第92章 碳基神经元(一)

作品:《我,外卖员,开局觉醒原子掌控

    海市,奇点智能灯火通明。


    距离上次的内部技术研讨会已经过去了两周。


    苏阳提出的三大研发方向——碳基神经元、光学计算和原子核自旋存储,研讨会上完成了初步讨论。


    而此刻,位于实验室里面的新型二维碳基材料研究小组,气氛有些凝重。


    实验室的主导者,德国材料学家汉斯·穆勒,头发梳得一丝不苟,眼神锐利的老派学者,正紧锁眉头盯着屏幕上一张布满缺陷的材料微观结构图。


    他身旁,年轻的物理学家莉娜·霍夫曼,戴着一副细框眼镜,神情专注地在另一台电脑上调取着实验数据。


    她现在已经成了穆勒教授最得力的搭档,尤其擅长从量子层面分析材料特性。


    “穆勒教授,这已经是我们尝试的第十七种合成方案了。”莉娜轻声说道,语气中带着一丝不易察觉的疲惫。


    “无论是化学气相沉积还是分子束外延,我们都无法精确控制碳原子在二维平面上的键合方式,得到的样品缺陷太多,一致性也太差了。”


    穆勒重重地叹了口气:“苏董提到的那种特定键合方式的二维碳基材料,理论上拥有无与伦比的电子迁移率和潜在的神经形态计算特性。艾伦的模拟也显示,如果能造出来,性能将是**性的。但现实是,我们的合成工艺根本达不到原子级的精确控制。”


    他指着屏幕上的图像:“你看这些无规的缺陷,这些断裂的化学键,它们就像完美乐谱上突兀的噪音,彻底破坏了材料应有的周期性结构。”


    在实验室的另一角,意大利数学家艾伦·费米,没了往日的艺术气息,此刻微卷的长发有些凌乱,正对着一块写满了复杂公式和算法流程的白板发呆。


    他是“自组织理论”和“进化算法”领域的权威,负责为这种新型碳基材料构建“自发形成神经元网络”的理论模型。


    “汉斯,莉娜,”费米转过身,脸上带着几分理论家的苦恼,“我的模型遇到了瓶颈。它预测这种碳基材料在特定的电化学环境下,的确能够通过原子间的相互作用,‘自发’地形成类似生物神经元之间突触连接的模式。但是,这需要一个前提——材料本身必须具备极高的初始纯度和完美的结构规整性。”


    他比划着:“如果初始材料像你们现在合成出来的这样坑坑洼洼,那么自组织过程就会陷入混乱,或者形成一些毫无用处的局部最优结构,根本无法形成有效的、可用于计算的神经网络。”


    就在这时,实验室的门被轻轻推开,苏阳在首席科学家陈景德的陪同下走了进来。


    “各位,进展如何?”苏阳脸上带着温和的笑意,目光扫过众人。他今天穿着简单的休闲装,看上去就像一个来实验室参观的年轻学长。


    陈景德率先开口,语气中带着一丝凝重:“苏董,穆勒教授和费米博士他们遇到了一些棘手的难题。”


    穆勒教授看到苏阳,像是找到了倾诉对象,快步上前,指着屏幕上的数据,将合成工艺的困难和材料缺陷问题详细汇报了一遍。


    费米也接口道:“苏董,我的理论模型也因为材料初始结构的问题,无法得到有效的验证。如果材料本身不够干净,自组织就无从谈起。”


    苏阳安静地听着,不时点点头。这些怪才都是他费尽心思才从世界各地请来的。每一位都是人才,能让他们都感到棘手的问题,其难度可想而知。


    等他们说完,苏阳沉吟了片刻,目光在穆勒的实验设备和费米的白板之间逡巡。


    他的大脑在高速运转,原子操控异能赋予他的微观洞察力,让他能“看”到原子层面的真实情况,而超级大脑则在瞬间完成了无数种可能性的推演。


    他先看向穆勒问道:“穆勒教授,你们在合成过程中,有没有尝试过在超高真空环境下,利用扫描隧道显微镜针尖诱导的方式,逐个原子或者说,小规模的原子团簇,去修饰你们的生长基底表面,形成一种特殊的原子模板呢?”


    穆勒微微一愣:“诱导修饰基底?这……这种方法通常用于基础研究,在纳米尺度上构建一些特定的微结构,但用它来制备用于实际器件的材料模板,精度要求太高,而且效率……”


    苏阳微微一笑,继续启发道:“或许不需要大面积的完美模板。我们可以先尝试在一个极小的区域


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    ,比如几百纳米见方,构建出尽可能完美的原子模板。然后,再让碳源在这种精心设计的模板上进行自限性生长。这样,碳原子会不会更容易按照我们期望的方式排列,形成缺陷更少的初始结构呢?”


    穆勒和莉娜对视一眼,眼中都闪过一丝思索的光芒。扫描隧道显微镜针尖操控原子,理论上可行,但难度极大,对环境和设备的要求也极为苛刻。


    但苏阳的思路,确实为他们打开了一扇新的窗户——不是追求大面积的完美,而是先在微区实现突破。


    接着,苏阳又转向费米:“费米博士,你的自组织模型非常精彩。不过,我一直在想,生物神经元的生长,并非完全自由放任。它们会受到神经生长因子等生物化学信号的引导,从而向着特定的方向延伸和连接。”


    他顿了顿,继续说道:“在你的模型里,既然碳基材料的自组织过程发生在特定的电化学环境下,那么,我们是否可以引入一种可控的外部场,比如一个精确控制的电场梯度或能量梯度,作为一种引导信号,让碳原子的自组织过程更有方向性,而不是完全依赖随机碰撞和概率?”


    “外部引导场?”费米喃喃自语,随即眼睛猛地亮了起来,如同黑夜中划过一道闪电。


    苏阳的这两番话,看似轻描淡写,却如同两把钥匙,精准地**了穆勒和费米各自困境的锁孔中。


    穆勒教授激动地一拍手:“原子模板!自限性生长!对啊!我们可以利用我们那台最新升级的超高真空系统,尝试在蓝宝石或者氮化镓基底上,先雕刻出原子级的沟槽或者势阱,作为碳原子沉积的轨道!”


    莉娜·霍夫曼也补充道:“如果能形成完美的初始模板,后续的碳原子会因为表面能的差异,优先在模板的特定位置吸附和键合,这确实可能大幅提高结构的规整性!”


    费米更是兴奋地在白板上飞快地写画起来:“引导场!太妙了!我可以在我的模型中加入一个可调控的外部势场参数,模拟神经生长因子的作用。这样,自组织过程就不再是盲目的,而是有目的、有方向的进化!这能极大提高形成有效计算网络的概率,并可能避免陷入局部最优!”