分子逻辑计算是一个相对年轻但成熟的研究领域。它是一门快速发展的交叉学科,包含了化学、信息技术(包括工程的和生物的)等多学科研究领域。
《分子逻辑计算》作者A. P. de Silva在1993年发表了第一篇分子逻辑研究的学术论文,并以独特的视角论述了该领域的成长、发展过程。迄今为止还没有一本分子逻辑计算方面的专著。《分子逻辑计算》展示了如何精心的设计分子,并使其像半导体电子业和自然界中的信息处理器一样具有信息处理的功能和作用。
在简单介绍该领域的发展后,作者介绍了一些关于逻辑、计算和光化学原理的基础知识。书中详细阐述了基于布尔逻辑的单输入和双输入驱动的所有类型逻辑门。每一种逻辑门体系都用具体的实例来说明,这是本书的最大亮点。特别是对于可重构的逻辑门介绍,化学体系中所体现的多样性是本书的另一大亮点。书中对分子算术和其他更复杂的逻辑操作,包括记忆存储功能和非二进制逻辑操作也有相关阐述。在介绍了与量子理论相关的知识后,最后本书给出了一些分子逻辑计算的应用实例。
对于从事分子逻辑计算研究的科学家、学者和研究生而言,这将是一部权威的、综合性的、具有参考价值的“一站式”著作。
“A.P. de Silva在分子逻辑计算这一重要领域方面已经做得非常成功,这是令人钦佩的。对于那些还受困于研究方向的科研工作者,特别是年轻人,一定能从这本书中得到许多对他们研究有益的启发。”
1985年,Pimentel的著名报告《化学的机遇》首次提及了分子级计算机的可能性。在分子水平上执行逻辑操作这个飞跃性的设想则是由AriehAviram在1988年提出的。尽管分子水平的计算领域只不过经历了5年的发展,A.P.de Silva和他的团队就已经在《自然》杂志上发表了对分子开关和逻辑门之间进行类比的文章。在接下来的几年中,分子逻辑们领域获得了长足的发展,主要表现在以下几个方面:其输入/输出的方式、数量,新分子的结构,超分子体系用于逻辑计算、逻辑执行的复杂性,有潜质的学科,应用的多样性。
分子计算的终极目标是构建分子水平的计算机,并使硅基的现在计算机更新换代。根据之前的报道,Pimentel对分子计算机的发展持很积极的态度:“总有一些人驳斥人造分子尺度计算机是异想天开……但是我们清楚,分子计算机只是从蚂蚁到斑马所有动物的日常配件,所以问题就从是否会有分子级计算机变成了什么时候会有分子级计算机,谁会主导分子级计算机的发展。关于何时会有分子计算机,这取决于基础化学的研究进展;而关于谁会主导分子级计算机的发展,这取决于哪一个国家能提供所需的资源和创造力。”尽管达到最终目标的路程还很长,但是这本书表明自从Pimentel发表其观点以来,已经取得了重要的进步。
在分子逻辑系统的应用方面,它在细胞内的检测与成像应用让人越来越感到兴奋,在生物过程中的干预计划也引人注目。然而,细胞并非是能检测化学物质变化的唯一地方。电解液在临床实验上的成功一定会使很多相关的研究接踵而至。很显然,多输入的逻辑系统正在推动和改善检测、诊断、治疗向前不断发展。
可以公正地讲,分子逻辑为基础的计算时代已经成熟起来。如果在它发展的成熟时期,即使只能看到在它发展初期所具备的兴趣和教育意义的一般,那也将令人兴奋不已。分子逻辑的研究将在世界上各位科学家高涨的研究热情下不断前行。
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本系列著作出版的目的是使分子科学在科学领域中得到更大的推广。这对于不同发展阶段的科研工作者来说是弥足珍贵的。本书是由国际上知名专家以通俗易懂的方式撰写的,同时非常注重概念的诠释和提供最新的信息。
——英国皇家化学学会