מספרים אקראיים, טלפתיה, תאי גזע בוגרים

איך מייצר המחשב מספרים אקראיים והאם הם באמת אקראיים, האם יש טלפתיה, ומה הם תאי גזע בוגרים ולמה קוראים להם ככה?

לצורך פעולות מסוימות של המחשב דרושים מספרים אקראיים, או בלועזית – רנדומליים. לְמה צריך את זה? למשל, לניסויים מדעיים, לצורכי אבטחה והצפנה, או, להבדיל – למשחקי הימורים, ואפילו למשחקי מחשב רגילים. הרי אם כל פעם המפלצות שרודפות אחריך יילכו לאותו כיוון ויירו באותו זמן, זה יהיה משעמם.

הבעיה היא, שמחשב פועל בצורה לוגית, לפי מין "מתכון" שכתבו לו, מה שנקרא אלגוריתם. לכן, כל דבר שהוא עושה, צפוי מראש.

לכן, אם רוצים מספר אקראי, וצריך אחד בלבד, לוקחים מספר "יסוד" (או seed). מספר היסוד הזה יכול להילקח מהשעון הפנימי, לפי כמה מילי-שניות עברו מאז הדלקת המחשב בפעם האחרונה; או מה-CPU, המעבד המרכזי, בו יש מונה (counter), ש-מונה את מספר הפעולות שבוצע מאז שהמחשב הודלק (המספר הזה יכול להיות מאוד גדול, משום שמחשב ממוצע מבצע עד 2 מיליארד פעולות בשנייה).

ומה קורה אם צריך יותר ממספר אקראי אחד? מייצרים מאותו מספר "יסוד" סדרות של מספרים אקראיים באמצעות אלגוריתם. השיטה הנפוצה נקראת linear congruential random number generator. למשל: המחשב לוקח את מספר היסוד, מכפיל אותו בקבוע א', מוסיף לו קבוע ב', ומחלק אותו בקבוע ג'. התוצאה תהיה המספר השני בסדרה. עכשיו לוקחים את המספר השני, מפעילים עליו את אותה סדרת פעולות, ומקבלים את המספר השלישי, וכך הלאה. בעצם, מה שמתקבל כאן הוא רק כאילו-רנדומלי, אבל בשביל רוב המטרות זה מספיק טוב.

למי שממש צריך אקראיות אמיתית, כמו במקרים של אבטחה ברמה גבוהה, יש דרכים לייצר אותה. לשם כך, צריך להכניס לעולם הדיגיטלי והלוגי של המחשב קצת רעש וכאוס מהעולם החיצוני. איך? למשל: לבקש ממישהו לצייר במרץ עם העכבר, והתנועות שלו ישמשו בסיס למספר היסוד. או להכניס למערכת מעגל אלקטרוני אנלוגי, שמושפע מקרינה אלקטרומגנטית או מחום, ולהשתמש בנתונים שהוא מפיק כמספרי יסוד.

אז לסיכום, בשיטות המקובלות, המספר שהמחשב מייצר בפעולת ה-RANDOM הוא לא באמת אקראי, אבל הוא מדמה אקראיות באופן לא רע בכלל.

ותודה לתמיר אליאב על השאלה.

 

האם יש טלפתיה?

 

למען האמת, השאלה המקורית הייתה, איך זה שלפעמים אנשים אומרים או שרים בדיוק אותו דבר בבת-אחת, והאם זה אומר שיש טלפתיה?

אז מצד אחד, עד היום לא מצאו שום גלי מוח או תשדורות מהמוח שעוברות באוויר. הרי אִילו גלי מוח היו מסוגלים לעבור באוויר בין מוח של אדם אחד למוח של אדם אחר, היינו אמורים לקלוט אותם בדרך. ועל אף שהרבה מדענים ניסו לקלוט את גלים האלה, בהמון תדרים, הם לא הצליחו למצוא כלום.

מצד שני, לפני פחות מ-200 שנה עוד לא ידענו שיש גלים אלקטרומגנטיים, ושאפשר להעביר באמצעותם מידע. הטכנולוגיה של רדיו או טלפון – "אני מדבר פה, אתם שומעים אותי במקום אחר" – שלא לדבר על טלוויזיה ופקס, היו נתפסים כטירוף מוחלט. באותו אופן, ייתכן שקיימת עוד דרך להעברת מידע, שאנחנו עדיין לא יודעים עליה.

אז לצערנו, אין לנו תשובה חד-משמעית בשבילכם – יכול להיות שיש טלפתיה, אבל עד היום לא הצליחו למצוא שום דבר שיעיד על כך.

בינתיים נשמח לספר לכם על משהו דמוי טלפתיה בטבע, שהתפרסם ב-97': זה נקרא טֶלֶפּוֹרְטַצְיָה קוונטית, וזה נובע מתופעה שנקראת entanglement, מה שמיתרגם בעברית לתסבוכת. על מה מדובר? על חלקיקים שמשפיעים אחד על השני גם כשהם נמצאים במרחק של קילומטרים זה מזה.

אורך החיים של רוב החלקיקים האלמנטריים הוא קצרצר – מיליונית שנייה זה חלקיק שהגיע לשיבה טובה. בסוף ימיהם, הם מתפרקים לחלקיקים אלמנטריים אחרים. אחד מהם, הפָאיוֹן, מתפרק לשני חלקיקים: האלקטרון והאנטי-אלקטרון (אלקטרון בעל מטען חיובי) הידוע בכינויו פוזיטרון.

במצב רגיל, אם הם לא היו entangled, "מתוסבכים", לא היה ניתן להסיק בוודאות מהמצב של אחד לגבי מצבו של השני. כמו שאחרי שחותכים תפוח לשניים, הזזת חצי אחד של התפוח לא משפיעה על החצי השני. אבל, כשהם כן "מתוסבכים", ניתן לדעת בוודאות מה המצב של החלקיק השני – הוא יהיה הפוך לזה של הראשון. יתר על-כן, פעולה שתבוצע על אחד מהחלקיקים תקבע באותו רגע גם את מצבו של השני, כאילו הם נמצאים עדיין באותה נקודה! ניסויים הראו, שהתופעה מתרחשת ללא העברת מידע קונבנציונלית בין החלקיקים: גם כאשר שמו חסם אופטי בין שני החלקיקים, וגם כשהפרידו ביניהם למרחק של 10 קילומטר!

מה אפשר לעשות עם הטלפתיה החלקיקית הזאת? בעתיד, מחשבים קוונטיים סופר-מהירים, ויותר בקרוב: הצפנת מידע והעברתו בלי שאפשר יהיה "לחתוך" אותו בדרך.

ותודה לסְטַס גוֹרבּוֹבִיצְקי, בן 17.5 מירוחם, על השאלה.

 

מה הם תאי גזע בוגרים ולמה קוראים להם כך?

 

השאלה המקורית הייתה מה הם תאי גזע בוגרים, האם כל תא היה בראשיתו תא גזע, ולמה בכלל קוראים להם ככה?

ראשית, נסביר למה "גזע": "תאי גזע" זה תרגום של stem cell בלע"ז. הרעיון הוא כנראה שהתאים האלה הם כמו גזע – שיכול להתפצל לכל מיני ענפים וללכת לכל מיני כיוונים.

חשוב להבין, שלכל התאים בגוף של אותו יצור יש בדיוק את אותו דנ"א. מה שיוצר את ההבדל ביניהם הוא תהליך ההתמיינות, שכתוצאה ממנו, בכל רקמה פועלים רק חלק מהגנים.

תאי הגזע העובריים נוצרים בחלוקות הראשונות של הביצית המופרית. מהתאים האלה ייווצר בהמשך כל גופו של העובר. תא גזע עוּבּרי הוא "מוּלטי-פוֹטֶנטי", זאת אומרת שיש לו פוטנציאל להתמיין לכל מיני רקמות. התאים יכולים להפוך להיות תאי לב, עצם, עור או כל דבר אחר.

גם ביצורים בוגרים אפשר למצוא תאי גזע. מה שנקרא "תאי גזע בוגרים", זה למעשה תאי גזע שמקורם ביצורים בוגרים, זה לא שהתאים עצמם מבוגרים. התאים האלה בדרך-כלל עברו כבר חלק מתהליך ההתמיינות, ולכן הם יכולים להתחלק רק לתאים מאותה הרקמה: למשל, במֵחַ העצם יש תאי גזע שיכולים להתמיין לתאי דם שונים, בשריר יש תאי גזע שיכולים להתחלק לתאי שריר וכיו"ב.

ותודה לאורית מפתח-תקווה על השאלה.