Живое железо

Илья Разумов

Спецвыпуск: Хакер, номер #055, стр. 055-072-2

Это же программирование!

В результате своих неустанных поисков ученые установили, что метод, который используется маленьким ядром для создания этих самых сегментированных кусочков ДНК, почти один в один похож на технику связных списков, широко применяемую в программировании. Знакомо? Давай, вспоминай… "Поля" - "списки упорядоченные" - "сортировка" - "списки связные" - "списки ветвящиеся" - "списки разделяемые"… Не мучайся: связные списки используются для поиска и фиксации связи между массивами информации. Ученые пошли дальше и обнаружили множество различных методов, с помощью которых инфузории сортируют сегменты ДНК. Исследования продолжаются, и уже создана значительная методическая база для использования наших ресничных друзей в качестве основы для так называемых ДНК-вычислений.

Примечательно, что еще больше десяти лет назад с помощью молекул ДНК была решена задача, которая оказалась весьма затруднительной для наших любимых "железно-электронных" компьютеров. Сама задачка была классическим примерчиком из дискретной математики (и много кто поморщился при этом упоминании ;-)) - необходимо было рассчитать обход вершин графа по кратчайшему пути. Так вот некто Леонард Эдлман экспериментально(!) продемонстрировал, как молекулы ДНК в одной-единственной пробирке мгновенно решают эту задачу! Так что вопрос появления настоящего полноценного биокомпьютера - уже давно не принципиален с точки зрения постановки, это всего лишь дело времени.

Бельгийские ученые также отличились в биоинформатике и чуть приблизили человечество к созданию биокомпьютера. Группа исследователей под руководством профессором Дориго умудрилась показать, как программа имитатор муравьиного племени управляет работой компьютерной сети. И в очередной раз было доказано, что все гениальное - просто. А природа вокруг нас и есть самое гениальное. Муравьи в поисках пищи прокладывают различные дорожки и помечают свои тропки специальными веществами, которые они выделяют (так называемые феромоны). Самый шустрый муравей, нашедший кратчайшую тропинку, возвращается быстрее других и ведет своих коллег за собой. Именно так и действует программа-имитатор, которую изобрели бельгийцы: она случайным образом ping’ует каналы связи между различными узлами сети и маркирует специальным образом наилучшие (чувствуешь аналогию с феромонами?). Таким образом и составляется оптимальная таблица маршрутизации трафика. Гениально!

Компьютер в пробирке

В пользу того, что ДНК-вычисления уже не за горами, говорит и следующий факт. В Израиле ученые из Вейцмановского института создали прототип биокомпьютера. Новый ПК уместился в одну пробирку и смог производить лишь элементарные операции, выдавая результат в виде "ложь" или "истина". Но самое главное - это устройство "биодруга". В качестве "железа" в этом компьютере выступают ферменты, а все программное обеспечение и данные зашифрованы специальным образом с помощью молекул, которые образуют цепочки ДНК. Чтобы все это дело заработало, в пробирке смешивают определенные вещества, которые соответствуют этим трем компонентам (ПО, "железо", данные), в результате ДНК и РНК образуют молекулу, в которой и будет зашифрован результат вычислений.