เซลลูลาร์ออโตมาตา
เมื่อมนุษย์เล่นเกมของพระเจ้าในโลกดิจิตัล
ชีวิตแรกบนโลกใบนี้เกิดขึ้นมาได้อย่างไร?
เป็นคำถามที่นักคิดอยากรู้คำตอบมาโดยตลอด
และจนถึงทุกวันนี้ก็ยังไม่มีนักวิทยาศาสตร์คนไหนตอบได้
ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากๆในห้องทดลอง และมีการค้นพบสารอินทรีย์ซับซ้อนหลายชนิดล่องลอยอยู่ในห้วงอวกาศ
สารอินทรีย์นั้นเป็นเหมือนอิฐที่นำมาเรียงซ้อนกันจนกลายเป็นสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตร์จึงสรุปได้ว่าสารอินทรีย์สามารถเกิดขึ้นได้เองตามกระบวนการในธรรมชาติ
แต่ก็ยังไม่มีใครสามารถสร้างชีวิตขึ้นมาได้เลย
ย้อนกลับไปในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง
นักฟิสิกส์ฮังกาเรียน อเมริกัน ผู้มีนามว่า จอห์น วอน นอยแมนน์ (John von Neumann) อัจฉริยะหนึ่งในผู้ร่วมโครงการผลิตระเบิดปรมาณูได้สร้างผลงานไว้มากมายในโลกฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ รวมทั้งวิทยาการคอมพิวเตอร์
หนึ่งในนั้นคือ การบุกเบิกคณิตศาสตร์ด้านเซลลูลาร์ออโตมาตา (cellular automata) ร่วมกับ Stanislaw Ulam นักฟิสิกส์ชาวโปแลนด์ ผู้เป็นเพื่อนของเขา
หากสิ่งมีชีวิตเป็นเหมือนเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนสูงยิ่ง
และมีความสามารถสำคัญ นั่นคือ การสามารถจำลองตัวเองหรือสืบพันธุ์ได้
คำถามคือ หากคอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาไปจนมีความซับซ้อนสูงมากๆ
มันต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้างจึงจะสามารถกลายเป็นเครื่องจักรที่สามารถจำลองตัวเองได้อย่างสิ่งมีชีวิต
เครื่องจักรที่สร้างตัวเองขึ้นใหม่ได้
ไม่น่าเชื่อว่าแนวคิดล้ำยุคนี้จะเกิดขึ้นในยุคสงครามโลกครั้งที่สอง ซึ่งคอมพิวเตอร์เพิ่งถูกสร้างขึ้นมาใหม่ๆ โดยคอมพิวเตอร์ในยุคนั้นแทบจะไม่สามารถทำอะไรได้เลยนอกจากงานคำนวณเฉพาะทาง ไม่ได้ทำหน้าที่สารพัดประโยชน์อย่างทุกวันนี้
เซลลูลาร์ออโตมาตา เป็นแบบจำลองเรียบง่ายที่ใช้ศึกษาระบบที่สามารถจำลองสร้างตัวเองขึ้นมาได้เรื่อยๆ ( เช่น ดีเอนเอ หรือ เซลล์) เริ่มจากการสร้างโลกทางคณิตศาสตร์ที่เป็นตารางสองมิติขนาดใหญ่มากๆเพื่อสังเกตความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นภายในนั้น
ช่องว่างๆในตารางเหล่านั้นจะมีสองสถานะคือ มี กับ ไม่มี
- ถ้าอยู่ในสถานะ "มี" ช่องนั้นก็จะเป็นสีดำ
- ถ้าอยู่ในสถานะ "ไม่มี" ช่องนั้นก็จะเว้นว่างเป็นสีขาวไว้
น่าทึ่ง เพราะแม้จอห์น วอน นอยแมนน์ จะทำการศึกษาระบบนี้ด้วยกระดาษกราฟ โดยไม่ได้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ก็ยังสามารถสร้างทฤษฎีด้านนี้ออกมาได้ แต่ไม่ได้มีการสานต่อนักเพราะตอนนั้นเขามีงานอื่นๆที่ต้องทำเยอะมาก
Game of life
ต่อมา ราวปี ค.ศ. 1970
นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ John Conway
ตีพิมพ์ผลงานโด่งดังที่มีชื่อว่า Game of life ซึ่งแสดงให้เห็นว่า กฎเรียบง่ายไม่กี่ข้อกับรูปแบบเริ่มต้นที่เราใส่เข้าไปอย่างเหมาะสม
เมื่อปล่อยให้เวลาผ่านไป รูปแบบเริ่มต้นที่ใส่ไว้จะเปลี่ยนแปลง (Evolve) ไปอย่างคาดเดาไม่ได้และเกิดเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนได้
มันเหมือนกับมนุษย์เราทดลองสร้างชีวิตบนโลกดิจิตัลขึ้นมาด้วยกฎไม่กี่ข้อ
ราวปี ค.ศ. 1983 Stephen Wolfram นักฟิสิกส์ นักคณิตศาสตร์ นำเสนอกฎที่เรียกว่า Rule 30
ทำให้ เซลลูลาร์ออโตมาตา สร้างรูปแบบที่ซับซ้อนและดูเหมือนสุ่มได้
ความน่าสนใจคือ มันดันมีหน้าตาคล้ายกับลวดลายบนผิวเปลือกหอยเต้าปูน และต่อมามีการใช้ เซลลูลาร์ออโตมาตาในการสร้างลวดลายบนผิวตุ๊กแกได้ด้วย
ปัจจุบัน นักคณิตศาสตร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ศึกษาเรื่องนี้ในพื้นผิวแบบต่างๆที่ไม่ใช่ผิวสองมิติเรียบๆ แต่อาจเป็นผิวสองมิติบนทรงโดนัท หรือ เปลี่ยนจากสี่เหลี่ยมเป็นหกเหลี่ยม
กล่าวได้ว่าวิทยาการคอมพิวเตอร์ด้านนี้ค่อนข้างใหม่ เมื่อเทียบกับด้านอื่นๆซึ่งในอนาคตมันอาจนำเราไปไกลกว่านี้จนคาดไม่ถึง
หลายคนเปรียบพระเจ้าเป็นเหมือนศิลปิน แต่ใครจะรู้เล่า
แท้จริงพระองค์อาจเป็นโปรแกรมเมอร์มือฉมังก็ได้
อ้างอิง
- 35
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
