Bilim İnsanları, Cansız Sistemlere Hesap Yaptırmayı Başardı

Harvard Üniversitesi'nden araştırmacı Juan Pérez-Mercader, insanların kuşlara özenerek uçak yapmasına benzer şekilde biyolojik hücreye bakıp onun işlevlerini yerine getirebilecek cansız sistemler geliştirmeye çalıştı. Pérez-Mercader ve meslektaşı Marta Dueñas-Díez, cansız kimyasal bir sistemin canlı hücrenin işlevlerini taklit edip etmeyeceğini inceledi.

Veriyi işleme şekli ve hesap yapma tarzı, biyolojik hücrelerin en önemli özellikleri arasında yer alıyor. Araştırmacılar, çalışmalarıyla birlikte cansız kimyasal sistemlerin de hesap yapabileceğini gösterdiler. Kimyasal bir Turing Makinesi de denilen bu sistem, damıtılmış suyun konulduğu basit bir deney kabı ile iş görmeye başlıyor.

Turing Makinesi esas olarak karmaşık matematiksel hesapların belirli bir düzenek tarafından yapılıp yapılamayacağı sorununa odaklanıyor:

“Kâğıt üzerinde makine” diyebileceğimiz bu sanal düzenek, bir bilgisayarın ne yapabileceğine ve nasıl çalışabileceğine ilişkin bir model oluşturuyor. Makine, semboller dizisini girdi olarak tek tek okuyor ve bunlara tekabül eden bir çıktı dizisi oluşturuyor.

Girdi olarak kullanılan semboller bir alfabe oluşturur ve bir dil oluşturmak için kullanılabilir. Bu da bilgiyi temsil eder. Sıradan bir bilgisayarın bilgiyi elektronik bir biçimde işlediğini belirten Pérez-Mercader, kendi yarattıkları sistemin aynı işlemi kimyasal biçimde yaptığını belirtiyor.

Kimyasal Turing Makinesi, damıtılmış su ve pH'ı kontrol eden bazı bileşenlerden oluşuyor. Tıpkı matematiksel Turing Makinesi gibi o da kelime girişi yapılınca çalışıyor. Bizim moleküler makinemiz, DNA ve RNA'da depolanan kendi bilgisini ribozom adlı küçük organel aracılığıyla kullanıyor. Örneğin DNA ve RNA, sizin hücrenize göz renginizin ne olacağını söylüyor.

İlk yaşam formlarının doğal yollardan oluşmuş kimyasal bilgisayarlar kullanmış olabileceğini belirten Pérez-Mercader, bunun için ekzotik bileşenlere (doğallaştırılmamış yabancı bitki ya da hayvan) ihtiyaç duyulmadığını söylüyor. Turing Makinesi'ni oluşturmak için kimyasal bir dile ihtiyaç duyan bilim insanları, “L3” adı verilen ve hâlihazırda var olan bir Turing Makinesi dilini kullanmışlar. Bu dil; “a”, “b” ve “c” harflerinden oluşuyor ve dildeki kelimeler, harflerin alfabetik dizilimdeki eşit kombinasyonlarından (abc ya da aabbcc gibi) meydana geliyor.

Bu Turing Makinesi'nin, dildeki geçerli ve geçersiz sözcükleri de ayırt edebilmesi gerekiyor. Bunu yapabildiği durumlarda, bilgisayarın daha genel problemleri de çözebileceği belirtiliyor. Bilim insanları, kendi kurdukları düzenekte, L3 dilinde geçersiz olan sözcük dizilimleri oluşturulduğunda düzeneğin tepki vermediğini ya da geçerli sözcüklerden farklı tepkiler verdiğini keşfettiler.

Araştırmacılar, bu kimyasal sistemin bir algoritma çözdüğünü düşünüyorlar. Harflerin dizilimini ayırt edebilen ve bunların L3 dilindeki olup olmadığını söyleyebilen bir düzenek, kimyasal Turing Makinesi olarak nitelendiriliyor. Pérez-Mercader, makinenin daha karmaşık problemleri çözme yeteneğine kavuşabileceğini ileri sürüyor.

Kaynak: Webtekno