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什么是“可编程物质”?

什么是“可编程物质”?

作者: 六十从心 | 来源:发表于2020-07-03 08:22 被阅读0次


不管现在人工智能变成了什么,回头审视历史,我们不难发现,人工智能之路就是自动化之路。

如何让机器自动完成一系列的动作?这就要引入程控的概念。程序控制,这也是当初冯诺依曼为计算机设计的工作模式。

为了让同一台机器完成不同的任务,就需要改变其应用程序,这就引出另一个重要概念:可编程。电子系的人熟悉这个概念可能是从可编程存储器PROM开始的。

人的欲望无穷。在解决了机器动作的可编程控制之后,人们又希望机器能自己解决问题,即具有智能。这就是人工智能。

在此基础上,人们的思想进一步飞扬了一下。于是产生了“可编程物质”这样一个概念。“可编程物质”的概念起源于上世纪90年代初,主要是指一种可以根据用户输入或自主感应而以编程方式来改变自身物理性质(如:外形、密度、光学性能)的物质。根据设想,这种“可编程物质”主要是由一种大小在纳米或微米级的积木“building block”组合构成。这种积木可通过某种方式灵活地组合在一起,形成一个令人惊奇的新“物体”,也可以自主分离,重新成为新的单元。

实际上,这种可编程物质的概念在半导体行业算不上新生事物。半导体物理中,“building block”一词早就被用烂了。半导体器件的“building block”主要有四种:同质pn结、异质结、金属-半导体结、MOS结构(金属-氧化物-半导体结构)。所有的半导体器件都是由这四种“building block”搭建而成的。电路也是按人们的思想由电阻、电容、晶体管等模块搭建起来的。大型芯片,从设计到制造,无一不是程控的。在材料领域,半导体超晶格、量子阱材料、量子线、电子点都是按人们的思想编程生长的。这就是所谓的人工晶体。从人工晶体推广开来,又产生光子晶体、声子晶体等等新型材料。

这些可算是“可编程物质”1.0版。但是,在目前的科技水平下,这样的东西,不能算是“可编程物质”,说成是“可编程机器”更准确一下。

“可编程物质”2.0版现在只能见诸于电影、科幻作品。电影《变形金刚》可以算是一个例子。《变形金刚》中的变形金刚是一种“超级机器人”。它由一些不同的独立“模块”(“building block”)组成,能根据担负的任务自行决定在何时何地变身以适应所处的环境。这种“超级机器人”有一个学术名字,“可重构机器人”。

到了“可编程物质”2.0版时代,人们生活可能会发生极大变化。首先是方便了。比如,可编程物质制造的汽车没有停车难的问题,用的时候变成车,不用的时候自己折起来装到包里就行了。

只不过,即使是“可编程物质”2.0版,仍然更接近机器,而与分子原子组成的这样的物质相距甚远。

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