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第四十二章 DNA计算机(第2页)

这样无限套娃下去,约化到一个无限复杂的问题,你拍着胸脯说:嘿,只要把这道题解出来,世界上所有问题就都难不倒我了!”

卢赫说完,右手搭在艾达否肩膀上,左手指着天空:“老艾啊,哥送你一句话:仰望星空,脚踏实地。左脚蹬右脚永远都上不了天。”

艾达否听后不屑地笑了笑,“你可去拉倒吧,你个思想落伍的保守分子。DNA计算机是怎么工作的你知道吗?”

“怎么工作的啊?”卢赫来了兴致。

艾达否一脸认真地娓娓道来:

“你知道哈密顿问题吗?图论里面的最着名难题。不知道也没关系,给你简单点描述一下:

假如你是一个时间管理大师,同时交往着5的女朋友,这些女朋友分布在5个不同的城市。有一天,你被老板派到另一个城市出差。好巧不巧,在那个城市你一个女朋友都没有,而你非常想念她们,想借着公费出差的机会,把这5个女朋友都见一遍。

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由于经费有限,你又很抠门不想多掏机票钱,所以每个城市只能去一次。同时这些城市之间又不全部都有双向直飞航线,你该怎么做呢?

你可以想想,但我告诉你不论你怎么想都没用。因为这类问题的解法只有一个,那就是试!和我们暴力破解密码一样,一个一个试!

进一步的,如果你不只五个女朋友,而是有50个、500个、5万个、无穷个,你该怎么办?”

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?

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