Yaşam ve Kod: Von Neumann ve Turing'in Vizyonu
Alan Turing ve John von Neumann, yaşamın ve kodun mantığının aynı olabileceğini erken fark ettiler. 1994'te, bir bilgisayar ekranında pikselli bir makine, kendini klonlayan talimatları okuyarak hayata geçti.
Von Neumann, yaşam ile hesaplama arasında derin bir bağ kuran ilk kişilerden biriydi. Kendi kendini kopyalayan sistemlerin, DNA'nın yaptığı gibi talimatları okuyup uygulayabileceğini gösterdi.
Biyolojik hesaplama, merkezi olmayan ve gürültülü bir yapıya sahip olup, 300 kentilyon ribozom gibi paralel çalışan küçük bilgisayarlar içerir. Bu, dijital bilgisayarların mantık kapılarından oldukça farklıdır.
Biyolojik hesaplama, rastgeleliği bir özellik olarak kullanır. Bu, birçok bilgisayar bilimi algoritmasında da gereklidir ve Turing'in Ferranti Mark I bilgisayarına rastgele sayı talimatı eklemesine neden olmuştur.
Geleneksel dijital hesaplama, merkezi işlem birimi (CPU) ile yapılırken, biyolojik sistemler merkezi bir işlemciye ihtiyaç duymadan çalışabilir. Turing ve von Neumann, bu alternatif hesaplama yöntemlerini keşfetmişlerdir.
Von Neumann ve Turing, hücresel otomatlar ve morfogenez gibi paralel hesaplama yaklaşımlarını araştırdı. Bu sistemler, merkezi bir işlemci olmadan çalışarak yaşamın hesaplama temellerine dair ipuçları sunar.
1994'te von Neumann'ın kendi kendini kopyalayan otomatı ilk kez başarılı bir şekilde emüle edildi. Bu, seri bir bilgisayarın paralel bir sistemi simüle etmesi için büyük işlem gücü gerektiriyordu.
2020'de Alex Mordvintsev, modern sinir ağlarını, Turing'in morfogenezini ve von Neumann'ın hücresel otomatlarını birleştirerek 'sinirsel hücresel otomat' (NCA) geliştirdi.
NCA, hücresel otomatın basit kurallarını sinir ağı ile değiştirerek istenilen desen veya görüntüyü 'büyütebilir'. Bu, biyolojik sistemlerin hesaplama temellerini modellemenin genel bir yolunu sunar.
Bu simülasyonlar, von Neumann'ın tasarımlarını modern sinirsel hücresel otomatlarla genişleterek, yaşam sistemlerinin hesaplama temellerine dair bir bakış sunar.