Phạm Việt Hưng
Cuộc cách mạng thông tin không chỉ có tác động lớn đối với đời sống hàng ngày, mà còn buộc chúng ta phải thay đổi thế giới quan: Thế giới không chỉ có vật chất mà còn có thực thể phi vật chất là thông tin, hơn thế nữa, thông tin đóng vai trò cốt lõi như “bộ não” điều khiển vũ trụ, bao gồm sự sống!
Tác động của cuộc cách mạng thông tin
Khám phá về thông tin của sự sống, tức mã DNA, phải được xem là khám phá vĩ đại nhất trong các khám phá vĩ đại, bởi nó dẫn tới một nhận thức mới mang tính chất cách mạng: hoá ra sự sống không chỉ là một cỗ máy vật chất thuần tuý, mà là một cỗ máy thông tin. Mọi mô hình về sự sống thiếu vắng thông tin đều sẽ trở nên thiếu sót, vì nó không thể mô tả sự sống một cách chính xác và đầy đủ. Để có một bức tranh về sự sống chính xác hơn, đầy đủ hơn, khoa học cần phải từ bỏ thế giới quan cũ – thế giới quan thuần túy vật chất – và trang bị một thế giới quan mới, chấp nhận một thực thể phi vật chất là thông tin như một thành phần độc lập với vật chất cùng tham gia vào mọi hoạt động của sự sống, thậm chí thông tin đóng vai trò chỉ huy mọi hoạt động của sự sống.
Kết luận đó có thể mở rộng ra đối với toàn vũ trụ, bởi xét cho cùng, vũ trụ cũng là một cỗ máy hoạt động theo những chương trình xác định. Cỗ máy ấy không thể hoạt động nếu không có thông tin hướng dẫn. Vậy để có một bức tranh chính xác hơn, đầy đủ hơn về vũ trụ, khoa học cũng phải từ bỏ thế giới quan thuần túy vật chất và trang bị một thế giới quan mới, trong đó thành phần phi vật chất là thông tin đóng vai trò chỉ huy toàn bộ hoạt động của vũ trụ.
Nhận định nói trên cho thấy vai trò chìa khoá của khái niệm thông tin trong sự nhận thức nói chung. Hoàn toàn không cường điệu khi nói rằng trong thời đại ngày nay, nếu không hiểu rõ khái niệm thông tin sẽ không thể hiểu được thế giới.
Tất nhiên từ xa xưa nhân loại đã tiếp cận với thông tin, đã sử dụng thông tin, đã sống với thông tin … nhưng phải đợi đến cuộc cách mạng thông tin bắt đầu từ giữa thế kỷ 20 người ta mới thực sự hiểu THÔNG TIN LÀ GÌ và nhận thức được VAI TRÒ QUYẾT ĐỊNH của thông tin đối với sự sống nói riêng và vũ trụ nói chung.
Nếu bạn quan tâm tới lịch sử khoa học, có thể bạn sẽ cảm thấy vô cùng ngạc nhiên khi biết rằng những công trình nghiên cứu đầu tiên về KHÁI NIỆM THÔNG TIN đã bùng nổ gần như ĐỒNG THỜI CÙNG MỘT LÚC trong cả 3 lĩnh vực then chốt của khoa học là toán học, vật lý học và sinh học, mặc dù những công trình nghiên cứu toán học và vật lý dẫn tới lý thuyết thông tin chẳng liên quan gì với các công trình nghiên cứu sinh học dẫn tới việc khám phá ra thông tin của sự sống.
Điều đáng ngạc nhiên nhất là khái niệm thông tin như một chương trình điều hành một cỗ máy được khám phá gần như đồng thời cùng một lúc trong hai lĩnh vực khoa học tưởng như rất xa lạ với nhau, đó là khoa học computer và khoa học về sự sống – hóa ra chương trình được viết cho computer và chương trình “được viết” trong DNA rất giống nhau, chúng có cùng một bản chất là những chương trình hướng dẫn và chỉ huy sự hoạt động của một cỗ máy!
Từ đó người ta rút ra một kết luận cơ bản: Mọi cỗ máy đều có một chương trình điều khiển sự hoạt động của nó và một cỗ máy chỉ có thể hoạt động khi nó có chương trình điều khiển. Nếu không có chương trình điều khiển, cỗ máy sẽ ngừng hoạt động, hoặc cỗ máy ấy sẽ “chết”!
Đó là một ĐỊNH LUẬT áp dụng cho mọi cỗ máy, từ cỗ máy do con người chế tạo ra đến những cỗ máy trong tự nhiên như sự sống và vũ trụ, nếu ta coi sự sống và vũ trụ là những cỗ máy!
Kết luận nói trên quan trọng đến nỗi người ta nghiên cứu những nguyên lý chung cho một cỗ máy rồi đem áp dụng cho tất cả các cỗ máy. Cụ thể, nhiều nguyên lý của computer có thể áp dụng để nghiên cứu con người và ngược lại. Chẳng hạn, việc nghiên cứu chương trình computer đánh cờ giúp cho khoa học phân biệt được những tư duy theo chương trình trong bộ não với tư duy tổng hợp, tư duy triết học, tư duy sáng tạo, qua đó có thể thấy con người kém computer ở chỗ nào và mạnh hơn computer ở chỗ nào. Đây là một hệ quả tuyệt vời của cuộc cách mạng thông tin, cho phép hình thành một mối quan hệ hợp tác chặt chẽ giữa con người với computer, trong đó tư duy theo chương trình được giao cho computer, còn tư duy tổng hợp, tư duy triết học, tư duy sáng tạo là việc của con người!
Nói cách khác, nhờ khoa học computer chúng ta hiểu rõ sự sống hơn, và ngược lại nhờ khoa học về sự sống, con người có thể sáng tạo ra những computer ngày càng thông minh hơn.
Toàn bộ câu chuyện ở trên cho thấy cuộc cách mạng thông tin quan trọng như thế nào. Vậy sẽ là một khiếm khuyết lớn về nhận thức nếu một nhà khoa học trong thời đại ngày nay không biết cuộc cách mạng ấy đã ra đời từ bao giờ và ra đời như thế nào. Lược sử tối giản dưới đây sẽ bù đắp sự khiếm khuyết ấy:
Năm 1943 – 1945, ra đời chiếc máy tính điện tử đầu tiên ENIAC. Phần cứng là kết quả ứng dụng của công nghệ lượng tử. Phần mềm, tức ngôn ngữ lập trình, là kết quả của việc ứng dụng phương pháp số hóa và mã hóa mà Gödel đã áp dụng trong việc chứng minh Định lý Gödel. Vì thế Gödel được coi là Ông tổ của ngôn ngữ lập trình và được coi là một trong những Cha đẻ của Lý thuyết Thông tin.
Năm 1948, Claude Shannon công bố công trình “The Mathematical Theory of Communication” (Lý thuyết Toán học về thông tin liên lạc), lần đầu tiên đưa ra khái niệm “bit” như một “lượng tử” của thông tin, nhờ đó lần đầu tiên đã toán học hóa khái niệm thông tin – thông tin trở thành một đại lượng có thể đo được, mặc dù nó là một thực thể phi vật chất. Thành tựu này đóng vai trò quyết định trong việc phát triển phần cứng của các hệ thống thông tin, đặc biệt trong việc thiết kế và sản xuất các bộ nhớ và đường truyền thông tin.
Cũng trong năm 1948, Nortbert Wiener công bố công trình “Cybernetics or Control and Communication in the animal and the machine” (Điều khiển học hay Sự điều khiển và Thông tin liên lạc trong động vật và trong máy móc), lần đầu tiên sự sống và máy móc được xem như những hệ thống được điều khiển bởi một hệ điều hành, và sự điều hành ấy được thực hiện thông qua các tín hiệu thông tin.
Năm 1949, chiếc máy tính điện tử thứ hai mang tên EDVAC ra đời
Năm 1953, Crick và Watson khám phá ra cấu trúc phân tử DNA, mở màn cho một thời đại sinh học hoàn toàn mới – sinh học nghiên cứu thông tin của sự sống (thường được gọi là sinh học phân tử). Khái niệm thông tin của sự sống tạo nên cuộc cách mạng về nhận thức bản chất sự sống – sự sống không đơn giản chỉ là một cỗ máy vật lý hay hóa học, mà còn là một cỗ máy thông tin. Vì thế khám phá ra DNA được coi là một trong những khám phá vĩ đại nhất mọi thời đại.
Bạn có thể quên những sự kiện lịch sử khoa học nào khác, nhưng xin bạn đừng quên những sự kiện then chốt nói trên, nếu bạn muốn nhìn thấy bản chất thực sự của sự sống và vũ trụ.
Toàn bộ câu chuyện nói trên đã cung cấp cho chúng ta một cái nhìn toàn cảnh về tác động của cuộc cách mạng thông tin đối với sự nhận thức nói chung.
Bây giờ hãy xem xét kỹ hơn tác động của cuộc cách mạng thông tin đối với nhận thức về bản chất sự sống.