答：
貝洛索夫－恰鮑廷斯基反應(yīng)(BZ反應(yīng)),它是由3個不同的反應(yīng)組成的化學(xué)振蕩反應(yīng).
化學(xué)計算機有個十分復(fù)雜而又特別迷人之處,稱之為貝洛索夫－恰鮑廷斯基反應(yīng)(BZ反應(yīng)),它是由3個不同的反應(yīng)組成的化學(xué)振蕩反應(yīng).每個反應(yīng)都有不同的分子和離子,當(dāng)加入特定的化學(xué)成分后,首先觸發(fā)第一個反應(yīng),所產(chǎn)生的生成物可以觸發(fā)第二個反應(yīng),隨后第二個反應(yīng)的生成物又可以觸發(fā)第三個反應(yīng),第三反應(yīng)的生成物再觸發(fā)第一個反應(yīng),由此循環(huán)往復(fù).更為迷人的是,各個不同的反應(yīng)會產(chǎn)生不同的顏色,因此可以形成紅藍交替的波.
BZ反應(yīng)之所以重要,在于利用它可以解決一些數(shù)學(xué)難題,尤其是一些現(xiàn)在的計算機難以解決的問題.比如,迷宮最短路徑問題.用傳統(tǒng)的計算機解這一問題必須要窮盡所有的路徑,然后再進行比較,這需要耗費大量的時間.而利用BZ反應(yīng)則不同.由于波在傳播和擴散時,總是走最短的路徑.只要利用照相機,記錄下波的運動軌跡,就可以解決這一難題.
上個世紀(jì)90年代中安德魯意識到,BZ反應(yīng)有更重要的應(yīng)用,那就是可以用于化學(xué)處理器.為此,他組織起一個專門的班子,并開發(fā)了兩個化學(xué)處理器的概念模型.一個模型可以模仿人類的手臂與大腦的反饋活動.另一個由兩個BZ反應(yīng)組成,可以在一個布滿家具的房間內(nèi)自動移動到目的地.雖然這兩個概念模型表現(xiàn)還不錯,安德魯卻意識到,如果要讓化學(xué)處理器處理更為復(fù)雜的運算過程,必須要有邏輯門.
美國波士頓大學(xué)的一項理論研究引起了安德魯?shù)淖⒁?該研究認(rèn)為,可以模仿斯諾克撞球,制造一種形式簡單的處理器.也就是說,每個球可以代表1或0,球的碰撞過程就是計算過程,球如何相撞,相撞后彈出的方向,可以精確地表現(xiàn)為邏輯過程.換句話說,碰撞結(jié)果可以成為邏輯門的等價物.這樣,安德魯?shù)娜蝿?wù)就變成如何讓BZ波進行碰撞.
去年,安德魯?shù)难芯咳〉弥卮笸黄?他把BZ混合物放到鹵化銀薄膠層上,由于鹵化物可以起到化學(xué)阻滯劑的作用,膠層可以延緩波的傳播速度.這樣,BZ反應(yīng)就不會形成完整的圓形波,只是形成了小段的圓弧,并且沿直線進行傳播,安德魯將之稱為BZ彈.BZ彈更多地表現(xiàn)出準(zhǔn)粒子的特性,而不是波的特性,其表現(xiàn)與撞球相似.實驗中,安德魯發(fā)現(xiàn),兩個BZ彈在特定的角度相撞時,只在特定的方向產(chǎn)生唯一的輸出.如果僅有一個輸入,則在該方向沒有輸出.這樣安德魯就研究出了邏輯與.此后,他又相繼研究出邏輯或、邏輯非以及邏輯互斥,這就為安德魯?shù)幕瘜W(xué)處理器奠定了堅實的基礎(chǔ).
安德魯?shù)幕瘜W(xué)處理器雖然還處于初級階段,但他已把目光轉(zhuǎn)向了并行化學(xué)處理器.對于化學(xué)處理器能否成功,人們還處于未知階段,但科學(xué)家相信,如果人類能夠具備控制納米級水平制造波的能力,化學(xué)處理器就很可能實現(xiàn).正如一些專家所言,不管安德魯?shù)闹鞠蚰芊駥崿F(xiàn),他的研究工作無論對揭示人類大腦的奧秘,還是制造更好的處理器,均具有十分重要的意義.畢竟,化學(xué)處理器是生物組織器官和電子設(shè)備之間的一座橋梁.
何謂BZ反應(yīng)?
BZ反應(yīng)是以兩個俄羅斯科學(xué)家的名字命名的.B.P.Belousov發(fā)現(xiàn)了該反應(yīng),而A.M.Zhabotinsky繼續(xù)了Belousov的工作.20世紀(jì)50年代,俄羅斯的Belousov在尋找類似于三羧酸循環(huán)的無機反應(yīng)過程時發(fā)現(xiàn)含有溴酸鹽、檸檬酸、硫酸和鈰離子的溶液進行反應(yīng)時,反應(yīng)物濃度呈現(xiàn)出周期振蕩的性質(zhì),并且發(fā)現(xiàn)不擾動的反應(yīng)溶液中存在移動的波.1961年,莫斯科國立大生物物理學(xué)的研究生Zhabotinsky用丙二酸代替檸檬酸,得到了更為清晰化學(xué)表述.之后人們就把有機酸和溴酸鹽發(fā)生的類似反應(yīng)稱為B-Z反應(yīng).
BZ反應(yīng)的研究進展?
BZ反應(yīng)的實驗結(jié)果極大地推動了非線性動力學(xué)理論的發(fā)展.1972年,Field.,s和Noyes提出BZ反應(yīng)的FKN機理,他們用約20個化學(xué)方程式解釋反應(yīng)的動力學(xué)機制.,接著Field 和Noyes將FKN機理化簡為含三個變量的Oregonator模型.現(xiàn)在這一領(lǐng)域的科學(xué)家還常常用Oregonator模型解釋化學(xué)振蕩體系的行為.此外也發(fā)展了一些模型,它們與特定的實驗結(jié)果吻合的很好,并且發(fā)現(xiàn)具有非線性動力學(xué)作用的化學(xué)反應(yīng)具有特別的時空動力學(xué)行為,包括濃度的周期變化和混沌狀態(tài)、化學(xué)波的形成與傳導(dǎo)、穩(wěn)定的空間圖案（Turing pattern）等等.過去的二十年中,國際上對BZ反應(yīng)的研究主要集中在對BZ反應(yīng)機理的研究和現(xiàn)象解釋、以及新的化學(xué)振蕩子的發(fā)現(xiàn)上面.
我們的工作重點?
1999年1月,袁春偉教授承接國家自然科學(xué)基金重點項目"光電分子器件與仿生分子計算原理"（No.69831010）,將仿生分子計算與非線性化學(xué)動力學(xué)（BZ反應(yīng)）聯(lián)系起來,從試驗和生物計算兩個角度深入探討了BZ反應(yīng)的動力學(xué)特征.（……添加試驗方面的進展報告……）我們主要在下面幾個方面進行了研究：
(1) 非均相BZ反應(yīng)體系的研究
(2) BZ反應(yīng)的調(diào)控與試驗應(yīng)用研究
(3) BZ反應(yīng)的計算機模擬