纳米技术的出现,正在让机械计算机重新回到人们的视野,从而改变计算机的发展进程。
计算机属于机械产品,这是不争的事实。但是如今随着纳米技术的发展和环保呼声的提高,日本科学家正在尝试回到早期机械计算机(利用机械运动原理进行数据运算的一种自动化仪器)的设计思路上去,从而在计算机领域刮起一股复古风潮。
微型机械振荡元件(mechanical vibrator)
2008年5月初,日本NTT公司向公众展示了一种微型机械振荡元件(mechanical vibrator),能够代替传统的电子振荡信号发生器,从而使得机械计算机再次进入主流的视线。
回顾计算机的历史,最早的计算机就是从机械设计开始的。法国的布莱士·帕斯卡(Blaise Pascal)在1642年设计出第一台手摇计算机,能够进行6位数的加减运算。1823年,英国数学家查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)设计了第一台可编程的机械计算机,而且在这台计算机上工作的还有诗人拜伦(Lord Byron)的女儿爱达(Ada),她被称为世界上第一个程序员。后来也有人步巴贝奇后尘,包括微软公司的前CTO内森·麦沃尔德(Nathan Myhrvold),同样基于差分运算的思想制造了大型机械计算机。
大型机械计算机
这个时期的计算机可以称为机械计算机的宏观时代,因为所有这个时期制造的计算机无一例外地都有着极为庞大的体积。这是因为机械设计在这个时期还无法利用现代材料科学成果,只能用宏观运动来实现计算,这样的设计无法实现规模化存储,也不可能实现精密控制。
只有实现微观尺度的机械控制,才能够极大地减小元件体积,实现规模化的存储和控制,并有效容错。从电子计算机的发展史可以看到类似的轨迹,晶体管的革命意义在于它将元件的状态表示尺度从元件本身的宏观尺度缩小到了粒子运动的微观尺度。
美国威斯康星大学麦迪逊分校的罗伯特教授设计了一种新型的纳米机械计算机。相关论文已经发表在《新物理学期刊》上。
罗伯特教授对媒体宣称,这种纳米技术的机械计算机有着广泛的商业前景,这种纳米机械计算机的原理是将古老的机械技术与新的纳米技术结合起来,创造出纳米机械晶体管,无论是电力消耗还是使用温度都比传统的CMOS技术降低几个数量级。通常的硅基芯片越小,其中快速运动的电子就使芯片越热,而机械装置不会遭遇同样问题。
这种机械计算机甚至引起美国军方的兴趣,因为它不像电子计算机那样对电磁脉冲敏感,这样就不会害怕敌人用电磁脉冲弹来摧毁计算机系统。