संगणकाला मेंदू कुठून मिळाला ?

संगणकाला मेंदू कुठून मिळाला ?

Also see the jpg of this article as published in Devputra Marathi in dec 2011 at 

http://ye-ye-pawsa.blogspot.in/2012/01/2011.html

तुम्हाला कुणी विचारल की संगणक म्हणजे कांय असतो तर तुम्ही म्हणाल ते एक यंत्र असते. हे उत्तर बरोबरच आहे. पण यंत्र सहसा वेगवेगळी कामं करू शकत नाही. मग संगणकाला खूप प्रकारची कामं कशी जमतात ? कारण संगणकाकडे एक मेंदू असतो.

आता तुम्ही विचाराल हा मेंदू येतो कुठून?

पण त्या आधी हे समजून घेऊ या कि आणि माणसाकडे मेंदू असतो या वाक्याचा नेमका अर्थ काय? मेंदूमुळे काय होते?
मेंदूमुळे आपल्याला वेगवेगळया वस्तूंचे वेगळेपण ओळखता येतो आणि त्यामुळे आपण पुढे काय करावे हे ठरवता येते. वेगवेगळया रंगांचे वेगळेपण, आवाजांचे, स्पर्शांचे, वासांचे आणि चवींचे वेगळेपण, आपण ओळखू शकतो. याहून महत्वाचे म्हणजे मानवी उत्क्रांती होत असतांना माणसाचा मेंदू कधी तरी आकडे मोजायला शिकला. या घटनेला काही हजार वर्ष झाली असावीत. मानवाला आकडयांचा शोध लागला तेव्हा कदाचित हाताची दहा बोटे त्याच्या समोर असतील.

ज्यांनी कुणी अंकांचा शोध लावला त्यांची कल्पना शक्ती अफाटच म्हणावी लागेल. त्यांनी १ ते ९ हे आकडे तर कल्पकतेने मांडलेच शिवाय शून्य या अफलातून आकड्याची पण योजना केली. १ ते ९ हे आकडे एकापेक्षा एक ज्येष्ठ - मोठे असतात, त्यानंतर एका वर्तुळाची चक्कर मारुन आल्याप्रमाणे पुन: १ वर यायचं, आणि यावेळी एक वर्तुळ पूर्ण झाल्याचा संकेत म्हणून जोडीला शून्य (0) पण आणायचं, असा २ आकडी अंक तयार करायचा- या सगळ्याला कांय दिव्य दृष्टीच लागली असेल. मग एकावर एक ११, एकावर दोन १२ अस करत करत एकावर नऊ १९ पर्यंत आले की पुढे २ वर्तुळं पूर्ण झाल्याचा संकेत म्हणून दोनावर शून्य २०, त्यापुढे तिनावर शून्य तीस............... ही दिव्य जादू ज्याला सगळ्यांत आधी समजली तो आनंदाने किती नाचला असेल? अथर्व वेदाच्या कांही सूक्तांमधे अशा पद्धतीने आकडे समजून व शिकून घ्यावेत असे वर्णन दिले आहे.

अस जेंव्हा दर नऊ आकड्यांनी एक वर्तुळ पूर्णत्वाच्या जवळ येऊन पुढला आकडा लिहीण्यासाठी शून्य वापरलं जाते, तेव्हां अंक लिहीण्याच्या या पध्दतीला दशमान किंवा दशांश पध्दत असे म्हणतात. एक ते नऊ या आकड्यांना मूळांक असे म्हणतात. आणि हा शोध आपण भारतीयांनी कित्येक हजारो वर्षापूर्वी लावला होता. त्यातूनच पुढे गणित शास्त्र जन्माला आल. गणित किंवा गणना करता येणं म्हणजे मेंदूला अफाट चालना.

तर संगणकाच्या मेंदूचं रहस्य गणना करण्यांत आहे. ते समजून घेऊ या. यासाठी अशा जगाची कल्पना करु या जिथे मूळ आकड्यांची संख्या अगदीच कमी आहे. फक्त एकच मूळ आकडा आहे. तो झाला की पुढल्या आकड्यासाठी पुन: शून्याची जोड घ्यावी लागते.
अशा जगांत १ हा आपल्या १ सारखाच लिहीला जाईल. पण २ नावांचा आकडा नसेल, त्याऐवजी १ व जोडीला शून्य म्हणजे १० अस लिहाव लागेल. याला दहा अस वाचू नका - गोंधळ होईल, त्याऐवजी एक-शून्य असं वाचा. आता त्यापुढचा आकडा एक-एक असा लिहीला जाईल. आणि त्यापुढचा लिहीण्यासाठी पुन: शून्याची जोड घेऊन एक-शून्य-शून्य असे लिहावे लागेल. अशा जगांत आपले आकडे कसे लिहीलेले दिसतील ते पाहू या.
१ - १
२ - १०
३ - ११
४ - १००
५ - १०१
६ - ११०
७ - १११
८ - १०००
९ - १००१
१० - १०१०
११ - १०११
१२ - ११००
१३ - ११०१
१४ - १११०
१५ - ११११
१६ - १००००
अशा या आकड्यांनी आपल्याला बेरीज, वजाबाकी, गुणाकार, भागाकर करता येईल कां? हो करता येतो- आणि ते गणित सोडवतांना धमाल गंमत येते. तसं ते खूप सोपं असत. उदाहरणादाखल एक करुनच पाहूया.

आकडे मांडायच्या या पद्धतीला द्विअंश पद्धत (binary) असे म्हणतात.
आपण दशांश पद्धतीची उजळणी केली आणि द्विअंश पद्धत समजाऊन घेतली. आता फुली-गोळ्याची एक गंमत पाहू या. समजा माझ्याकडे फुली किंवा गोळे असलेली खूप लेबल्स आहेत पण माझ्या समोरील एकेका वस्तूवर एकच लेबल चिकटवायचे आहे, तर या वस्तूवरील लेबलांकडे बघून मला फक्त x आणि 0 असे दोनच प्रकार ओळखता येतील. मात्र मी एका वेळी दोन लेबलं चिकटवायची असं ठरवलं तर तर मला xx, x0, 0x, 00 असे चार प्रकार ओळखता येतील. आहे की नाही गंमत
एका वेळी तीन लेबल्स वापरून चालत असेल तर आठ प्रकार ओळखता येतील --
xxx, xx0, x0x, x00, 0xx, 0x0, 00x, 000
याचे सूत्र आपण लिहू शकतो...
एका वेळी 1 लेबल वापरले तर ओळखता येणार -- 2 प्रकार
एका वेळी 2 लेबलं वापरली तर ओळखता येणार -- 4 प्रकार
एका वेळी 3 लेबल वापरली तर ओळखता येणार -- 8 प्रकार
एका वेळी 4 लेबल वापरली तर ओळखता येणार -- 16 प्रकार
एका वेळी 8 लेबल वापरली तर ओळखता येणार -- 256 प्रकार
एका वेळी 16 लेबल वापरली तर ओळखता येणार -- 65536 प्रकार.

या खेळाचा वापर कुठे झाला असेल? तार खात्यांत. तो करणारा वैज्ञानिक होता मोर्स. त्याच्या सिंगल-वायर टेलीग्राफी या पद्धतीत एका तारेतून हजारो किलोमीटर लांब अंतरावर तो दोनच त-हेचे सिग्नल पाठवू शकत होते. एक छोटया वेळेचा आणि एक मोठया वेळेचा, डिड् आणि डाSS ( किंवा डॉट . आणि डॅश - ).

आता फुली-गोळ्याच्या गणितावरून आपण शिकलो की एकेका सिग्नलचा संकेत पाठवायचा म्हटला तर एकूण दोनच प्रकारचे संकेत पाठवता येतील. पण दोन सिग्नलची जोडी करुन संकेत पाठवायच ठरवल तर चार प्रकारचे, तीन सिग्नलचा ग्रुप केला तर आठ प्रकारचे आणि चार सिग्नलचा ग्रुप केला तर सोळा प्रकारचे संकेत पाठवता येतील. 16 + 8 + 4 + 2 = 30 असे 30 प्रकार होऊ शकतात. इंग्रजीमधील अक्षरे फक्त सव्वीस. म्हणजे जर प्रत्येक अक्षराचा एक सांकेतिक ग्रुप ठरवून टाकला तर त्या त्या ग्रुप-सिग्नल वरुन ते ते अक्षर ओळखता येईल. शून्य ते नऊ या आकड्यांसाठी पाच सिग्नलांचे ग्रुप आणि कॉमा, फुलस्टॉप व प्रश्नचिह्नासाठी सहा सिग्नलांचे ग्रुप अशा ते-हेने मोर्स कोडचा जन्म झाला. या पध्दतीने संदेश पाठवण्याची प्रथा इतकी रुजली की, टपाल आणि तार खात्यापैकी तार विभाग फक्त याच कामासाठी होता. दुस-या महायुध्दात या संदेश यंत्रांनी मोठी कामगिरी बजावली. या मोर्स कोडिंग मधे कोणत्या अक्षराला कोणता ग्रुप ठरवला तो तक्ता गंमत म्हणून या लेखाच्या शेवटी दिला आहे.

म्हणजे दोनच वेगळे सिग्नल हातात असतांना त्यांचे निरनिराळे ग्रुपिंग करून त्यामधून भाषा व्यक्त करण्याची युक्ति माणसाने शोधली. माझ्या मते संगणकाचा शोध लागण्याच्या दिशेने हे पहिले पाऊल होते.

याच प्रकारे समजा आपण आठ बल्बांची एक माळ केली. त्यातल्या ज्या बल्ब पर्यंत एक वीजप्रवाह पोचेल तो बल्ब पेटेल, त्याला आपण १ म्हणायचा आणि ज्या बल्बपर्यंत वीज प्रवाह पोचणार नाही तो पेटणार नाही त्याला आपण 0 म्हणायचं. अशी व्यवस्था केली तर त्या माळेतले कोणकोणते बल्ब पेटले, त्या अनुक्रमाला आपण एखाद्या ठराविक अक्षराची खूण किंवा अक्षऱसाखळी असे ठरवू शकतो.

मोर्स कोडचा आवाका फक्त चार सिग्नलांचा म्हणजे लहान ठेवला होता व फक्त कॅपिटल लेटर्स वापरून काम भागवले होते, त्या ऐवजी आठ बल्बांची माळ केली तर वरील फुली-गोळ्यांच्या गणिताप्रमाणे 256 ग्रुप मिळतील. सगळी अक्षरे, विराम चिह्न, अंक इत्यादींना एक-एक अनुक्रम बहाल करून टाकता येईल. आठ-आठ बल्बांच्या त्या अनुक्रमावरून आपण ओळखू शकू की आपल्याला नेमके कोणते अक्षर लिहायचे आहे, आणि संगणकाच्या पडद्यावर किंवा प्रिंटरवर नामके तेच अक्षर उमटेल.

यामधील बल्बची गरज माणसाला, पण यंत्रांना बल्ब नसला, फक्त वीजप्रवाह आहे का नाही तेवढे ओळखता आले तरी पुरते. म्हणून मग एक अवाढव्य संगणक निर्माण केला. त्यांत आठ-आठ तारांचा संच होता. त्याला BUS म्हणतात. कुठल्या कुठल्या तारेवर वीजप्रवाह आहे ते तपासून संगणकाला ते अक्षर ओळखता येऊ लागले. अशा रीतीने खूप मोठ्या जागेत, खूप वीज वापरून आणि आठ-आठ तारांमधील वीजप्रवाहांच्या ग्रुपचे संकेत वापरून काम करणारे संगणक 1945 मधेच वापरात आले,

यातील आठ विद्युत-संकेतांच्या अक्षरसाखळीला बाइट असं नांव पडले.

म्हणजे पहा हं, फक्त वीजप्रवाह आहे की नाही एवढ्या वरुन आपण आपली भाषा संगणकाच्या गणिती भाषेत बदलू शकतो आणि त्यावरून संगणक आपल्या भाषेचा अर्थ ठरवू शकतो. पण त्यासाठी आपल्याला फुली-गोळ्यांची गंमत समजायला हवी. संगणकाकडे मेंदू असतो याचा नेमका अर्थ एवढाच की आठ तारांच्या ग्रुप पैकी कुठे-कुठे वीज आहे किंवा नाही एवढंच तपासून संगणकाला आपली भाषा कळू शकते. यावरून त्याला हेही शिकवता येते की बाबारे आता तुला गणित करायचं आहे. मग तो आपण सांगितल्या सूचनांमधील गणिती आकडे बाजूला घेऊन गणित करून टाकतो.

आकड्यांचा शोध लावून आणि गणित शास्त्रात प्रगती करुन माणसाने प्रगतिचे आतापर्यंतचे टप्पे गाठले. मानवी भाषेचा अर्थ ओळखून कामं समजणारं, गणितं समजणारं, आणि ती कामं व ती गणितं करु शकणारं यंत्र असल्यामुळेच संगणकदेखील इतर सर्व यंत्राच्या तुलनेत श्रेष्ठ ठरलेला आहे. एका गणित विद्येच्या बीजातून मोठा वृक्ष वाढला आणि त्याने संगणकामध्ये अचाट कामं करण्याची अफाट क्षमता निर्माण केली. संगणकाला मेंदू आहे याचा अर्थ हाच की त्याला आपली भाषा कळून तो त्या प्रमाणे कामं करू शकतो.

कांही वर्षांनी सेमीकण्डक्टरचा व त्यावरून प्रोसेसर चिप करण्याचा शोध लागला. पहिल्या शोधामुळे मोठे वीजप्रवाह बाद करून त्या ऐवजी अतिसूक्ष्म वीजप्रवाहावर चालणारी छोटी यंत्र वापरणं शक्य झालं. दुस-या शोधामुळे त्या यंत्रांना अफाट वेगाने कामं करता येऊ लागली. तरी पण मेंदूचं रहस्य मात्र मानवी भाषेचा अर्थ कळणे यातच आहे.

---------------------------------------------------------------------------------------