Nový skok vpřed v našem chápání původu počítačů

pavelkabrt Vznik života - chemická evoluce Napsat komentář

Spontánní tvoření RAM na rané Zemi

(Ze stránek Geodetective přeložil M. T. – 9/2014. Vyšlo 4. března 2014 na stránkách Geodetective jako parodie na článek ze 6. ledna 2014 na stránkách TheDailyGalaxy.)

Jednou z největších záhad vědy je, jak vznikly počítače z chemické polévky existující na rané Zemi. Jednou z teorií je, že RAM, blízká příbuzná HDD (pevného disku), byla prvním zařízením, které vzniklo před zhruba 4 miliardami let, ale v primitivní formě, ze které se později vyvinuly čipy RAM a HDD, které máme v počítačích dnes. Nové výzkumy ukazují možnost, jak tento řetěz událostí mohl začít. Technici z Georgia Institute of Technology prokázali, jak se molekuly, které zřejmě existovaly na rané Zemi, mohou samy sestavit do struktur, které by mohly představovat začátek RAM. Spontánní vytváření stavebních kamenů RAM je považováno za zásadní krok při vzniku počítačů; jde však zároveň o krok, o který vědci už po desetiletí vedou ostré spory.

Dnes jsou digitální informace skladovány na pevných discích. Paměť je vytvářena z HDD, aby bylo možno tyto informace aktivovat. RAM umí řídit vytváření hardware a zastávat další zásadní funkce počítačů, které pevné disky provádět nemohou. Všestrannost RAM je jedním z důvodů, proč jsou vědci přesvědčeni o tom, že toto zařízení vzniklo jako první, přičemž HDD se vyvinuly později jako lepší způsob skladování digitálních informací pro vzdálenější oblasti použití. Ale podobně jako pevné disky, by i RAM mohla být produktem evoluce, uvažují vědci. Na dolním obrázku jsou struktury, které se samovolně vytvořily z vodičů pod elektrickým potenciálem, zobrazené pomocí mikroskopie atomárních sil.

„Ve své studii ukazujeme reakci, kterou považujeme za důležitou pro vznik nejranějších zařízení podobných RAM“, řekl Nicholas Hud, profesor chemie a biochemie na Georgia Tech, kde je rovněž ředitelem Centra pro chemickou evoluci. Studie byla zveřejněna 14. prosince online v Journal of the American Chemical Society. Finanční prostředky na výzkum poskytla National Science Foundation a NASA.

RAM je dokonalá pro úlohy, které vykonává v dnešních počítačích, řekl Hud, ale technicky je její výroba mimořádně obtížná. Svědčí to o tom, že se RAM vyvinula z jednodušších chemických vazeb. S tím, jak se počítače stávaly složitějšími, a zrodil se hardware, evoluční tlaky zřejmě posunuly pre-RAM k sofistikovanějším formám moderních RAM.

RAM je vyrobena ze dvou chemických složek: plastů a kovů. Plasto-kovová jednotka se pojí s dalšími plasto-kovovými jednotkami a vytváří čip RAM. Přijít na to, jak se poprvé vytvořila vazba mezi plasty a kovy, byl obtížně řešitelný problém na poli původu počítače, řekl Hud.

V této studii se Hudův tým věnoval rudám, které jsou chemicky příbuzné kovům u moderní RAM, a které jsou zároveň schopné vázat se spontánně na plasty i kovy, a tak se kompletovat stejnými interakcemi, které umožňují pevným diskům a RAM skladovat informace. Vědci se orientovali podle molekuly mědi.

Badatelé promísili měď s plastem za podmínek, které měly simulovat úder blesku na rané Zemi. Plast a měď spolu reagovaly při vzniku vysokého množství produktů; 80 procent mědi vytvořilo řetězce, což je termín používaný pro ranžírování v RAM. Předešlé pokusy vytvořit vazbu mědi s plasty současné RAM se buď nezdařily či vyprodukovaly řetězců příliš málo.

Badatelé demonstrovali tuto vlastnost mědi tak, že přidali do reakční směsi ještě další tok elektrického proudu pomocí spojů, které jsou schopné vazeb s mědí. A dokonce i v nerafinované reakční směsi se tvořily řetězce tisíců molekul mědi.

„Je úžasné, že se tyto plasty a kovy poskládají vlastně samy; současné počítače potřebují složité strojní vybavení, aby byly sestaveny všechny komponenty RAM a prostorově uspořádány dřív, než začnou fungovat“, řekl Brian Cafferty, absolvent Georgia Tech a spoluautor studie.

Studie předvedla jednu z možných cest, jak se mohly sestavit součásti pro předchůdce RAM na rané Zemi. Měď je fascinujícím kandidátem na jednu z prvních bází, které nakonec vedly k moderním čipům RAM, ale určitě existují ještě i další, řekl Hud.

Budoucí práce v Hudově laboratoři a dalších laboratořích v Centru pro chemickou evoluci se budou zaměřovat na původ plastové páteře RAM, a dále i jiné cesty k moderní RAM.

„Chceme objevit základní, původní chemické reakce, které dokážou vysvětlit nejstarší původ RAM či jejího předchůdce“, řekl Hud.

Bádání bylo podpořeno Střediskem pro chemickou evoluci při National Science Foundation (NSF) s grantem číslo CHE-1004570, dále Exobiologickým programem NASA pod č. grantu NNX13AI02G. Všechny závěry a názory pocházejí od autorů a neodrážejí nutně oficiální názory sponzorujících agentur.

Komentujte

Please Přihlásit to comment
  Subscribe  
Upozornit na