Biblioteka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Biblioteka > Różne > KTO ODZIEDZICZYŁ GABINET EINSTEINA?  



[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]  [10]  [11] 
Skoro automat ma łączyć wyłowione ze zbiorników części, to musi mieć organ przyłączający. Musi również być w stanie rozdzielać części źle połączone, a zatem konieczny będzie organ odłączający. Oczywiście, wszystkie te organy muszą się jakoś poruszać - przeto automat musi mieć "mięśnie".

Rzecz jasna, nie wiadomo, jak wyglądałby taki samoreprodukujący się robot, ale łatwo przecież wymyślić wiele tego rodzaju stworów (patrz rysunek).

Automat kinematyczny


Według von Neumanna proces samoreprodukcji mógłby wyglądać następująco. Przypuśćmy, że w "morzu części" pływają dwa elementy kratownicy, których automat potrzebuje do zrobienia własnej kopii. Elementy uderzają w organy zmysłowe automatu, który łączy je ze sobą. Ten proces powtarza się wielokrotnie i tak powstaje szkielet, choć wcześniej mieliśmy tylko stos części. W jaki jednak sposób automat poznał "plan" swojej konstrukcji?

Skoro automat ma organy zmysłowe, to może poznać swoją strukturę i zapisać zdobytą wiedzę za pomocą odpowiedniego kodu. Następnie może wykorzystać zakodowane informacje do reprodukcji. Von Neumann wykorzystał kod Alana Turinga, który odkrył, że wszystkie plany i zbiory instrukcji można wyrazić za pomocą notacji binarnej, czyli w postaci łańcuchów zer i jedynek. Von Neumann zasugerował, że automat może posłużyć się taką właśnie notacją. Zamiast taśmy może używać odpowiednio ustawionych elementów kratownicy. Automat wyławia z "morza części" odpowiednią liczbę elementów i łączy je na kształt zębów piły:


Następnie zaznacza jedynki, umieszczając w spojeniu dodatkowy, pionowy element; puste spojenie oznacza zero. W tym systemie łańcuch 010011 ma zatem postać:


Gdy plan obiektu jest już zakodowany, automat może bez trudu sporządzić jego duplikat. W tym celu odczytuje informacje z taśmy, wybiera niezbędne elementy i łączy je według planu. Tak powstaje doskonała kopia oryginału.

To jeszcze nie jest samoreprodukcja, chyba że przyjmiemy, iż automat poznał własną strukturę i zakodował jej plan. Nie ma żadnych powodów, by nie mógł tego zrobić. Samoreprodukcja jest zatem możliwa. Konieczne są do tego następujące elementy: sam automat, "morze części" i plan. Potrzebny jest jeszcze mechanizm kopiujący plan i urządzenie kontrolujące i koordynujące wszystkie czynności. Korzystając z planu, automat wybiera z "morza" odpowiednie części - elementy kratownicy, "mięśnie", "organy zmysłowe" - po czym niektóre łączy, inne oddziela. Części te łączy dokładnie według planu, a zatem struktura nowego obiektu jest dokładnie taka sama jak "macierzystego" automatu. Na koniec robot sporządza kopię planu i przekazuje ją swemu potomkowi, idealnie doń podobnemu. Maszyny są zatem zdolne do samoreprodukcji!

Najbardziej zaskakujące jest to, że analizując, jak powinna wyglądać samoreprodukcja, von Neumann odkrył, jak czyni to Matka Natura. Von Neumann analizował reprodukcję maszyn w grudniu 1949 roku, cztery lata wcześniej nim Francis Crick i James Watson wyjaśnili budowę cząsteczki DNA. Okazuje się, że cząsteczki DNA reprodukują się dokładnie tak, jak według von Neumanna muszą działać samo-reprodukujące się maszyny.

Jak wyjaśnia Freeman Dyson w autobiografii Disturbing the Universe, "dziś każde dziecko uczy się w szkole średniej o biologicznych odpowiednikach czterech części von Neumanna". Automatem realizującym proces replikacji są rybosomy, organelle, w których następuje przekład zakodowanej informacji genetycznej na strukturę białek. Odpowiednikiem mechanizmu kopiującego, urządzenia sporządzającego kopię planu, są polimerazy RNA i DNA, substancje łączące nukleotydy (sztywne elementy kratownicy) w długie łańcuchy - cząsteczki kwasów nukleinowych (czyli taśmy z planem). Zamiast kontrolera nadzorującego czynności automatu mamy cząsteczki represora i derepresora, które regulują rozwój genu, nadzorując powstawanie komórek. Mamy również odpowiednik planu, zawierającego zakodowane informacje na temat struktury automatu - jest nim materiał genetyczny, czyli cząsteczki DNA i RNA.

"O ile mi wiadomo - zauważa Dyson - podstawowy plan każdego mikroorganizmu większego od wirusa jest dokładnie taki, jak to przewidział von Neumann".

[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]  [10]  [11] 
[  góra strony  ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach