2012-08-31 17:34:43
Δίχως αμφιβολία, το ανθρώπινο είδος έχει να επιδείξει εκπληκτικά επιτεύγματα, από την επινόηση των πρώτων δομικά απλών εργαλείων εκδοράς μέχρι και την κατασκευή των πιο σύγχρονων και πολύπλοκων υπολογιστικών συστημάτων. Ωστόσο, μερικά από αυτά υπήρχαν ήδη στο φυσικό περιβάλλον, ως μοντέλα, πολύ πριν τους προσδώσουμε εμείς υλική μορφή.
Ας πάρουμε για παράδειγμα την κοινωνία των μυρμηγκιών: ο τρόπος με τον οποίο αναζητούν την τροφή τους είναι, στις βασικές γραμμές του, ο ίδιος με τον τρόπο ελέγχου της μετάδοσης δεδομένων στο διαδίκτυο, το γνωστό στη γλώσσα των υπολογιστικών συστημάτων TCP (Transmission Control Protocol).
Πράγματι, σύμφωνα με ερευνητική εργασία τους που δημοσιεύθηκε σε μία από τις κορυφαίες on line επιστημονικές επιθεωρήσεις (PLoS Computational Biology, Αύγουστος, 23), μέρη της οποίας αναδημοσιεύτηκαν από την ειδησεογραφική ιστοσελίδα Stanford News, αλλά και από πλήθος άλλων έγκυρων ιστοσελίδων επιστημονικο-τεχνολογικού προσανατολισμού, τρεις επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, ειδικοί σε ζητήματα υπολογιστικών συστημάτων και βιολογίας, οι Balaji Prabhakar, Katherine N
. Dektar και Deborah M. Gordon, αποκάλυψαν ότι η συμπεριφορά ενός συγκεκριμένου είδους μυρμηγκιών, του Pogonomyrmex barbatus, κατά την αναζήτηση της τροφής του, αντικατοπτρίζει τον τρόπο λειτουργίας των πρωτοκόλλων που ελέγχουν την κυκλοφορία των δεδομένων στο Internet.
Με άλλα λόγια, τα μυρμήγκια αυτού του είδους χρησιμοποιούσαν ανέκαθεν διαδικτυακούς αλγόριθμους πολύ πριν τους χρησιμοποιήσουμε εμείς ως μέσο επικοινωνιακής δικτύωσης και οργάνωσης.
Τι σημαίνει όμως αυτό;
Το όλο πράγμα έχει να κάνει με το πώς τα μυρμήγκια συλλέγουν την τροφή τους και, πιο συγκεκριμένα, με το πώς προσδιορίζουν πόσους αναζητητές τροφής πρέπει να στείλουν έξω από τη φωλιά – ένας τρόπος που ομοιάζει σε μεγάλο βαθμό με το πώς τα πρωτόκολλα του διαδικτύου προσδιορίζουν πόσο εύρος ζώνης είναι διαθέσιμο για τη μεταφορά δεδομένων. Εξ ου και η ονομασία που έχουν προσδώσει οι ερευνητές σε αυτή τη λειτουργία της κοινωνίας των μυρμηγκιών: anternet, κατά το internet.
To TCP ή αλλιώς Έλεγχος Μετάδοσης Δεδομένων είναι ένας αλγόριθμος που διαχειρίζεται το συνωστισμό δεδομένων και λειτουργεί ως πηγή (Α) που μεταφέρει ένα φάκελο σε κάποιο προορισμό (Β), «σπάζοντας» το φάκελο σε αριθμημένα πακέτα. Με τη λήψη του κάθε πακέτου, ο προορισμός (Β) αποστέλλει στην πηγή (Α) μία επιβεβαίωση ότι το πακέτο ελήφθη.
Αυτός ο βρόχος ανάδρασης επιτρέπει στο TCP να ελέγχει και να αποφεύγει το συνωστισμό δεδομένων: εάν η επιβεβαίωση επιστρέψει στην πηγή σε χαμηλότερη ταχύτητα από εκείνη με την οποία εστάλη, αυτό δείχνει ότι δεν υπάρχει αρκετό εύρος ζώνης διαθέσιμο, οπότε προσαρμόζεται και η πηγή μειώνοντας την ταχύτητα αποστολής πακέτων. Το αντίστροφο ισχύει στην περίπτωση που η επιβεβαίωση επιστρέψει με υψηλότερη ταχύτητα.
Έτσι ακριβώς λειτουργεί και το συγκεκριμένο είδος μυρμηγκιών κατά την αναζήτηση τροφής: ο ρυθμός με τον οποίο οι αναζητητές τροφής εγκαταλείπουν τη φωλιά, καθώς και ο αριθμός τους, συναρτάται με τη διαθεσιμότητα της τροφής.
Ο αναζητητής δεν επιστρέφει στη φωλιά παρά μόνο όταν βρει τροφή. Αν η τελευταία αφθονεί, τότε οι αναζητητές επιστρέφουν ταχύτερα, πράγμα που έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτερη έξοδο από τη φωλιά περισσοτέρων μυρμηγκιών. Εάν, αντιθέτως, οι αναζητητές επιστρέφουν με μικρότερη συχνότητα ή με άδεια χέρια, τότε μειώνεται και η ταχύτητα και ο αριθμός των εξερχόμενων μυρμηγκιών, ενώ ενίοτε ακυρώνεται και ολόκληρη η επιχείρηση αναζήτησης.
Πρόκειται για τη βασικότερη ομοιότητα μεταξύ ψηφιακού διαδικτύου και μυρμηγκοδικτύου αναζήτησης τροφής.
Οι μυρμηγκοαλγόριθμοι είναι απλοί και επιδεκτικοί διεύρυνσης. Όπως ακριβώς πρέπει να είναι κι εκείνοι που χρησιμοποιούμε στα σύγχρονα υψηλής κλίμακας συστήματα δικτύωσης.
Και αυτή είναι μόνο η αρχή στον εντοπισμό φυσικών αλγόριθμων, πράγμα που επεκτείνει τον ήδη, εδώ και δεκαετίες, διανοιγμένο δρόμο προς τη συγκρότηση μιας νέου τύπου γνωσιοθεωρίας που μέρα με τη μέρα αλλάζει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμασταν μέχρι πρότινος τον άνθρωπο, τα προίόντα του και τη διαδικασία παραγωγής της συνείδησης και της γνώσης.
iefimerida
Eglimatikotita
Ας πάρουμε για παράδειγμα την κοινωνία των μυρμηγκιών: ο τρόπος με τον οποίο αναζητούν την τροφή τους είναι, στις βασικές γραμμές του, ο ίδιος με τον τρόπο ελέγχου της μετάδοσης δεδομένων στο διαδίκτυο, το γνωστό στη γλώσσα των υπολογιστικών συστημάτων TCP (Transmission Control Protocol).
Πράγματι, σύμφωνα με ερευνητική εργασία τους που δημοσιεύθηκε σε μία από τις κορυφαίες on line επιστημονικές επιθεωρήσεις (PLoS Computational Biology, Αύγουστος, 23), μέρη της οποίας αναδημοσιεύτηκαν από την ειδησεογραφική ιστοσελίδα Stanford News, αλλά και από πλήθος άλλων έγκυρων ιστοσελίδων επιστημονικο-τεχνολογικού προσανατολισμού, τρεις επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, ειδικοί σε ζητήματα υπολογιστικών συστημάτων και βιολογίας, οι Balaji Prabhakar, Katherine N
Με άλλα λόγια, τα μυρμήγκια αυτού του είδους χρησιμοποιούσαν ανέκαθεν διαδικτυακούς αλγόριθμους πολύ πριν τους χρησιμοποιήσουμε εμείς ως μέσο επικοινωνιακής δικτύωσης και οργάνωσης.
Τι σημαίνει όμως αυτό;
Το όλο πράγμα έχει να κάνει με το πώς τα μυρμήγκια συλλέγουν την τροφή τους και, πιο συγκεκριμένα, με το πώς προσδιορίζουν πόσους αναζητητές τροφής πρέπει να στείλουν έξω από τη φωλιά – ένας τρόπος που ομοιάζει σε μεγάλο βαθμό με το πώς τα πρωτόκολλα του διαδικτύου προσδιορίζουν πόσο εύρος ζώνης είναι διαθέσιμο για τη μεταφορά δεδομένων. Εξ ου και η ονομασία που έχουν προσδώσει οι ερευνητές σε αυτή τη λειτουργία της κοινωνίας των μυρμηγκιών: anternet, κατά το internet.
To TCP ή αλλιώς Έλεγχος Μετάδοσης Δεδομένων είναι ένας αλγόριθμος που διαχειρίζεται το συνωστισμό δεδομένων και λειτουργεί ως πηγή (Α) που μεταφέρει ένα φάκελο σε κάποιο προορισμό (Β), «σπάζοντας» το φάκελο σε αριθμημένα πακέτα. Με τη λήψη του κάθε πακέτου, ο προορισμός (Β) αποστέλλει στην πηγή (Α) μία επιβεβαίωση ότι το πακέτο ελήφθη.
Αυτός ο βρόχος ανάδρασης επιτρέπει στο TCP να ελέγχει και να αποφεύγει το συνωστισμό δεδομένων: εάν η επιβεβαίωση επιστρέψει στην πηγή σε χαμηλότερη ταχύτητα από εκείνη με την οποία εστάλη, αυτό δείχνει ότι δεν υπάρχει αρκετό εύρος ζώνης διαθέσιμο, οπότε προσαρμόζεται και η πηγή μειώνοντας την ταχύτητα αποστολής πακέτων. Το αντίστροφο ισχύει στην περίπτωση που η επιβεβαίωση επιστρέψει με υψηλότερη ταχύτητα.
Έτσι ακριβώς λειτουργεί και το συγκεκριμένο είδος μυρμηγκιών κατά την αναζήτηση τροφής: ο ρυθμός με τον οποίο οι αναζητητές τροφής εγκαταλείπουν τη φωλιά, καθώς και ο αριθμός τους, συναρτάται με τη διαθεσιμότητα της τροφής.
Ο αναζητητής δεν επιστρέφει στη φωλιά παρά μόνο όταν βρει τροφή. Αν η τελευταία αφθονεί, τότε οι αναζητητές επιστρέφουν ταχύτερα, πράγμα που έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτερη έξοδο από τη φωλιά περισσοτέρων μυρμηγκιών. Εάν, αντιθέτως, οι αναζητητές επιστρέφουν με μικρότερη συχνότητα ή με άδεια χέρια, τότε μειώνεται και η ταχύτητα και ο αριθμός των εξερχόμενων μυρμηγκιών, ενώ ενίοτε ακυρώνεται και ολόκληρη η επιχείρηση αναζήτησης.
Πρόκειται για τη βασικότερη ομοιότητα μεταξύ ψηφιακού διαδικτύου και μυρμηγκοδικτύου αναζήτησης τροφής.
Οι μυρμηγκοαλγόριθμοι είναι απλοί και επιδεκτικοί διεύρυνσης. Όπως ακριβώς πρέπει να είναι κι εκείνοι που χρησιμοποιούμε στα σύγχρονα υψηλής κλίμακας συστήματα δικτύωσης.
Και αυτή είναι μόνο η αρχή στον εντοπισμό φυσικών αλγόριθμων, πράγμα που επεκτείνει τον ήδη, εδώ και δεκαετίες, διανοιγμένο δρόμο προς τη συγκρότηση μιας νέου τύπου γνωσιοθεωρίας που μέρα με τη μέρα αλλάζει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμασταν μέχρι πρότινος τον άνθρωπο, τα προίόντα του και τη διαδικασία παραγωγής της συνείδησης και της γνώσης.
iefimerida
Eglimatikotita
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
ΚΚΕ: Ο ελληνικός λαός να πει όχι στις νέες αιματηρές θυσίες
ΕΠΟΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
Όλη η αλήθεια για το θάνατό του γιου του Stallone
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
