الطيور تعمل ذلك، وكذلك النحل، فهل بوسع الماكينات عمل ذلك،يا ترى؟ إذا محاكيات حاسوبية جديدة تشير إلى حتى الإجابة ستكون نعم.

إن التفاح «ينجب» تفاحا، فهل بوسع الماكينات حتى «تنجب» ماكينات،يا ترى؟ إذا بناء مجرد ماكينة بسيطة يحتاج اليوم جهازا تصنيعيا معقدا. فهل باستطاعتنا حتى نَهِب أداة صنعية المقدرة على حتى تتضاعف من تلقاء نفسها،يا ترى؟ لطالما اعتبرنا التنسّخ الذاتي خاصية أساسية تميز الحي من اللاحي. وتاريخيا، فإن معهدتنا المحدودة بآلية حدوث التوالد البيولوجي أسبغت عليه حالة من الغموض، وأظهرته على نحويستحيل معه بأي حال إنجازه بواسطة شيء من خلق الإنسان. يُذكر أنه عندما أكد <R. ديكارت> لملكة السويد <كريستينا> حتى الحيوانات هي مجرد شكل من أشكال الأتوماتا(1) automata، أومأت جلالتها إلى ساعتها قائلة: «تدبر أمرها واجعلها تنجب.»

في أواخر الأربعينات انتقلت معضلة الماكينة الذاتية التنسخ من نطاق الفلسفة إلى حقل الفهم والهندسة، نتيجة أبحاث الرياضياتي الفيزيائي البارز جون ڤون نويمان. وبالعمل، بنى بعض الباحثين مُنَسِّخات replicators فيزيائية. فقبل أربعين عاما، مثلا، بنى عالم الوراثيات ل. پنروز، وابنه الفيزيائي الشهير روجر تجمعات صغيرة من الخشب الرقائقي playwood، أبدت شكلا بسيطا من أشكال التنسخ الذاتي(2). ولكن ثبت فيما بعد حتى التنسخ الذاتي على درجة من الصعوبة، بحيث إذا معظم الباحثين درسوه باستخدام أداة فكرية conceptual tool التي كان <ڤون نويمان> قد ابتدعها، وتتمثل بأتوماتا خلوية ثنائية البعد.

وإذا ما نُفذت بالحاسوب، فإن بوسع الأوتوماتا الخلوية حتى تحاكي تشكيلة هائلة من المُنَسِّخات الذاتية، بما يصل إلى حتى تضاهي عوالم بسيطة جدا، ذات قوانين فيزيائية تختلف عن قوانينا. لقد حررت هذه النماذج الباحثين من القلق بشأن قضايا الإمداد والتموين، مثل قضايا الطاقة والبناء الفيزيائي، فأتاحت لهم الهجريز على المسائل الأساسية الخاصة بانسياب المعلومات. فكيف يستطيع الكائن الحي حتى يتنسخ من دون أي عون، في حين حتى الأمور الميكانيكية لابد حتى يبنيها الإنسان،يا ترى؟ وكيف ينبثق التنسخ الذاتي في مستوى الكائن الحي من التآثرات الكثيرة التي تحدث في النُّسج والخلايا والجزيئات،يا ترى؟ وكيف تمكن التطور الدارويني حتى ينشئ كائنات ذاتية التنسخ؟

أوحت الأجوبة عن هذه التساؤلات بتطوير رقاقات السيليكون الذاتية التصليح [انظر الإطار في الصفحة 16]، والجزيئات التلقائية التحفيز [انظر: «الجزيئات الصنعية ذاتية التكرار»، مجلة العلوم، العدد 4(1995)، ص 4]. وقد تكون هذه مجرد بداية؛ فمنذ زمن طويل، اقترح الباحثون في مجال التقانة النانوية حتى خاصية التنسخ الذاتي ستكون حاسمة في تصنيع ماكينات بمقاييس جزيئية. ويرى مؤيدوارتياد الفضاء حتى نسخة ماكروية (كبرية) لهذه السيرورة تعد وسيلة لاستعمار الكواكب باستعمال مواد محلية (من الكواكب نفسها). وأكد التقدم الفهمي الحديث مصداقية هذه الأفكار التي تبدومستقبلية. وكما هي الحال في فروع الفهم الفهمية الأخرى، بما في ذلك الوراثيات والطاقة النووية والكيمياء، يقابل الذين يدرسون منا التنسخ الذاتي تحديا ثنائيا: إنشاء ماكينة مُنَسِّخة، وكذلك تجنب التنبؤات الشريرة عن الأجهزة التي تفلت من عنطقها. إذا الفهم التي ستتوافر لنا، ستساعدنا على التمييز بين التقانات البناءة وتلك الهدامة.

لعبة الحياة

غالبا ما تصف قصص الخيال الفهمي التنسخ الذاتي السيبري cybernetic (المتعلق بفهم أجهزة التحكم والاتصال) كتطور طبيعي للتقانة الحالية، بيد حتى هذه القصص تحاول حتى تخفف من المشكلة العميقة التي يطرحها ذلك التنسخ: كيف من الممكن أن تتجنب حدوث انتكاس (نكوص) لانهائي. قد تحاول منظومة ما حتى تنشئ نسيلة (مستنسَخا) clone باستعمالها طبعة زرقاء (المخطط الأصلي) blueprint، أي باستعمال توصيف ذاتي. ولكن التوصيف الذاتي هوجزء من الماكينة، أليس كذلك،يا ترى؟ وإذا كان الأمر هكذا، فما الذي سيصف التوصيف،يا ترى؟ وفي هذه الحالة قد يغدوالتنسخ الذاتي كمن يسأل مهندسا معماريا حتى يصنع طبعة زرقاء كاملة للاستديوالخاص به. وسيكون على هذه الطبعة الزرقاء حتى تحوي نسخة مصغرة للطبعة الزرقاء التي تتضمن بدورها نسخة مصغرة للطبعة الزرقاء، إلى غير ذلك دواليك. ومن دون هذه المعلومات سيتعذر على طاقم البناء حتى يعيد على نحوتام إنشاء الاستديو؛ فستكون هناك مساحة خالية حيث كانت الطبعة الزرقاء.

ولقد تمثل ما لدى ڤون نويمان من نفاذ بصيرة هائل في إيضاحه طريقة للتخلص من الانتكاس اللانهائي. لقد استوعب أنه بالإمكان استعمال التوصيف الذاتي بطريقتين متميزتين: الأولى بصفتها التعليمات التي تؤدي ترجمتها إلى بناء نسخة مطابقة للأداة، والثانية بصفتها البيانات التي يجب نسخها من دون ترجمة، وربطها بالنسخة المبتدعة الجديدة، بحيث تمتلك هي أيضا المقدرة على التنسخ الذاتي. وباتباع هذه السيرورة ذات الخطوتين لنقد يكون التوصيف الذاتي بحاجة إلى حتى يحوي توصيفا لذاته. وبالمشابهة مع المجال المعماري، نجد حتى الطبعة الزرقاء تشتمل على مخطط لبناء ماكينة نسخ فوتوغرافي photocopy machine. وما إذا يتم بناء الاستديوالجديد وماكينة النسخ الفوتوغرافي، حتى يصور طاقم البناء ببساطة نسخة من الطبعة الزرقاء، ويضعها في الاستديوالجديد.

وتستعمل الخلايا الحية توصيفها الذاتي (الذي يسميه البيولوجيون النمط الجيني genotype) وفقا لهاتين الخطوتين بالضبط، وهما: الانتساخ (يُنسَخ الدنا من دون تفسير في معظمه ليشكل رنا مرسال mRNA)، والترجمة (يُترجَم الرنا المرسال لبناء الپروتينات). لقد ميز <ڤون نويمان> بين هاتين الخطوتين (الانتساخ والترجمة) قبل سنوات عديدة، وذلك قبل حتى يميز بينهما فهماء البيولوجيا الجزيئية، وكانت أبحاثه حاسمة في فهم التنسخ الذاتي كما يحدث في الطبيعة.

وللبرهنة على صحة هذه الأفكار، ابتكر ڤون نويمان والرياضياتي م. س. أولام مفهوم الأوتوماتا الخلوية. وتشتمل محاكاة الأوتوماتا الخلوية على شبكة من المربعات (أوالخلايا) شبيهة برقعة الشطرنج، تكون جميع خلية منها إما فارغة وإما مشغولة بعنصر واحد من الكثير من العناصر المحتملة. ويحدث على فترات زمنية متباعدة حتى تتفحص جميع خلية من الخلايا وضعها ووضع جاراتها، لتقرر إذا كان عليها التحول إلى عنصر آخر. وحتى تتخذ هذا القرار، تخضع الخلية لقواعد بسيطة نسبيا، وهي القواعد نفسها بالنسبة إلى جميع الخلايا. وتشكل هذه القواعد الفيزياء الأساسية لعالم الأوتوماتا الخلوية. ويتم اتخاذ القرارات والأفعال موضعيا؛ ولا تعهد الخلية الواحدة مباشرة ما الذي يحدث خارج جيرتها القريبة.

إن البساطة الظاهرية للأوتوماتا الخلوية هي بساطة مضللة، فهي لا تنطوي على سهولة في التصميم، أوفقر في السلوك. وأشهر أوتوماتا، كما ورد في «لعبة الحياة» لهـ .ج. كونواي، تنتج أنماطا ذات تعقيد مذهل. وهناك أسئلة كثيرة حول السلوك الدَيْنَمي للأوتوماتا الخلوية تظل عادة من غير حل. وعليك لفهم كيف من الممكن أن يتكشف أحد الطُّرز حتى تعمد إلى محاكاته محاكاة كاملة(3). ويمكن لطراز من الأوتوماتا الخلوية حتى يَكُون بطريقته الخاصة معقدا بمثل تعقيد العالم الحقيقي.

أومأت جلالتها إلى ساعتها قائلة: «تدبر أمرها واجعلها تنجب»

ماكينات نسخ

يحدث التنسخ الذاتي بين الأوتوماتا الخلوية عندما تمر مجموعة من العناصر (أوماكينة) في تسلسل من المراحل لتبني نسخة عنها مجاورة لها. لقد تأسست ماكينة <ڤون نويمان> على بنّاء شامل؛ أي ماكينة تنشئ (إذا ما أعطيت التعليمات المناسبة) أي طراز من الطرز. وتكوَّن البنّاء من طرز عديدة من العناصر، نشرت على عشرات الآلاف من الخلايا، وتطلب تحديد توصيفها مخطوطة بحجم كتاب. وبسبب تعقيدها، فإنها لم تجر محاكاتها بكاملها، ناهيك عن بنائها عمليا؛ بل إذا البنّاء سيكُون، حتى في لعبة الحياة، أكثر تعقيدا، ذلك حتى الوظائف التي تؤديها الخلايا المنفردة في نموذج <ڤون نويمان> (كنقل الإشارات وتوليد عناصر جديدة)، ينبغي أداؤها في الحياة بواسطة بنى مركبة.

أما في الطرف الآخر، فإنه يسهل العثور على أمثلة بسيطة من التنسخ الذاتي. فرضا مثلا حتى لدينا أوتوماتا خلوية، تشتمل على نمط واحد من العناصر، يرمز له بإشارة +، وأن جميع خلية تخضع لقاعدة واحدة فقط: فإذا احتوت خلية واحدة بالضبط من الخلايا الأربع المجاورة على الإشارة +، فإن هذه الخلية ستصبح +؛ وإلا فإنها ستغدوخالية. وباتباع هذه القاعدة، فإن إشارة + متفردة ستنموإلى أربع + أخرى، تنموجميع إشارة منها بطريقة مماثلة، وهلم جرا.

وهذا التكاثر المماثل لتكاثر الأعشاب البرية لا يسلط ضوءا كافيا على قواعد التنسخ الذاتي، لأنه لا توجد هنا ماكينة ذات أهمية. وهذا يدعوإلى التساؤل عن الكيفية التي يتم وفقا لها التمييز بين ماكينة ذات أهمية وأوتوماتا تتكاثر على نحومبسط. لم يستنبط أحد حتى الآن إجابة شافية. ولكن من الواضح حتى على البنية المُنَسِّخة حتى تكون، بشكل أوبآخر، معقدة. عمليها حتى تتكون مثلا من عناصر عديدة ومتباينة، حيث ينتج من تآثراتها جميعا حدوث ظاهرة التنسخ، عملا بالمثل القائل: «لا بد حتىقد يكون الكل أكبر من مجموع الأجزاء». ويتيح وجود عناصر كثيرة متميزة اختزان التوصيف الذاتي داخل البنية المُنَسِّخة.

في السنوات التي أعقبت البحث الرائد ل<ڤون نويمان> سَبَر عدد كبير من الباحثين المجال الممتد بين المعقد والبسيط، وطوروا مُنَسِّخات تتطلب عناصر أقل أوحيزا أصغر أوقواعد أبسط. وأُنجزت خطوة رئيسية للأمام عام 1984 عندما لاحظ G .C. لانگتون، الذي كان يعمل وقتها في جامعة مشيگن حتى هناك أدوات تخزين تشبه العُرَى ـ تجاوز استعمالها كوحدات مكملة في الماكينات الذاتية التنسخ الأكثر قدما ـ يمكن حتى تبرمَج لتنسخ نفسها تلقائيا. وتتألف هذه الأدوات عادة من بترتين: العروة نفسها (التي هي عِقْد string من العناصر، يدور حول مستطيل)، وذراع بناء تبرز من إحدى زوايا المستطيل إلى الفراغ المحيط. وتؤلف العناصر الدائرة وَصْفة (مجموعة تعليمات) للعروة ـ كأن تأمرها، مثلا، بأن «تتقدم ثلاثة مربعات إلى الأمام، ثم تنعطف إلى اليسار.» وعندما تصل هذه الوصفة إلى ذراع البناء، فإن قواعد الأوتوماتا تصنع نسخة عنها. وتستمر نسخة واحدة في الدوران حول العروة؛ في حين تهبط النسخة الأخرى على طول الذراع، حيث تترجم إلى تعليمات.

وإذ يتخلى <لانگتون> عن متطلبات البِنَاء الكامل، التي كانت أمرا محوريا في مقاربة <ڤون نويمان>، فإنه بذلك يبين إمكان بناء المتنسِّخ من مجرد سبعة عناصر فريدة، تشغل 86 خلية فقط؛ بل إنه تم ابتكار عرى ذاتية التنسخ أصغر حجما وأشد بساطة بواسطة واحد منا (ريجيا) وزملاء لنا (انظر الإطار في الصفحة 14). وبالنظر إلى حتى هذه العرى لديها الكثير من العناصر التي تتآثر فيما بينها، وتحتوي على توصيف ذاتي، فهي ليست بسيطة. ومن المحير حتى اللاتناظر يؤدي هنا دورا غير متسقط؛ فعندما تكون العناصر المكونة لامتناظرة في مداراتها، فإن القواعد التي تحكم التنسخ الذاتي غالبا ما تكون أبسط مما لوكان هناك تناظر.

تنسخ منبثق

لقد تم تصميم هذه البنى الذاتية التنسخ كلها بفضل براعة الباحثين ومن خلال الكثير من محاولات التجربة والخطأ. وهذه سيرورة شاقة وكثيرا ما تكون محبطة؛ فأي تغير ضئيل في إحدى القواعد ينتج منه سلوك تام الاختلاف كليا، يؤدي إلى (على الأرجح) تفكك تفسخ البنية المعنية. ولكن هناك أبحاثا حديثة تجاوزت مقاربة التصميم المباشر. فعوضا عن تفصيل القواعد لتلائم نمطا معينا من البنية، أجرى الباحثون تجارب على مجموعات متباينة من القواعد، وملؤوا شبكة الأوتوماتا الخلوية بـ «حساء بدئي»(4) مؤلف من عناصر منتقاة عشوائيا، وتفحصوا إذا كانت المتنسَّخات الذاتية تنبثق تلقائيا.

وفي عام 1977 لاحظ جميع من H-H. تشو[الذي يعمل الآن في جامعة أيوا الحكومية] وريجيا أنه مادامت الكثافة البدئية للعناصر الحرة المتاحة فوق عتبة معينة، فإن عرى صغيرة ذاتية التنسخ تظهر على شكل موثوق. وعندما تتصادم العرى فإنها يفترض أن تَبيد؛ ومن ثم تتواصل هنا سيرورة من الموت وكذلك من الولادة. وبمرور الزمن، تتكاثر العرى وتنموحجما، وتتطور بوساطة الطفرات التي يستثيرها الحطام الناجم عن التصادمات السابقة. ومع حتى قواعد الأوتوماتا كانت محتومة، فإن تلك الطفرات كانت، في واقع الأمر، عشوائية؛ ذلك حتى المنظومة كانت معقدة، وقد بدأت العناصر المكونة وهي في مواضع عشوائية.

لقد قُصد من هذه العرى حتى تمثل ماكينات تجريدية، وليس صورا لأي شيء بيولوجي، غير أنه من المهم مقارنتها ببنًى جزيئية بيولوجية. إذا العروة تشبه، ولوبشكل تقريبي، الدنا الدائري للبكتيرات، وتعمل ذراع البناء مثل الإنزيم الذي يحفز تنسخ الدنا. والأهم من ذلك حتى عرى التنسخ توضح كيف من الممكن أن يمكن لأنماط سلوك تام معقد حتى تنشأ عن تآثرات موضعية بسيطة. فالعناصر، مثلا، تتحرك حول العروة، مع حتى القواعد لا تتدخل في الحركات؛ إذا ما يحدث عملا هوحتى الخلايا المنفردة تبعث حية أوتموت أوتتحول، على نحوتتم فيه إزالة نمط ما من أحد المواضع ليعاد بناؤه في مكان آخر ـ وهذه سيرورة ندركها على أنها حركة. وخلاصة القول إذا الأوتوماتا الخلوية تعمل موضعيا، ولكنها تبدووكأنها «تفكر» على نطاق شمولي. والكثير مما يماثل ذلك يصدق في البيولوجيا الجزيئية.

وفي تجربة حاسوبية حديثة، أجراها <J. لون> [يعمل حاليا في مركز أبحاث إيمز التابع للوكالة NASA] و<ريجيا>، لم يختبرا فيها بنى مختلفة، وإنما مجموعات متباينة من القواعد. وكانت نقطة البداية كتلة اعتباطية تتألف من أربعة عناصر، فوجدا حتى بوسعهما تحديد مجموعة من القواعد، تجعل الكتلة ذاتية التنسخ. واكتشفا تلك القواعد بخوارزمية وراثية: سيرورة أوتوماتية تحاكي التطور الدارويني.

وأكثر مظاهر هذا العمل إثارة للتحدي كان تعريف ما يسمى بدالّة التلاؤم ـ المعيار الذي يستعمل في الحكم على مجموعات القواعد بحيث تميز الحلول الصح من الحلول الخطأ، ومن ثم تَدفع السيرورة التطورية باتجاه مجموعات القواعد التي تيسر التنسخ. فليس بوسعك حتى تضفي ببساطة صفة التلاؤم العالي على تلك المجموعات من القواعد التي تجعل إحدى البنى تتنسخ، ذلك أنه من غير المرجح حتى أيا من مجموعات القواعد البدئية يفترض أن تتيح التنسخ. لقد تمثل الحل في استنباط دالة تلاؤم تتألف من حاصل جمع مُثقل weighted sum لثلاثة مقاييس: مقياس النمو(المدى الذي يولِّد به جميع نوع من العناصر المكونة مددا متزايدا من ذلك العنصر)، ومقياس الموضع النسبي (مدى بقاء العناصر المتجاورة بعضها مع بعض)، ومقياس التنسخ replicant measure (دالة لعدد المُنَسِّخات العملية الموجودة). فبوجود دالة التلاؤم الصح، يصبح بوسع التطور حتى يحول مجموعات القواعد العقيمة إلى مجموعة خصبة؛ وهذه سيرورة بحاجة عادة إلى 150 جيلا أونحوذلك.

إن البنى الذاتية التنسخ التي اكتشفت بهذا الشكل تعمل بطريقة مختلفة جوهريا عن عمل العرى الذاتية التنسخ. فهي تتحرك، مثلا، وتخلِّف وراءها نسخا، خلافا للعرى المُنَسِّخة التي هي أساسا ساكنة. ومع حتى هذه المُنَسِّخات المكتشفة حديثا تتألف من عناصر عديدة تتآثر موضعيا، فإنها لا تمتلك توصيفًا ذاتيًا يمكن تعهده ـ أي لا يوجد جينوم (مَجين) واضح. وقد تكون المقدرة على التنسخ الذاتي (بدون وجود توصيف ذاتي) لها علاقة بالمسائل التي تدور حول الكيفية التي نشأت بها أقدم المُنَسِّخات البيولوجية. وبمعنى ما، يرى الباحثون حتى هناك متصلة continuum تمتد بين البنى اللاحيّة والبنى الحية.

ولقد جرب باحثون كثيرون نماذج حاسوبية أخرى، إلى جانب الأوتوماتا الخلوية التقليدية. ولا يتم في الأوتوماتا الخلوية اللامتزامنة تحديث متناغم للخلايا، ذلك أنه يمكن في الأوتوماتا الخلوية اللامنتظمة non-uniform حتى تتباين القواعد من خلية لأخرى. وهنالك مقاربة مختلفة تماما تعهد باسم حرب الصميم Core War [انظر: «التسلية بالحاسوب»،مجلة العلوم، العدد 1(1986)، ص 103]، وكذلك المقاربات التي تلتها، كنظام «تييرا» Tierra للباحث الإيكولوجي.

وتَكُون «الكائنات الحية» في هذه المحاكيات برامج حاسوبية، تتنافس من أجل زمن المعالِج والذاكرة. لقد لاحظ ريي انبثاق «طفيليات» تنتقي كود التنسخ الذاتي لكائنات حية أخرى.

الاتجاه إلى الواقعية

إذًا، ما الفائدة من هذه الماكينات،يا ترى؟ إذا بوسع بنَّاء <ڤون نويمان> الكامل إجراء الحوسبة، وذلك إضافة إلى التنسخ، بيد أنه يبقى بهيمة غير عملية. ونجد حتى أحد أوجه التقدم الرئيسية هوتطوير مُنَسِّخات بسيطة، إنما مفيدة. ففي عام 1995 بسّط <G. تمپستي> [من المعهد الفدرالي السويسري للتقانة في لوزان] التوصيف الذاتي للعروة، بحيث أمكن حتى تنضفر interlace مع برنامج قصير (هوفي هذه الحالة حدثة مؤلفة من الأحرف الأولى لاسم مختبره، أي LSL). وظهر نفاذ بصيرته في إنشائه قواعد أوتوماتية تتيح للعرى حتى تتنسخ عبر مرحلتين. في الفترة الأولى، تصنع العروة نسخة عن ذاتها، شأنها شأن عروة <لانگتون> وما إذا يتم ذلك حتى ترسل العروة الابنة إشارة إلى الأم، التي تصدر التعليمات لكتابة الأحرف.

كان رسم الأحرف مجرد إثبات بالأمثلة. وفي العام التالي (1996) صمم Y-.J. پيرييه و[[J. زاند> وواحد منا (سيپر) عروة ذاتية التنسخ ذات قدرات حاسوبية شاملة؛ أي إذا لها القوة الحاسوبية لماكينة <تورينگ> الكاملة؛ بمعنى أنها حاسوب شديد البساطة، ولكنه حاسوب كفؤ تماما. ولهذه العروة شريطان، أي عِقدان طويلان من العناصر المكونة: الأول خاص بالبرنامج والثاني خاص بالبيانات. وبوسع هذه العرى حتى تنجز برنامجا اعتباطيا، إضافة إلى التنسخ الذاتي. وبمعنى ما، فإن هذه العرى معقدة كتعقيد الحاسوب الذي يحاكيها، ولكن قصورها الرئيسي يتمثل في حتى البرنامج يُنسخ من الأب إلى الابن من دون أي تغيير، وبذا، فإن العرى كافة تنفذ مجموعة التعليمات ذاتها.

وفي عام 1998، أزال <شو> و<ريجيا> هذا القصور. لقد أوضحا كيف من الممكن أن حتى العرى الذاتية التنسخ (التي تحمل معلومات متميزة، وليس مجرد برنامج نسيل cloned) يمكن حتى تستعمل لحل معضلة تعهد ب«الإرضائية» satisfiability. فيمكن استعمال العرى لتحديد ما إذا كانت المتغيرات التي في تعبير منطقي يمكن حتى تُعطَى قيما محددة، بحيث يصل بنا تقييم التعبير بكامله إلى أنه «حقيقي». إذا هذه المعضلة هي معضلة NP تامة. وبحدثات أخرى، إنها تنتمي إلى فصيلة الألغاز البغيضة، بما فيها معضلة البائع المتجول(14) الشهيرة، التي لم يتحقق لها حتى الآن حل كفؤ. ففي عالَم أوتوماتا <شو> و<ريجيا> الخلوي الكامل، حظيت جميع مُنَسِّخَة بحل جزئي مختلف. وفي أثناء سيرورة التنسخ، طفرت الحلول، وأتيح للمُنَسِّخات ذات الحلول الواعدة حتى تتكاثر، في حين انقرضت المُنَسِّخات ذات الحلول الفاشلة.

ومع حتى مجموعات درس متباينة قامت ببناء أوتوماتا خلوية في معدات إلكترونية، فمن المحتمل حتىقد يكون في هذه المنظومات، عند التطبيق العملي، أوجه إسراف أكثر مما ينبغي، فالأوتوماتا لم يقصد لها بتاتا حتى تكون أدوات تطبيق مباشر؛ إذ إذا الغرض من الأوتوماتا هوإيضاح المبادئ الأساسية للتنسخ، وهي إذ تعمل ذلك فإنها تحث على بذل محاولات أكثر تماسكا. ويقدم مفهوم العرى نموذجا (صيغة) paradigm جديدا لتصميم حاسوب على التوازي، سواء من الترانزستور أومن الكيميائيات [انظر: «الحوسبة بوساطة الدنا»، مجلة العلوم، العدد10 (1999)، ص 40].

وفي عام 1980 اقترح فريق من «ناسا» NASA، يقوده ر. فرايتاز، الأصغر إنشاء مصنع على القمر، قادر على التنسخ الذاتي (مستعملا مواد قمرية محلية) والتوسع أُسِّيا في منطقة كبيرة. والحقيقة، كما يحاج الفيزيائي ج. ف. تيپلر، من جامعة تولين، إذا مسبارا مماثلا يمكن حتى يستعمر المجرة بكاملها. وتجدر الإشارة إلى حتى فهماء الحاسوب ومهندسيه أجروا تجارب على تصاميم مؤتمتة للإنسالات(15) (الروبوتات)(16). ومع حتى هذه النظم في الحقيقة لا تتنسخ (لأن الأبناء أكثر بساطة من الآباء)، فإنها تعد المستوى الأولى باتجاه تحقيق طلب ملكة السويد.

وإذا ما صارت الماكينات الفيزيائية الذاتية التنسخ ماكينات عملية، فإنها ستستثير ـ هي والتقانات المتصلة بها ـ قضايا عويصة، بما في ذلك سيناريوفيلم ترمينيتور Terminator الذي تَبُز فيه كائنات صنعية المخلوقات الطبيعية. إننا نحبذ السيناريوالأكثر تفاؤلا والأكثر احتمالا، سيناريويمكن فيه تسخير المُنَسِّخات لنفع البشرية(17). وسيكون مفتاح ذلك الأخذ بنصيحة فيلسوف القرن الرابع عشر البريطاني وليام من اوكم: «ليس للكيانات حتى تتكاثر بما يتجاوز الضرورة.»

أعمال حديثة

مطورونماذج أولية عاجلة ذاتية النسخ

المؤلفان

Mosbe Sipper - James A. Reggia ، يتشاركان في اهتمامات حول الكيفية التي تتعضى فيها ذاتيا المنظومات المعقدة. وسيپر محاضر أول في قسم فهم الحاسوب بجامعة بن گوريون، وباحث زائر في مختبر المنظومات المنطقية التابع للمعهد الفدرالي السويسري للتقانة بلوزان. وينصب اهتمام سيپر بصورة رئيسية على النماذج الحاسوبية المستلهمة من البيولوجيا، كالحوسبة التطورية والمنظومات الذاتية التنسخ والحوسبة الخلوية. أما ريجيا فهوأستاذ فهم الحاسوب وطب الجهاز العصبي في معهد الدراسات الحاسوبية المتقدمة بجامعة مريلاند. وإضافة إلى دراسته ظاهرة التنسخ الذاتي، فإن ريجيا يجري أبحاثا على النماذج الحوسبية للدماغ ولاضطراباته، مثل السكتة الدماغية.

انظر أيضا

• Nanorobotics
• Conway's Game of Life
• Grey goo
• Ecophagy
• Computer virus
• منطقات في الفهم تتضمن نصوصا من مجلة العلوم.
• بوابة مجلة العلوم

المراجع

• Simple Systems That Exhibit Self-Directed Replication. J. Reggia, S. Armentrout, H. Chou and Y. Peng in Science, Vol. 259, No. 5099, pages 1282-1287; February 26, 1993.
• Emergence of Self-Replicating Structures in a Cellular Automata Space. H. Chou and J. Reggia in Physica D, Vol. 110, Nos. 3-4, pages 252-272; December IS, 1997.
• Special Issue: Von Neumann's Legacy: On Self-Replication. Edited by M. Sipper, G. Tempesti, D. Mange and E. Sanchez in Artificial Life, Vol. 4, No. 3; Summer 1998.
• Towards Robust Integrated Circuits: The Embryonics Approach. D. Mange, M. Sipper, A. Stauffer and G. Tempesti in Proceedings of the IEEE, Vol. 88, No. 4, pages 516-541;April 2000.
• Moshe Sipper's Web page on artificial self-replication is at Islwww.epfl.ch/-moshes/selfrep/
• Animations of self-replicating loops can be found at necsi.org/postdocs/sayama/sdsr/java/
• For John von Neumann's universal constructor, see alife.sp`ntafe.edu/alife/topics/jvn/jvn.html
• Scientific American, August 2001

الهامش

المصادر

وصلات خارجية

• Video of Adrian Bowyer talking about RepRap at the Pop!Tech 2007 Conference.
• The Clanking Replicator Project: Bootstrap your own self-replicating, rapid prototyping machine
• Cornell's Self-replicating machine
• The RepRap Project: Creating wealth without money...
• Terraforming Mars and Venus using machine self-replicating systems (SRS)
• Green Goo - Life In The Era Of Humane Genocide by Nick Szabo
• Replikon Research: Singly-closed self-reproducing machine tools