人工智能（AI）于20世紀(jì)50年代誕生，通常被賦予的定義是模仿人的智能，使之作出以接近乃至高度類似于人的反應(yīng)。問題是，發(fā)展人工智能，以及計算機(jī)科學(xué)、生物科學(xué)等其他分支的目的在于，增強(qiáng)人（個人、群體、社會）在這個世界甚至更大空間的適應(yīng)生存能力。既然如此，為什么非得讓機(jī)器人、智能裝置來模仿人，而不是其他的生物體？
美國著名機(jī)器人制造專家、麻省理工學(xué)院電腦科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室教授羅德尼·布魯克斯1990年就在一篇影響深遠(yuǎn)的論文中指出，人類僅在地球上活躍了至多數(shù)萬年的時間，生命在地球上已有迄今35億年，人工智能需要突破傳統(tǒng)的、僅僅模擬人的職能的層級結(jié)構(gòu)，更密切的汲取真實(shí)物質(zhì)世界的信息，向其他生物體學(xué)習(xí)。羅德尼·布魯克斯之前已經(jīng)制作出一個智能特征更像老鼠的機(jī)器人，在后來以昆蟲的微型機(jī)器人被證明更能適應(yīng)崎嶇的山路環(huán)境。
這就引入了所謂的自然計算。自然計算模仿自然界，具有自適應(yīng)性、自組織性和自學(xué)習(xí)能力，能夠解決傳統(tǒng)計算方法特別是傳統(tǒng)AI難以解決的復(fù)雜問題，被廣泛應(yīng)用于智能控制、生態(tài)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)安全、硬件設(shè)計。自然計算使得生物科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、工程科學(xué)、金融科學(xué)實(shí)現(xiàn)深入融合：生物學(xué)思想為數(shù)學(xué)計算提供了新思路，例如，進(jìn)化算法和技術(shù)被用于金融領(lǐng)域，設(shè)計出國債買賣模型；活體菌等生物體可能會替代硅片，發(fā)展出真正意義上的生物計算機(jī)。
最近由人民郵電出版社引進(jìn)出版的《自然計算：DNA、量子比特和智能機(jī)器的未來》一書，由紐約大學(xué)計算機(jī)科學(xué)教授丹尼斯·薩莎專訪16位與自然計算有關(guān)的生物學(xué)家、機(jī)器人專家、數(shù)學(xué)家，回顧了這些科學(xué)家科學(xué)探索歷程特別是自然計算相關(guān)研究成果得出的過程，有助于讀者了解自然計算研究及應(yīng)用的廣闊前景。
書中第二章談到了自然計算被用于太空探索。自然計算引入到太空探測器的配置改進(jìn)，借鑒了人及其他動物的身體功能，讓探測器和飛船的小故障能夠像皮膚傷口自然愈合那樣就低解決，嚴(yán)重的故障則通過更換備件來解決（類似于人體截肢及更換假體），這就大大延長了探測器和飛船的存活時間。科學(xué)家還試圖借鑒人和其他動物，設(shè)計出能夠獨(dú)立進(jìn)行自我調(diào)整的芯片，讓探測器等設(shè)備的特性可以自行適應(yīng)環(huán)境予以優(yōu)化，甚至提出了“行星地球化”的理念，即使用自然計算設(shè)計理念搭建的生命和人工的混合系統(tǒng)，在火星上創(chuàng)造出人類宜居的環(huán)境，屆時還將有機(jī)器人方隊(duì)歡迎人類蒞臨，開啟慶祝香檳。
1912年4月10日，泰坦尼克號游輪啟航，四天后撞上冰山而沉沒。1984年12月，印度博帕爾市的美國聯(lián)合碳化物公司的化工廠，發(fā)生異氰酸甲酯釋放事故，造成至少1萬人死亡、20萬人受傷的史上最慘重工業(yè)災(zāi)難。這兩起事故常被歸結(jié)為事件中一些當(dāng)事人的馬虎大意，麻省理工學(xué)院航空航天系學(xué)者南希·萊韋森不這么看，她將傳統(tǒng)的安全工程技術(shù)思想與自然計算方法相結(jié)合，指出現(xiàn)代工業(yè)、社會生產(chǎn)運(yùn)行的復(fù)雜化（計算機(jī)出現(xiàn)后則進(jìn)一步提升了復(fù)雜程度），使得人們無法再借助物理定律來限制設(shè)計的復(fù)雜度、無法控制小概率風(fēng)險事故，這種情況下，應(yīng)當(dāng)注重系統(tǒng)的整體控制能力，讓復(fù)雜系統(tǒng)具備自適應(yīng)性和自動優(yōu)化能力。書中第五章介紹南希·萊韋森的觀點(diǎn)和系統(tǒng)方法，她的建議被美國軍方采用，被用于美國新的國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。
這本書的第二部分介紹了自然計算方法被用于生物科學(xué)，帶來的基于DNA的特質(zhì)藥物、合成的減病病毒、生物計算機(jī)等卓越成果。在第三部分，讀者將了解到自然計算理念推動物理學(xué)更快發(fā)展的情況。
1959年，物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼在美國物理學(xué)會做了激動人心的演講，指出“生物學(xué)并非簡單地寫下信息，而是還可以操作信息。生物系統(tǒng)可以非常小。細(xì)胞雖小，卻非常活躍，他們生產(chǎn)多種物質(zhì)；它們到處走動，擺動……（還）可以存儲信息。”費(fèi)曼預(yù)見到細(xì)胞可以計算，預(yù)期在納米水平上量子效應(yīng)將大行其道。費(fèi)曼的預(yù)見當(dāng)然是對的，他指明了之后幾十年，一直到今天之后的一段時期物理學(xué)、生物學(xué)積極融合帶來的技術(shù)革命前景。
