未来计算的真菌之路科学家用蘑菇打造生态电脑

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人们提到真菌时,往往联想到的并不是正面的意义。某些真菌可能意味着你感染了需要涂抹药膏的疾病;而野生蘑菇中有些种类极其危险,甚至致命。尽管如此,真菌是地球上最非凡的生命形态之一,它们在计算领域也

  人们提到真菌时,往往联想到的并不是正面的意义。某些真菌可能意味着你感染了需要涂抹药膏的疾病;而野生蘑菇中有些种类极其危险,甚至致命。尽管如此,真菌是地球上最非凡的生命形态之一,它们在计算领域也可能拥有令人惊叹的应用。虽然“《最后的生还者》”中那种蘑菇电脑的概念早有提出,但科学家们最近已更进一步,将这一想法向现实推进。2025年10月发表在《PLoS ONE》上的一篇论文中,俄亥俄州立大学的作者得出结论“计算的未来可能是真菌的。”

  机器人已经在为我们采摘蘑菇,但真菌未来也可能在技术领域发挥作用。当代的电脑、平板和智能手机虽然功能强大,却在能源来源和能耗方面对环境产生了不良影响。对于习惯了传统Windows设备和Mac的人来说,蘑菇电脑的概念听起来或许荒诞,但它可能是让我们日常使用的设备更加可持续、更加友好于地球的重要一步。下面让我们看看为何要研发蘑菇电脑,以及它们是否真的有可能走向大众化。

  要让蘑菇电脑工作,它需要利用真菌在自然界中用于交流的电活动。简而言之,菌丝体(真菌的根状结构)在所谓的“木质宽网”中发送化学信号,把各个真菌连接在一起。正是通过这张网络,水分供应等需求的信息得以传递。

  研究蘑菇电脑的目的是探讨这些复杂的系统能否以类似传统电脑的方式被利用。科学家们正在研究菌丝网络传递电信息并“存储记忆”的潜力。设想中,菌丝体将充当传统电脑的电子部件。在俄亥俄州立大学的研究中,作者报告称真菌可以充当一种有机忆阻器(memristor)。在标准电脑中,忆阻器是一种能够“记住”过去状态的电子元件。研究人员向香菇施加不同电压,以测试其这种“记忆”能力。在一次将蘑菇用作RAM(随机存取存储器,即存储数据的部件)的实验中,这些真菌的电状态切换速率最高可达每秒5,850次信号,准确率约为90%。

  话虽如此,科学家仍在努力证明蘑菇电脑的可行性,而且原型机的体积远大于传统的台式机和笔记本电脑。它们的计算性能也不及传统机器——目前性能最低的常规忆阻器的速度几乎是俄亥俄州立大学有机忆阻器的两倍。不过,蘑菇电脑仍是一个令人兴奋的前景,因为它们可能成为传统电脑的环保替代方案。

  真菌及其不同部位的生物电特性可以以多种引人入胜的方式加以利用。《Microbiology》2024年1月发表的一篇论文中指出“当真菌分解有机物时,会释放产生电力所需的电子。”关键在于如何将这些能量捕获并加以利用。一位名叫Tarun Nayar的音乐家通过音乐找到了其中一种方法。据《卫报》报道,Nayar使用合成器和连接到植物的电极,将植物散发的能量变化转化为不同的声音。其他科学家则在探索如何利用真菌分解有害或污染的废物并生产燃料。

  在真菌中寻找有机燃料来源,有望在不牺牲地球上超过82亿人口巨大能源需求的前提下,降低对化石燃料的依赖。随着电子设备的普及,它们的回收速度并未跟上产生速度。联合国的一份报告显示,全球电子垃圾(e‑waste)产生速度是回收速度的五倍。此外,许多电子设备包含的部件如果处理不当,会对人类健康和环境造成危害。

  与此同时,真菌易于大规模低成本培育且可生物降解。利用真菌供能的电脑可能不需要稀有矿物,也不需要传统设备那样高的能耗。该想法仍处于早期阶段,我们距离手边拥有主流的香菇驱动电脑还有相当距离。但这项技术肯定会加速发展,并进一步展示其潜力。

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