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第一篇 生物计算技术学科的诞生1

第一章 计算技术的进步1

1.1 从科学殿堂到普通家庭1

1.2 计算机变化的几个方面3

1.3 从计算机到多用途机的转化7

1.4 计算机的进步和生物学演化的相似性13

第二章 未来的计算机15

2.1 计算机技术的成熟15

2.2 当前计算机存在的问题16

2.3 重估冯·纽曼体系23

2.4 关于非冯·纽曼体系的研究24

2.5 超级计算机25

2.6 大规模并行处理机29

2.7 推理机30

2.8 图象处理和光学计算机32

第三章 由生命科学得到的期望37

3.1 生物计算机的概念37

3.2 生命科学与计算机科学之间的蜜月38

3.3 在间歇期间的进展44

3.4 生命科学的前景48

3.5 新的交流的开始51

3.6 生物计算技术作为一个技术新大陆53

4.1 ATP和生物能的转换56

第二篇 生命科学的新进展56

第四章 生物动力学和生物装置56

4.2 能量新陈代谢的直接测量58

4.3 器件和生物动力学回路61

4.4 生物器件最终的集成化62

4.5 生物器件的特性和灵敏度63

4.6 用生物器件制作的放大器65

4.7 用生物器件制作的模数转换器67

4.8 有机电流69

4.9 合成ATP的催化剂72

4.10 未来的生物器件74

5.1 发生生物学和计算机研究76

第五章 生物组织中的信息处理76

5.2 布伦纳把生命现象看作计算机的观点79

5.3 对线虫的研究82

5.4 什么是C.elegans83

5.5 结论88

第六章 大脑神经网络89

6.1 作为大脑功能单元的神经元90

6.2 大脑神经网络92

6.3 大脑的各功能系统97

6.4 脑科学的未来101

7.1 思维和创造性的定义102

第七章 思维和创造性102

7.2 生物器官对“相同”和“新”的感知103

7.3 拒绝的机理104

7.4 免疫反应的创造性106

7.5 对于思维和自觉运动的进化压力107

7.6 长期记忆和信息的生物学价值109

7.7 记忆和意识110

7.8 创造性的生物学价值112

7.9 脑波语言和等离子机112

第八章 生物器件计算机115

8.1 生物芯片热115

第三篇 生物计算机的一般原理115

8.2 卓越的硅技术116

8.3 从分子结构得到的启示119

8.4 分子过程的重要意义120

8.5 生物分子和半导体组件123

8.6 半导体-生物分子界面126

8.7 从神经元组件到生物计算机127

第九章 从大脑得到的构造计算机的启示130

9.1 引言130

9.2 大脑和计算机131

9.3 生物计算技术134

9.4 从信息科学的角度研究神经科学138

9.5 模型的实验演示144

9.6 结论149

第十章 创造性计算机151

10.1 人工智能和创造性151

10.2 机器的创造性思维154

10.3 创造性思维的先决条件159

10.4 来源于实际应用的处理方法161

10.5 下意识观念的计算机化168

10.6 创造性及自由度172

第四篇 关于实现生物计算机的计划和社会意义175

第十一章 生物计算机实现的途径175

11.1 对生物计算技术日渐增长的兴趣175

11.2 研究趋势178

11.3 对生物计算技术的预估183

11.4 研究发展的蓝图190

11.5 研究发展的新形式198

11.6 大规模项目的效果201

第十二章 生物计算机产生的影响204

12.1 研究发展的涟波效应204

12.2 对于计算技术的效应206

12.3 生物机器将会做人的工作吗207

12.4 社会对技术的选择209

12.5 我们对人和自然的理解212

第十三章 日本生物计算技术研究规划的近况214

参考文献219