一下,扩增個几万亿條,放在一起,养蛊。

  根据碱基配对原则,胶水分分钟就能发挥作用,把各种女朋友给粘起来。這個时候,你会得到几万亿條路径。這就是路径遍历的所有结果。

  那你又要问,我怎么把最省钱的那一條路径给筛选出来呢?

  這也很简单,你的起点和终点是固定的。只要拿起点和终点作引物,扩增一下,起终点正确的路才能被扩增,不正确的会被逐渐稀释掉。至于有些路径上,你少见了几個女朋友,或者重复多见了几個女朋友,這些链的长度肯定是不对的。

  最终,你把它们电泳一下,链长的和链短的分开,挑出长度刚好的链,测個序,答案不就出来了嗎?”

  艾达否說完,抢過卢赫手裡的水,猛灌了几口,“要知道,1克的DNA可以存储215PB的数据,相当于2亿部小电影。這還不算完,由于碱基配对的速度不慢,這215PB可以直接当作内存用,有几條链就相当于有几個线程并行运行。

  有個神仙已经设计出了多项式時間的、基于DNA算法的NP完全算法,只不過减少時間复杂度的时候,牺牲掉了空间复杂度。這個算法实现起来,需要有指数数量的编码方式,和巨额的存储空间。

  可這些对DNA来說都是洒洒水,刚才都說了,DNA的存储效率极高。因此,DNA解决NP完全問題,指日可待!”

  卢赫听后连连拱手称赞道,“厉害,厉害。不過我有個問題,你刚才說的那個哈密顿路径算法,顶多就是個算法,它有逻辑判断能力嗎?它算個哪门子计算机呦?”

  艾达否拧紧瓶盖,把水瓶仍会卢赫怀裡,“你還真是瞎狗端星星——死活看不出個样儿来。我就是给你举個简单的例子,至于逻辑判断,不就是几個通用逻辑门的组合嗎?

  与、或、非、与非、或非等通用逻辑门都已经被设计出来了。实际上,只要与非或者或非,所有的逻辑门就都可以实现。”

  “呵呵。”卢赫细品了一下艾达否的话,品出了他正极力掩饰的东西,幽幽开口道:“门都已经实现了,可为什么這种神仙东西却迟迟不面世?”

  艾达否的气势瞬间萎了下来,“因为還有点問題。你知道链置换過程吧,两條互补链相遇就会立刻粘起来,不管两條链一不一样长,先粘起来再說。就好比你找女朋友,一见钟情一般都是很难的,肯定是遇到合适的,就先谈起来再說。

  可是如果日后遇到更合适了的呢?我想以你的人品,肯定会毫不犹疑地把原来那位甩掉,然后和更合适的谈。DNA也一样,如果基链遇到了更搭配的互补链,就会通過链置换原理把当前的互补链踢掉,换成更匹配的一條。

  比如与门,它的实现過程就是先给一條基链上贴上一條互补链,然后再给它两條更搭配的置换链,把原来那條互补链给挤出去。這样,两條置换链为输入真,原互补链为输出真,就形成了一個基本的计算单元:与门。”

  “你大爷的竟敢质疑我的人品,你不了解我,我可是很专一的一個人。”卢赫拿起怀裡的水瓶,猛地砸向艾达否,“還有,你這是什么破烂与门,那输入链和输入链都是基链的一部分互补链,二者這么相似,你這计算单元计算了個寂寞啊?1+1等于1?”

  艾达否揉了揉被砸疼了的肩膀,长叹了一口气,“就是啊,输入和输出都差不多,计算了個寂寞。所以我现在正在想法子,解决這個問題。”

  他說完仰头长啸:“苍天啊,各位神啊,保佑我吧,赐给我一個开天辟地的灵感,拯救我于水火之中吧。下辈子我肯定给你们当牛做马。”

  卢赫在一旁暗自思忖,然后发话道,“老艾,你可能要当我的马了。”

  艾达否眼前一亮:“什么意思?”

  “沒想到啊老艾,当我的马你這么激动。”卢赫笑着說:“我有一個大胆的想法。你知道发夹环嗎?就是DNA上的富含GC的回文序列,转录成mRNA之后,形成的一個倒T形的长得像奶嘴一样的东西。

  如果你在基链上设计两個回文序列,它们就有粘在一起的倾向,形成一個发夹环。发夹环底座上的互补链作为输入,它往底座上粘的时候会促使奶嘴两侧的回文序列越粘越紧,直至其上原本的互补链被挤下去,完成链置换。奶嘴上被挤下去的那條链,就是输出。

  這样,虽然输出是固定的GC回文序列,但是输入可以是任意的,从而做到输入和输出毫不相关,你這問題不就解决了嗎?”

  艾达否听后立刻激动地蹦起,狠狠地拥抱了一下卢赫,然后小跑到图灵雕像前還愿:

  “范内瓦·布什,什爷;冯·诺依曼,冯叔;麦席森·图灵,麦伯伯;唐纳德·克努特,唐哥。”他围着雕像转了一圈后,跑回卢赫面前,鞠了一躬,“還有你,我亲爱的儿子,卢小弟。感谢你们赐予我灵感。”

  卢赫一脚踹向艾达否:“你大爷的,我才是你爸爸。還說我人品不好,我看你才是個花心大萝卜,拜了這么多人。”

  艾达否灵活地闪躲,“這你就不懂了,buff不嫌多。你這么些天早出晚归的,一定也遇上什么困难了吧?”

  艾达否說完,走上前把卢赫拉起来,“走走走,拜拜去。老祖宗說得好,心诚则灵。”

  卢赫起身,但并沒有走向雕像,而是转身面朝生科楼,楼侧裡德实验室几個大字被灯带围了起来,正发着惨白的光。

  他并不相信艾达否的鬼话。但如果一定让他拜一個人的话,他只想真诚地问罗伯特·裡德一句话:

  我尊敬的裡德先生,你发明的锌指技术,曾经创造了那么多的辉煌。可又为什么在几十年后的今天,如此黯然失色?

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