分子逻辑计算_（美）席尔瓦　著，郭志前　等译_9787562840367

　　《分子逻辑计算》一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。”

我的祖父是斯里兰卡小镇的一名老师。某天，他会穿上最好的衣服，戴上镶着金边的眼镜坐在办公桌前，并且点上礼仪油灯。到了约好的时间，母亲和她的孩子将会带着礼物前来。孩子穿着笔挺的白校服，她天真的眼睛在灯光下闪闪发亮，然而母亲的脸上洋溢着憧憬孩子未来时的温暖。孩子的一只手上拿着石板，另一只手上拿着画笔。我的祖父会手把手地教她写字母表的第一个字母，同时会大声地读。孩子会跟着祖父重复一遍然后学习下一个字母。

在学校，工厂，酒吧以及街道上我们都在学习。在社会上我们收集，存储，处理和传播信息。与我们感觉和大脑有关的分子系统使得这一切能够发生。为了生存和成长，分子系统能够使得各种生物都能够处理信息。然而，分子和计算之间的重要连接直到几十年前才被重视。基于半导体的信息技术已经渗透到社会的许多方面。持续不断地创新势头导致了对分子的关注，特别是在信息处理方面。以工程为导向的新兴革命和以生物为导向的传统领域相结合一定会成为研究的前沿。

150年前爱尔兰的乔治布尔提出了逻辑运算思想，并且成为今天运算的基础。化学家巧妙地设计和构建了具有布尔逻辑运算的分子体系。这种分子逻辑门能够使得来自于不同背景的设计者受益。已经产生的大量方法使得研究这个领域非常有趣。然而，一些研究分子逻辑门的工作者在学习这种思想时经常会遇到一些挑战。由于上述原因，我认为是时候写一部关于分子逻辑门的综合专著。分子计算(eds. T. Sienko, A. Adamatzky and M. Conrad,MIT Press, Cambridge, MA, 2001)是唯一一本有关生物化学计算方面的书籍，但是它根本没有提及小分子逻辑门。然而，在V. Balzani, M. Venturi和 A. Credi的分子器件和分子机器(WileyVCH, Weinheim, 2nd edn, 2008) 这本书中有一些章节讨论了分子逻辑门。令人高兴的是，随着这三本书的出现情况发生了改变。E. Katz (ed.), 分子和超分子信息处理Molecular and Supramolecular Information ProcessingWiley-VCH, Weinheim, 2012; E. Katz (ed.),生物分子信息处理BiomolecularInformation Processing Wiley-VCH, Weinheim, 2012; K. Szacilowski, 信息化学Infochemistry Wiley, Chichester, 2012.

在这本书中我打算介绍分子逻辑门的发展。同时也会尽可能全面地收集全世界科学家的成果并且对它们进行分类。但是，关于这个领域的文献数量庞大，导致关于分子逻辑门的所有工作不可能在这本书中进行讨论。一些有代表性的工作将会在正文中进行讨论或者在表格中进行总结。一些最早提出概念的文章将会特别关注。仅仅以实验为主的工作将会被提及，由于这个领域也已经遭受了大量的投机和炒作。同时对于这本书中的任何错误和疏忽我将提前道歉，如果能通过电子邮件(a.desilva@qub.ac.uk)将这些错误告诉我，我将会非常感激。从事分子器件和相关领域的工作者能够将这本书作为参考手册，这是我的一个希望。另一个希望是这本书能够产生一种新颖和开阔的思想并且能够展望在二十年后分子逻辑门领域将会怎样发展。然后他们会很有希望地觉得分子逻辑门领域值得他们研究同时也会使这个领域更好地发展。

　　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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