作為一位理論數(shù)學(xué)家，阿德勒曼教授的研究課題十分廣泛，他曾與別人合作發(fā)明了用于通信的RSA加密碼，RSA中的“A”就是他姓名的首字母；此外，他的研究觸角也涉及到了艾滋病和生物學(xué)領(lǐng)域。

DNA（脫氧核糖核酸）是生物基因的物質(zhì)實(shí)體，攜帶著生命信息的密碼。過去大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為，以DNA分子而非電荷形式來處理數(shù)據(jù)，不過是一種有趣的理論化概念，在幾十年之內(nèi)將不會(huì)得到實(shí)際的驗(yàn)證。然而，阿德勒曼偏偏做成了這種不可能的“芯片”。以目前的情況，叫它“芯片”或許有點(diǎn)牽強(qiáng)，因?yàn)樗�不再是固體，而是由裝滿有機(jī)液體的微型試管組成，承擔(dān)計(jì)算任務(wù)的DNA分子就溶在液體之中。

更令電腦界驚訝的是，阿德勒曼竟然利用他發(fā)明的DNA生物電腦，解決了一個(gè)實(shí)際的數(shù)學(xué)難題。這個(gè)題目是這樣的：“由14條單行道連接著7座城市，請(qǐng)找出走過上述全部城市的最近路途，而且不能走回頭路�！睂W(xué)數(shù)學(xué)的人都知道，這是一個(gè)經(jīng)典的數(shù)學(xué)問題，又叫“推銷員問題”（它的正式的名稱叫“漢密爾頓路徑問題”），該問題的敘述是這樣的：“如果一個(gè)推銷員要在許多個(gè)城市推銷，每個(gè)城市必須而且只能經(jīng)過一次，如何找到最短的路程？”經(jīng)典數(shù)學(xué)中并沒有公式可以回答，惟一的解決辦法是找到所有可能的路程加以比較，選出最短的一種。然而，即使僅有四個(gè)城市，推銷員也已面臨著12種選擇，當(dāng)然比較所有的路線仍有可能，但隨著城市數(shù)目的增加，路徑將呈現(xiàn)指數(shù)增長，窮盡所有的路徑變得越來越不可能。

阿德勒曼教授設(shè)法驅(qū)使試管中的DNA分子來完成計(jì)算，他用DNA單鏈代表每座城市及城市之間的道路，并順序編碼。這樣一來，每條道路“粘性的兩端”就會(huì)根據(jù)DNA組合的化學(xué)規(guī)則，與兩座正確的城市相連。然后，他在試管中把這些DNA鏈的幾十億個(gè)副本混合起來，讓它們以無數(shù)種可能的組合連接在一起。其基本工作原理是：單條DNA以預(yù)定的方式和與之對(duì)應(yīng)的DNA相配接。通過7天時(shí)間的系列生化反應(yīng)，DNA電腦自動(dòng)找出了解決問題的唯一答案，即只經(jīng)過每座城市一次且順序最短的DNA分子鏈。這就是說，用生物學(xué)方法模擬的邏輯運(yùn)算，用一個(gè)星期時(shí)間完成了電腦幾年才能完成的工作，表明了用DNA技術(shù)處理高難度數(shù)學(xué)問題的巨大潛力。

阿德勒曼的成功實(shí)驗(yàn)表明，DNA生物電腦已經(jīng)不是什么科學(xué)幻想，它不但打破了傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)概念，而且有助于揭示生命的本質(zhì)。阿德勒曼發(fā)表的那篇報(bào)告，不僅使他成為“生物電腦之父”，而且促使了世界各地至少12個(gè)實(shí)驗(yàn)室開始這方面的研究工作�，F(xiàn)在，許多科學(xué)家都把DNA計(jì)算技術(shù)看作是可以用來替代傳統(tǒng)電子技術(shù)的主要候選者。

例如，美國新澤西州貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究者，正在改進(jìn)阿德勒曼的第一臺(tái)DNA電腦。該實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家艾倫·米爾斯說：“我們所做的不再是連接線路，而是將大量的DNA裝入罐子，加進(jìn)鹽和酶，然后加以培養(yǎng)，于是不同的DNA分子就開始互相尋找配對(duì)�！泵谞査沟哪繕�(biāo)是制造一臺(tái)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，基本構(gòu)造與人的大腦相仿，不像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)那樣采用數(shù)字輸入，而是一種類比輸入。麥迪遜威斯康星大學(xué)的研究小組卻采取了不同于阿德勒曼的試管辦法，他們把DNA鏈固定到一塊鍍金的玻璃載片上，使之真正成為DNA芯片。在經(jīng)過數(shù)年的研究之后，該研究小組制造出了幾臺(tái)DNA芯片計(jì)算機(jī)，每臺(tái)都由大約100萬億個(gè)由人工合成的DNA鏈狀結(jié)構(gòu)組成。英國利物浦大學(xué)的馬丁·科莫斯等科學(xué)家則希望把DNA計(jì)算技術(shù)送回到活細(xì)胞中，在轉(zhuǎn)基因細(xì)胞內(nèi)部模擬計(jì)算機(jī)邏輯電路，打算在細(xì)菌細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)生物“開關(guān)”元件。

DNA生物電腦的最大優(yōu)點(diǎn)，還在于它驚人的存貯容量和運(yùn)算速度。納米技術(shù)家認(rèn)為，DNA具有在極小空間里存儲(chǔ)海量信息的自然特性，遺傳密碼符號(hào)的間距僅有0.34納米，1立方米的DNA溶液可存儲(chǔ)1萬億億比特?cái)?shù)據(jù)；1立方厘米DNA溶液將超過1萬億片CD光盤的存儲(chǔ)容量。具有生命特征的這種電腦，運(yùn)算次數(shù)甚至可以達(dá)到每秒10的20次方或更高，消耗的能量卻微不足道，只有普通電腦的十億分之一。據(jù)說，十幾個(gè)小時(shí)的DNA計(jì)算，就相當(dāng)于人類社會(huì)所有電腦問世以來的運(yùn)算總量。我國國家智能計(jì)算機(jī)研究開發(fā)中心主任、主持研制“曙光”超級(jí)電腦的李國杰院士提出，生物計(jì)算機(jī)要成為一種通用計(jì)算機(jī)，必須先建立與圖林機(jī)類似的計(jì)算模型�，F(xiàn)在DNA電腦最大的問題是很難檢測(cè)計(jì)算結(jié)果，一旦這個(gè)問題得到解決，DNA生物電腦（芯片）將很快進(jìn)入實(shí)用階段。

據(jù)報(bào)道，2001年11月，以色列科學(xué)家已經(jīng)成功研制出世界上第一臺(tái)可編程DNA電腦，這種電腦即使有一萬億“臺(tái)”，其體積也不超過一滴水的大小。然而，如何真正替代硅芯片成為普遍使用的DNA微處理器，科學(xué)界仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。DNA鏈的并行處理能力非常適合解決類似“推銷員問題”，但隨著問題復(fù)雜程度的增加，DNA數(shù)量也將呈幾何級(jí)數(shù)上升。如果推銷員要走遍200個(gè)城市，生物電腦所需要DNA分子的總量甚至?xí)�超過地球的重量。因而，有些專家更傾向于一種“雜交”電腦，讓硅芯片和DNA芯片共同承擔(dān)計(jì)算任務(wù)。

阿德勒曼教授曾經(jīng)說道：“我并不期待構(gòu)建一臺(tái)像PC機(jī)那樣的DNA電腦，但是，生物電腦可以做用其他技術(shù)所不能完成的工作�！彼�預(yù)言說，到2002年DNA電腦就可以解決有20個(gè)變量的數(shù)學(xué)問題。DNA電腦將采用其本身的“語言”，以四進(jìn)制系統(tǒng)來編碼，與“人工生命”的研究范疇將融合在一起。對(duì)此，阿德勒曼認(rèn)為，今后的工程技術(shù)人員應(yīng)該接受更加廣泛的科學(xué)教育，使自己成為“通才”，全面掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)，才能做出更多的發(fā)明和創(chuàng)新。