چگونه پدر علم کامپیوتر، الگوهای اسرار آمیز طبیعت را رمز گشایی کرد :جهان - تلکسیران
گوش به زنگگوش به زنگ

چگونه پدر علم کامپیوتر، الگوهای اسرار آمیز طبیعت را رمز گشایی کرد


پیش از مرگ در سال 1954، آلن تورینگ با استفاده از ریاضیات در تحقیقات خود، بینش هایی را بدست آورد که امروزه در تکنولوژی هایی مانند نمک زدایی مورد استفاده قرار می گیرد.

آلن تورینگ، پدر علم کامپیوتر

آلن تورینگ پدر علم کامپیوتر

بسیاری از مردم، با نام آلن تورینگ آشنایی دارند. ریاضیدان و منطق دانی که علوم کامپیوتر مدرن را اختراع کرد. او به خاطر رمزگشایی کد انیگمای نازی در جنگ جهانی دوم شناخته می شود و همچنین از او به دلیل خودکشی در راه دفاع از حقوق همجنسگرایان یاد می شود. وی قبل از مرگ، تحت پیگرد قانونی قرار گرفت و محکوم به اعدام شد، اما در نهایت با خوردن سیبی آغشته به سیانید، خودکشی کرد.

او با تمامی عناوین توضیح داده شده در بالا شناخته می شود، اما عده کمی از او به عنوان طبیعت گرایی که الگو های طبیعت را با علم ریاضی توضیح داد، یاد می کنند. حدود نیم قرن پس از انتشار آخرین مقاله اش در سال ۱۹۵۲، شیمیدانان و ریاضیدانان بیولوژیکی از قدرت یافته های تورینگ قدردانی کردند؛ چرا که آخرین یافته های وی، به سوالات این دست از دانشمندان پاسخ داد، برای مثال، علت ظاهر خط گونه گورخرماهی چیست و یا یوزپلنگ ها لکه های روی پوست خود را از کجا آورده اند.

اخیراً و در مقاله ای منتشر شده از سوی مهندسان شیمی در چین، نحوه انجام نمک زدایی آب توسط الگو های معرفی شده تورینگ، توضیح داده شده است. این تکنولوژی برای فراهم آوردن آب آشامیدنی و آبیاری در مناطق خشک بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

آلن تورینگ در مقاله سال ۱۹۵۲ خود، به صورت مستقیم در رابطه با تصفیه آب شور و بدست آوردن آب شیرین توضیحی نداده بود. در عوض، او از علم شیمی برای توضیح چگونگی تولید سلول های غیر متمایز از ارگانیسم ها، استفاده کرد.

معلوم نیست که چرا این دانشمند مشهور کامپیوتر، به چنین مسائلی علاقه مند شده است، اما تورینگ به یکی از دوستانش گفته بود که قصد دارد برهان نظم را شکست دهد، ایده ای که می گوید برای وجود الگو های پیچیده در طبیعت، باید چیزی ماورای طبیعت، مانند خدا، آن ها را خلق کرده است.

تورینگ که از کودکی مشتاق نظاره کردن طبیعت بود، متوجه شد که بسیاری از گیاهان، سر نخ هایی دارند که دخالت ریاضی در آن ها را نشان می دهد. برخی از ویژگی های گیاهان مانند سری اعداد فیبوناچی ظهور می کردند. در سری فیبوناچی، هر عدد، از مجموع دو عدد قبلی خود ساخته می شود. برای مثال، درخت گیلاس، ۳۴، ۵۵ و یا ۸۹ گلبرگ داشت.

جاناتان سوینتن، زیست شناس محاسباتی و استاد دانشگاه آکسفورد که در رابطه با کار های اخیر تورینگ و زندگی او تحقیق کرده است، در این رابطه می گوید:

او به هیچ عنوان آتئیست و بی خدا نبود. اما اعتقاد داشت که علم ریاضیات بسیار قدرتمند است و به کمک آن، می توان خیلی از چیز ها را توضیح داد و باید آن ها را امتحان کرد.

تورینگ، این امتحان کردن را عملی کرد.

او توضیحی بر اساس ریاضیات پیدا کرد که به اشکال و ترکیب ها، اجازه ظهور از هیچ را می دهد.

در مدل تورینگ، دو ماده شیمیایی که با نام مورفوژن شناخته می شوند، در فضایی خالی، با یکدیگر تعامل می کنند. دکتر سوینتن در ادامه می گوید:

فرض کنید که دو تا از این ماده ها را در اختیار دارید و یکی از آن ها پوست حیوان را به سیاه و دیگری آن را به سفید تبدیل می کند. اگر این دو را در فضایی خالی مخلوط کنید، آنچه بدست می آورید یک حیوان خاکستری خواهد بود.

اما اگر یکی از این مواد شیمیایی از دیگری سریع تر توزیع و پخش شود، آن گاه هر یک این مواد شیمیایی می تواند در فضای مشخصی متمرکز شود و باعث ایجاد خطوط و یا لکه های سیاه و سفید شود.

این پدیده با نام بی ثباتی تورینگ شناخته می شود و محققان چینی در مقاله جدید خود مشخص کرده اند که این پدیده می تواند نحوه ظهور اشکال را از غشا نمک های تصفیه شده، توضیح دهد.

با ساختن الگو های سه بعدی تورینگ از غشا ها با استفاده از حباب و لوله، محققان قابلیت نفوذ آن ها را افزایش دادند و فیلتر هایی ساختند که می تواند نمک را از آب جدا کند و آب آشامیدنی تحویل دهد.

ژه تَن، فارغ التحصیل دانشگاه ژجیانگ در چین و نویسنده این مقاله، می گوید:

ما می توانیم از یک غشا برای پایان دادن به کار دو یا سه غشا استفاده کنیم.

این به آن معناست که در آینده، عملیات نمک زدایی در ابعاد بزرگ، با هزینه و مصرف انرژی کمتر قابل انجام خواهد بود.

جدا از اولین مقاله، یادداشت های تورینگ، ایده های پیچیده ای را مطرح می کنند که او برای توضیح دادنشان با سختی بسیار مواجه بود. جاناتان داوز، ریاضیدان در دانشگاه باث و محقق در رابطه با آخرین یافته های تورینگ، در وصف این موضوع می گوید:

همه درباره مقاله سال ۱۹۵۲ می دانند اما این پایان داستان نیست. این مقاله عمق تفکر آلن تورینگ را نشان نمی دهد.

به نظر، تورینگ به دنبال یافتن مکانیسمی برای خلق اشکال بوده است – برای مثال، چگونه افکار و آگاهی به صورت خودکار پدیدار می شود و یا چگونه دانه های گل آفتابگردان به شکلی منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. تورینگ قبل از کامل کردن این ایده های خود، فوت کرد و موفق به انتشار آن ها نشد. دکتر داوز می گوید:

امیدوار هستم که به خاطر آلن تورینگ، قدردان خلاقیت و تنوع در پایه و اساس علم باشیم. ما نیاز به افرادی داریم که کنجکاوی آن ها را کنترل می کند و همچنین به افرادی نیاز داریم که ایده های ساده و پایه ای علوم را به تکنولوژی هایی کارآمد تبدیل کنند.

منبع: Nytimes.com