水電腦

水電腦，是將水滴與時鐘計算結合的一種新型電腦，與普通電腦相反，這種電腦要靠水滴來運轉。這種電腦由史丹福大學生物工程學的科學家發明，他們把水和電腦兩種原本矛盾的關係變得融洽起來，是運用“逆向思維”進行創新的成果。

簡介

水滴的流體力學

傳統意義上的電腦和水絕對是一對冤家，因為電腦進了水可能會壞掉。2015年，史丹福大學生物工程學副教授摩奴·普拉卡什的研究團隊將水滴的流體動力學與計算機科學中的基本元素——計算時鐘——結合起來，發明了“水電腦”。它以與液滴同步的、通用的控制邏輯為基礎，理論上可以執行傳統電腦的任何操作。

原理

計算時鐘是傳統電腦每一個運算都同步且精確的原因所在。該團隊使用旋轉磁場“扮演”計算時鐘的角色，使所有水滴的運動實現了同步。他們在玻璃板上把微型鐵條設成迷宮狀，並小心翼翼地往裝置中倒入含有磁性納米顆粒的水滴。每次磁場方向轉換，鐵條的兩極就會變換，被磁化的水滴就會按照新的預定方向流動。

每次磁場轉換都可以看作一個時鐘周期，就像時鐘的秒針走了一圈。每個周期中液滴都會往前流動一步，並精確地對應分針的一步。液滴的出現或消失代表0或1二進制代碼。由於這樣的計算時鐘可以保證所有的液滴同步運動，系統可以持續沒有錯誤地運轉下去。按照這些規則，普拉卡什的團隊通過改變微型鐵條的排列設計出了與傳統計算機對應的所有通用邏輯門。

性能

水電腦

目前（2015年）的“水電腦”晶片有半張郵票那么大，水滴比小米粒還要小。不過該團隊表示，“水電腦”晶片還可以更小，而且由於磁場可以同時控制上百萬個水滴，這一系統的擴展性十分強大。

“水電腦”最直接的套用是將電腦變成一個高通量生化實驗室：“水電腦”中每個水滴都可以攜帶一些化學物質進行實驗，而且每個水滴的反應都可以被精確控制，這樣研究人員就不需要在試管中進行化學反應測試了。

評價

發明者普拉卡什認為，“水電腦”為物理世界中的計算機打開了新思路，“回顧人類社會的重大進展，計算占有特殊的地位。我們現在正努力推進物理計算機的運算速度和電子計算機一樣實現指數級增長。”

這是運用“逆向思維”進行創新的成果。它把原本矛盾的關係變得融洽起來，儘管在替代電子計算機方面希望渺茫，但卻提供了一種新的解決方案，把因水和電不能兼容而導致的技術瓶頸打破，讓高通量生化實驗室等眾多套用成為可能。也許，創新並不難，只要我們轉換一下慣性思維，看看工作生活中矛盾和低效的地方，思考如何把不相關變成好搭檔，把不可能變得可能。