第四十二章 DNA计算机

卢赫对着艾达否逐渐由认真转为嬉笑的脸，思索片刻，答道：“我觉得这个问题我不需要考虑。5个女朋友大眼一瞅在纸上画画也就出来了，如果再多，我肯定会先死在床上。”

“你个死变态。”艾达否一脸嫌弃道：

“很难对吧？这其实是一个时间复杂度为n!的问题，也就是说，如果你有n个女朋友，就要尝试n的阶乘次。如果你女朋友多达万个，就算是拥有4万个核心天河三号，也要算到你年过花甲。

可这个问题对于dna计算机来说，却是小菜一叠。它是这么算的：

假如你现在刚见完1号女朋友，准备奔赴到2号的怀抱。那么你离开1号女朋友的行为，就被编码为acac；奔赴2号女朋友的行为，被编码为gtgt。把这两串编码合起来，acacgtgt就代表你从1号到2号的路径。

接下来，你见完了2号女朋友，又匆匆赶往3号。这个过程可以再用编码表示为tctcagag。

也就是说，8个碱基就可以用来表示你和其中一个女朋友从见面到拜拜的全过程。这个时候你肯定就要问了，我要你规划一条连续的路径，可acacgtgt、tctcagag是分离的两条链，这还怎么能玩儿的下去？

很简单嘛，碱基对是可以互补的。你再找一条cacaagag，不就可以跟胶水一样，把那两条毫不相关的链给粘起来了吗？

接下来的事情就更简单了。你有几个女朋友，就用几串8位编码来表示和她们的见面和拜拜的过程。然后你把你的女朋友和胶水都合成一下，扩增个几万亿条，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。这个时候，你会得到几万亿条路径。这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条路径给筛选出来呢？

这也很简单，你的和终点是固定的。只要拿和终点作引物，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，你少见了几个女朋友，或者重复多见了几个女朋友，这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，测个序，答案不就出来了吗？”

艾达否说完，抢过卢赫手里的水，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。这还不算完，由于碱基配对的速度不慢，这215pb可以直接当作内存用，有几条链就相当于有几个线程并行运行。

有个神仙已经设计出了多项式时间的、基于dna算法的np完全算法，只不过减少时间复杂度的时候，牺牲掉了空间复杂度。这个算法实现起来，需要有指数数量的编码方式，和巨额的存储空间。

可这些对dna来说都是洒洒水，刚才都说了，dna的存储效率极高。因此，dna解决np完全问题，指日可待！”

卢赫听后连连拱手称赞道，“厉害，厉害。不过我有个问题，你刚才说的那个哈密顿路径算法，顶多就是个算法，它有逻辑判断能力吗？它算个哪门子计算机呦？”

艾达否拧紧瓶盖，把水瓶仍会卢赫怀里，“你还真是瞎狗端星星——死活看不出个样儿来。我就是给你举个简单的例子，至于逻辑判断，不就是几个通用逻辑门的组合吗？

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，可为什么这种神仙东西却迟迟不面世？”

艾达否的气势瞬间萎了下来，“因为还有点问题。你知道链置换过程吧，两条互补链相遇就会立刻粘起来，不管两条链一不一样长，先粘起来再说。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，就先谈起来再说。

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，就会通过链置换原理把当前的互补链踢掉，换成更匹配的一条。

比如与门，它的实现过程就是先给一条基链上贴上一条互补链，然后再给它两条更搭配的置换链，把原来那条互补链给挤出去。这样，两条置换链为输入真，原互补链为输出真，就形成了一个基本的计算单元：与门。”

“你大爷的竟敢质疑我的人品，你不了解我，我可是很专一的一个人。”卢赫拿起怀里的水瓶，猛地砸向艾达否，“还有，你这是什么破烂与门，那输入链和输入链都是基链的一部分互补链，二者这么相似，你这计算单元计算了个寂寞啊？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，计算了个寂寞。所以我现在正在想法子，解决这个问题。”

他说完仰头长啸：“苍天啊，各位神啊，保佑我吧，赐给我一个开天辟地的灵感，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？”

“没想到啊老艾，当我的马你这么激动。”卢赫笑着说：“我有一个大胆的想法。你知道发夹环吗？就是dna上的富含gc的回文序列，转录成rna之后，形成的一个倒t形的长得像奶嘴一样的东西。

如果你在基链上设计两个回文序列，它们就有粘在一起的倾向，形成一个发夹环。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条链，就是输出。

这样，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，你这问题不就解决了吗？”

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还愿：

“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，“还有你，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。还说我人品不好，我看你才是个花心大萝卜，拜了这么多人。”

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

艾达否说完，走上前把卢赫拉起来，“走走走，拜拜去。老祖宗说得好，心诚则灵。”

卢赫起身，但并没有走向雕像，而是转身面朝生科楼，楼侧里德实验室几个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个人的话，他只想真诚地问罗伯特·里德一句话：

我尊敬的里德先生，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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