இக்கட்டுரையின் முதல் பகுதியை இங்கே படிக்கலாம் : விஞ்ஞானக் கணிணி – 1
வளர்ந்துவரும் உயிரியல் தொழில்நுட்பம் போன்ற துறைகளில் விஞ்ஞானம் தொடர்பான தகவல்கள் மற்ற துறைகளைவிட அதிகமாக சேமித்து, மீட்கப்படுகிறது. 2040 ஆம் ஆண்டுக்குள் ஒவ்வொரு வருடத்திற்கும் சேமிக்கப்பட்ட தகவல்கள் இரட்டிப்பாகும் என்று விஞ்ஞானிகளால் நம்பப்படுகிறது. தகவல்களை தேவைக்கேற்ப வரிசைப்படுத்தி, சட்டென்று தேடி மீட்பது அடிப்படைத் தேவையாக மாறப்போகிது. எதிர்காலத்தில், இதற்காகத் தனியாகக் கணினி நிபுணரை தேடினால் கிடைக்காது. எத்தனை விஞ்ஞான தேர்ச்சி இருந்தாலும் கணினி தேர்ச்சியும் தேவை. அத்துடன், விஞ்ஞான பிரச்சினைகள் வியாபார பிரச்சினைகள் போலப் பரவலானவை அல்ல. அதற்கான விடைகளும் விசேஷமானது. சாதாரண ஜன்னல் க்ளிக் திறமைகள் வேலைக்கு ஆகாது.
நாம் முன்னே பார்த்த சமீபத்திய விஞ்ஞான சோதனைகளை இந்த நோக்குடன் சற்று பார்ப்போம். முதலில் ‘மனித மரபணு சோதனை’யை அலசுவோம். 1990களில் விஞ்ஞானிகள் ஜினோம் வரிசைபடுத்தலில் சரித்திரத்தில் முதன் முறையாக ஈடுபட்டுத் தீவிரமாக உழைத்து வந்தார்கள். மிக அதிகமான கணினித்திறன் இதற்குத் தேவைப்பட்டது. 15 வருடங்களுக்கு அரசாங்கமும் தனியார் ஆராய்ச்சியாளர்களும் மரபணு வரிசைபடுத்த முக்கிய காரணம், யாரிடம் புத்திசாலித்தனமான மென்பொருள் வழிமுறைகள் (அல்கரிதம்), விசேஷ கணினிகள் மற்றும் சோதனை வசதிகள் உள்ளது என்பதே. இன்று மனித மரபணு சார்ந்த விஞ்ஞான டேடா பல வழங்கி கணினிகளில் பல டெராபைட் வரை சேமிக்கப்பட்டு மீட்பதற்காக தயாராக உள்ளது. இதில் சில மரபணு தரவுதளங்கள் (databases) வியாபார ரீதியில் விற்கவும் செய்கிறார்கள். பல மருந்து தயாரிப்பு மற்றும் சோதனையில் இது மிக அவசியமான ஒன்றாக கருதப்படுகிறது. எதிர்கால உயிரியல் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி மற்றும் பார்மா உலகிற்கு இத்தரப்பட்ட கணினி முன்னேற்றம் அடிப்படை தேவை என்று சொன்னால் மிகையாகாது. உயிரியல் பல நூறு ஆண்டுகளாக ஆராயப்படும் ஒரு முக்கிய விஞ்ஞானத் துறை. அடுத்த ஐந்து ஆண்டுகளை இத்துறையில் கணினியின்றி நினைத்து பார்க்கக் கூட முடியாது.
தமிழ் சினிமா போல சோகப் பாட்டு பாட தயாராக இல்லை இந்த இளைஞர். இந்நோயைப் பற்றிய ஆராய்ச்சி எந்த அளவில் இருக்கிறது என்று ஆராயத் தொடங்கினார் (எல்லாம் கூகிளை வைத்து தான்!). செர்கே கூகிள் முறையில் சிந்திக்க தொடங்கினார். அவரது சிந்தனை இக்கட்டுரையின் மைய கருத்துக்கு ஒரு சிறந்த எழுத்துக்காட்டு. வழக்கமான மருத்துவ ஆராய்ச்சியில் பல படிகள் உள்ளன. முதலில் ஒரு கோட்பாடு ஒன்றை (hypothesis) அடிப்படையாக வைத்துக் கொள்ள வேண்டும். பிறகு, பல விரிவான சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்கிறார்கள். அடுத்தபடியாக பல நோயாளிகளின் மருத்துவ நிலை பற்றிய தகவல்களை சேகரிக்கிறார்கள். புள்ளியியல் முறைப்படி, தகவல்களை ஆராய்கிறார்கள். ஆராய்ச்சியின் முடிவுகளை ஒரு கட்டுரை எழுதி மருத்துவ இதழ்களில் வெளியிடுகிறார்கள். இதற்கு குறைந்தபட்சம் 6 வருடங்களாகிறது. பல குழுக்கள் பல கோட்பாடுகளை அடிப்படையாக கொண்டு ஆராய்வதால், பல வித கட்டுரைகளும் வந்த வண்ணம் உள்ளன. செர்கே வேறு முறைபடி ஆராய்ச்சி செய்ய (கூகிள் முறை) ஏராளமான நன்கொடை வழங்கியுள்ளார். இவர் முறையில், முதல் படியாக ஒரு வல்லுனர் குழு பல நோய் அறிகுறிகள் (symptoms) கொண்ட கருத்தரிய பயன்படும் கேள்விதாளை (questionnaire) உருவாக்குகிறார்கள். அடுத்தபடியாக இந்நோயாயால பாதிக்கபட்டவர்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறார்கள். (இதுவரை எந்த வித கோட்பாடும் இல்லை – அதை டேடா சொல்லும் என்பது இவர்களது வாதம்). அடுத்த படியாக கேள்விதாள்களை சேகரித்து வகைப்படுத்திக் கொள்கிறார்கள். புள்ளியியல் முறைப்படி, பலவித சாத்தியக் கூறுகள், நோய் சம்மந்தப்பட்ட டேட்டாவில் உள்ள உறவுகள் (data relationships) , அதன் வலிமை எல்லாவற்றையும் கணினி கொண்டு அலசித் தள்ளுகிறார்கள். கண்டுபிடித்த போக்குகள், உறவுகள், சாத்தியக்கூறுகள் எல்லாவற்றையும் ஒரு காட்சியளிப்பாக (presentation) பார்கின்ஸன்ஸ் நோய் சம்மந்த அமைப்பில் உடனே வெளியிடுகிறார்கள். ஆரம்பத்திலிருந்து கடைசிவரை இவர்கள் ஒரு முழு பயணத்திற்கு இவர்கள் எழுத்துக் கொள்ளும் காலம் 8 மாதங்கள். செர்கே, 8 மாத முயற்சிகள் பலதும் எடுத்துக் கொண்டால், கணினிகளை உபயோகித்து ஆராய்ச்சியை துரிதப் படுத்தலாம் என்று நம்புகிறார்.
தன்னுடைய 60 வது வயதுக்குள் இந்நோயிற்கு தீர்வு கண்டுபிடிக்க முடியும் என்று நினைக்கிறார். விஞ்ஞான உலகில் இதற்கு அவ்வளவு ஆதரவு இல்லைதான். வழக்கமான ஆராய்ச்சி முறைகளுக்கு முற்றிலும் மாறுபட்ட்து என்பது, உயிர் சம்மந்தப்பட்ட்து என்பதாலும் எதிர்ப்பு இருக்கத்தான் செய்கிறது. ஆனால் செர்கே இந்த புதிய முறைக்கு பல கோடி டாலர்கள் செலவழித்து ரிஸ்க் எடுக்க தயாராக உள்ளார். முடிவுகளை காத்திருந்துதான் பார்க்க வேண்டும். (நன்றி: ஸ்யண்டிஃபிக் அமெரிக்கன்).
http://public.web.cern.ch/public/en/lhc/Computing-en.html
கூகிளுக்கும் விஞ்ஞானத்திற்கும் என்ன சம்மந்தம் என்று புரிந்திருக்கும். இரண்டிற்கும் பல டெரா/பெடா பைட் அளவு ராட்சச செய்தி கையாளும் திறமை தேவை. வித்தியாசம், கூகிள் தேடும் சேவை ஒரு முன்னேற்பாடுடைய கையாள்மை. விஞ்ஞான தேடல்கள் ஒவ்வொரு முறையும் மாறுபட்டது.
முன்னே சொன்னது போல, ராட்சச சோதனைகளுக்கு மட்டுமே கணினிகள் தேவை என்று நினைக்க வேண்டாம். இன்று மிக சிறிய சோதனைகளுக்கு மற்றும் ஆய்வுகளுக்கு விஞ்ஞான கணினி அவசியமாகிவிட்டது. இதற்கென்று பல மென்பொருட்கள் வந்து விட்டன. வெகு ஜன சந்தை (mass market) இல்லாததால் அவவளவு பிரசித்தி பெறவில்லை. படம் வரையும் (graphing programs) மென்பொருட்கள், கணிக்கும் சேவைகள் மற்றும் பலதரப்பட்ட விஞ்ஞான உதவி மென்பொருட்கள் எளிதில் கிடைக்கின்றன. திறந்த மூலநிரல் (open source) முறையில் இலவசமாக மாணவர்கள், ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு பல மென்பொருட்கள் வந்துள்ளன.
இதில் முக்கியமாக கவனிக்கப்பட வேண்டிய விஷயம்: கணினிகளின் உதவியால் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சி வளர்ந்து வருகிறது. கணினிகளே விஞ்ஞானம் அல்ல. மனித விஞ்ஞான சிந்தனையை கணினிகள் என்றும் நீக்கப் போவதில்லை. விஞ்ஞானத்தில் முடிவுகள் சர்ச்சைகளுக்குப் பின் பொதுவாக அனைத்து விஞ்ஞான வல்லுனர்களாலும் ஒப்புக் கொண்ட பின்பே கோட்பாடாகிறது. அத்துடன் காரணத்தன்மைக்கும் (causation) சம்மந்தத்தண்மைக்கும் (correlation) நிறைய வித்தியாசங்கள் உண்டு. ஒன்றிருந்தால், மற்றொன்றை பிடித்துவிடலாம் என்பதெல்லாம் விஞ்ஞான பித்தலாட்டமாகிவிடக் கூடிய வாய்ப்புகள் அதிகம். காரணத்தன்மையை சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி நிறூபிப்பது என்றும் விஞ்ஞானத்தின் அடிப்படைத் தேவை. விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகள் அதே சமயத்தில் மிகவும் சிக்கலானதாக மாறி வருகிறது. அதிகமாக விஞ்ஞான வெளியீடுகளும் வந்த வண்ணம் இருக்கின்றன. இன்றைய, நாளைய விஞ்ஞானிகளுக்கு கணினி அறிவு மிக அவசியம். மற்ற துறைகளைப் போல விஞ்ஞானத்திலும் அலுப்பு தட்டும் வேலைகள் பல உண்டு. மற்ற துறைகளைப் போல கணினிகள் இங்கு உதவுகின்றன. மிக துல்லியமாக சோதனை கண்காணிப்புகளை கணக்கிட மற்றும் விளக்கவும் கணினிகள் மிகத் தேவை என்ற நிலை வந்துவிட்டது.
ஓரளவுக்கு பெளதிக/வேதியல் துறையில் தியரி, சோதனையியலை விட முன்னேறிவிட்டது. பல தியரிகளை நிரூபிக்க ராட்சச இயந்திரங்கள் தேவை; அல்லது ராட்சச கணினி சக்தி தேவை. பொதுவாகவே விஞ்ஞான ஆராய்ச்சி பல்துறை ஆராய்ச்சியாக (multi disciplinary) மாறி வருகிறது. உயிர் தொழில்நுட்பம், நானோ தொழில்நுட்பம், என்று பல்துறை ஆராய்ச்சிகள் மிகவும் பறந்த திறமையுள்ள விஞ்ஞானிகள் தேவையான வளர்ச்சி வாய்ப்புகள். பல விஞ்ஞான துறைகளோடு கணினி திறமைகள் மிக அவசியம். இன்று விடியோ எந்திரத்தை இயக்கத் தெரிந்தவர் என்று யாராவது இருக்கிறார்களா? விடியோவின் ஆரம்ப காலத்தில் விசிஆர் களை இயக்கத் தெரிந்தவர்கள் புதிதாக எந்திரத்தை வாங்கியவர்களுக்கு உதவி வந்தார்கள் என்று சொன்னால் இன்றைய குழந்தைகள் என்னை மீண்டும் கிரகபெயர்ச்சி செய்து விடுவார்கள். அதே போலத்தான் எதிர்காலத்தில் கணினியும்.
உதாரணத்திற்கு, நீங்கள் ஒலி சம்மந்தமான ஆராய்ச்சி செய்கிறீர்கள் என்று வைத்துக் கொள்வோம். ஒரு வித்தியாசமான பறவையின் ஒலியை டிஜிட்டல் உலகிற்கு அறிமுகப் படுத்துவது உங்கள் குறிக்கோள் என்று வைத்துக் கொள்வோம். முதலில், பறவையின் ஒலியை பதிவு செய்யும் தரமான கருவி தேவை. பிறகு, அதை ஆராய்ச்சி செய்ய ஒலி சாதன்ங்கள் தேவை. பிறகு, அதை டிஜிட்டலாக உருவாக்க தேவை கணினிகள். இதை டிஜிட்டல் குறிப்பலை கையாள்மை (digital signal processing) என்ற துறையின் ஆதார கருத்துக்கள் தேவைப்பட்டாலும், கணினியில் உருவாக்க மற்றும் தேவைக்கேற்றாற்போல மாற்றி அமைக்க கணினி அல்கரிதம் அவசியம். ஒளி சம்மந்தப்பட்ட துறைகளில் அளவிடவே கணினிகள் தேவை. ஓரளவிற்கு, இன்று கணினிகளால் எங்கு தூய விஞ்ஞானம் முடிந்து எங்கு பயன்பாட்டு விஞ்ஞானம் தொடங்குகிறது என்ற எல்லைக் கோடுகள் மறைந்த வண்ணம் இருக்கின்றன.
விஞ்ஞான ஆர்வலர்களுக்கு விஞ்ஞான தகவல்கள் மற்றும் விஞ்ஞான வெளியீடுகளை படித்து பயன்பெற இணையத்தில் பல வசதிகளும் உள்ளன. உதாரணத்திற்கு, பல விஞ்ஞான வெளியீடுகளும் சந்தாதார்ர்களுக்கு மட்டுமே படிக்க முடியும். இந்த முறையை மாற்ற பல இணைய முயற்சிகளும் நிகழ்ந்த வண்ணம் இருக்கின்றன. மூன்று உதாரணங்கள் இன்கு பார்ப்போம்.
1. இந்திய விஞ்ஞான அக்காடமி, பல ஆராய்ச்சி வெளியீடுகளையும் தனது இணைத்தளத்தில் இலவசமாக வெளியிடுகிறது (http://www.ias.ac.in/). இந்த இணைத்தளத்தில் பெளதிக வெளியீடுகள் இங்கே (http://www.ias.ac.in/j_archive/pramana/25/vol25contents.html). சந்தா எதுவும் தேவையில்லை.
2. பல விஞ்ஞான வெளியீடுகள் சந்தா இல்லாமல் படிக்க இந்த சுட்டி உதவும் ().
3. ஆராய்ச்சி கட்டுரைகள் எழுதுவது இக்கட்டுரையை எழுதுவது போல சாதாரண வேலையில்லை. சம்மந்தப்பட்ட கட்டுரைகளை மேற்கோள் காட்டுவது, மற்றும் பல சிக்கலான குறிகள், கணித சமாச்சாரம் எல்லாம் இணைப்பது பெரிய வேலைதான். இதை ஓரளவு சமாளிக்க உதவும் இன்னொரு அருமையான மென்பொருள் மெண்டலே (http://www.mendeley.com/). பல துறைகளில் உலக ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த மென்பொருளைக் கொண்டு தங்களது ஆராய்ச்சியை உலகில் எங்கிருந்தாலும் சமாளிக்க அருமையான வசதிகள் இந்த இலவச மென்பொருளில் உண்டு.
இன்று கணினி படிக்கும் இளைஞர்கள் வெறும் விஷுவல் பேசிக், ஆரக்கிள் என்று ஜனரஞ்சன மென்பொருட்களை வைத்துக் கொண்டு காலம் தள்ள முடியாது. மென்பொருள் துறையும் சற்று வசீகரம் இழந்து புதுமையற்று சாதாரண கணக்கு வேலை போல ஆகிக் கொண்டு வருகிறது. இன்று பள்ளிப் படிப்பு முடித்த இளைஞர்கள் பல கணினி வேலைகளை www.zoho.com போன்ற நிறுவனங்களில் முன்னாள் ஐஐடி இளைஞர்கள் செய்த வேலைகளை துடியாக செய்கிறார்கள். படித்த இந்திய இளைஞர்கள் விஞ்ஞான பிரச்னைகளை தீர்க்க உதவும் விஞ்ஞான கணினி உலகில் இறங்கி பல புதுமைகள் செய்ய வேண்டும்.
ஐஐடியில் படித்து விற்பனை லெட்ஜர் நிரல் எழுதுவதில் என்ன புதுமை? கொளுத்தும் வெய்யிலில் அமெரிக்க மென்பொருளின் பெருமையை பேசி காசு சம்பாதிப்பது தற்காலிக மகிழ்ச்சியே தரும். விஞ்ஞான கணினி உலகில் புதுமை செய்து மனித முன்னேற்றத்திற்கு உதவிய மனநிறைவுக்கு நிகர் இல்லை.
விஞ்ஞான கணினி உலகம் அவ்வளவு லெட்ஜர் நிரல் போல எளிதல்ல. ஆனால் நம் படிப்ப்பெல்லாம் எதற்கு? உயரிய, சிக்கலான பிரச்னைகளை தீர்ப்பதற்குதானே?
விஞ்ஞான கணினி மென்பொருள் புற மேற்கோள்கள் (external references)
2010ல் மீண்டும் இந்தியா வந்த போது –கணினி பொறியியல் மாணவர்களை மீண்டும் சந்திக்கும் வாய்ப்பு கிடைத்த்து. ஃபெடோரா என்ற லினிக்ஸ் இயக்கமையத்தில் (OS) அசத்துவதைக் கண்டேன். கீழே, பல சுட்டிகள் லினிக்சுடன் தொடர்பு இருப்பதற்கு இதுவே காரணம்.
http://www.windows7download.com/win7-scilab/ukafhapj.html – SciLab என்ற திறந்த மூலநிரல் மென்பொருள். மாணவர்களுக்கு தோதானது.
http://www.texmacs.org/ விஞ்ஞான சமன்பாடுகளை மைக்ரோசாஃப்டுடன் போராடாமல் அழகாக கோப்புக்கள் எழுத உதவும் மூலநிரல் மென்பொருள் – லினிக்ஸ் உலகிற்கு.
http://www.mathomatic.org/math/ விஞ்ஞான கணக்கியல் உதவிக்கு – ஆரம்ப மாணவர்கள் மேல்தட்ட கணக்கு பாடங்களுக்கு உபயோகிக்கலாம் – லினிக்ஸ் உலகின் அன்பளிப்பு.
http://www.r-project.org/ புள்ளியியல் ஆர்வலர்களுக்கு அருமையான லினிக்ஸ் அன்பளிப்பு.
http://www.gle-graphics.org/ வித விதமான படங்களை சமன்பாடுகளோடு வரைவது விஞ்ஞான தேவை. இதை லினிக்ஸ் மூலம் செய்வது எளிது.
http://visifire.com/ மேற்சொன்ன விஷயத்தை விண்டோஸ் உலகில் செய்ய.
http://www.mathworks.com/products/matlab/ மேட்லேப் என்ற நிரல் கல்லூரிகளில் பலவித விஞ்ஞான வேலைகளுக்கு உபயோகிக்கப்படும் மென்பொறுள். இதன் பயன் பல்வேறு துறைகளில்.
http://www.wolfram.com/mathematica/ உல்ஃப்ராம் பற்றி விவாதித்தோம் அல்லவா? உல்ஃப்ராம் ஆல்ஃபா பின்னால் உள்ள என்ஜின் இந்த மேத்தமேடிக்கா.
http://www.maplesoft.com/products/maple/ மேட்லேப் மற்றும் மேத்தமேடிக்கா வின் மூன்றாவது போட்டியாளர்.
http://eumat.sourceforge.net/ மேட்லேப் மிகவும் விலை அதிகமாக தோன்றினால், ஆய்லர் என்பது அதைப் போன்ற ஆனால், இலவசமான மென்பொருள் – லினிக்ஸ்.
http://www.ni.com/labview/ மிக அழகாக விஞ்ஞான ஆராய்ச்சி எந்திரங்களோடு உரையாடி, அதிலிருந்து வரும் டேட்டாவை கணினியில் வரைந்து, போக்குகளைக் காட்ட சிறந்த நிரல் லேப்வ்யூ.
சில மென்பொருட்களே இங்கு ஒரு சாம்பிளுக்காக சொல்லியுள்ளேன். விஞ்ஞான உலகில் பல வகையான விசேஷ படிப்புகள் இருப்பதால், பல்லாயிரம் மென்பொருள்கள் இருக்கின்றன. இக்கட்டுரையைப் படிக்கும் மாணவர்கள் வரைபடம் (plotting), ஆவணத்துவம் (documentation) மற்றும் கணிதம் சம்மந்தப்பட்ட மென்பொருள்களை உபயோகிக்க பல வாய்ப்புகள் இருக்கின்றன.
(முற்றும்)
