Beranda > Artikel > Apakah “A New Kind of Science” itu ?

Apakah “A New Kind of Science” itu ?

Mengapa konsep “A New Kind of Science” dari Prof Stephen Wolfram oleh sebagian analis diramalkan sebagai “Hal Besar Berikutnya” dari ilmu pengetahuan setelah Metode Ilmiah dan Komputer?

Prof. Stephen Wolfram

Prof Stephen Wolfram

Copernicus

Copernicus "The Revolution of Science"

Konsep ini jika terbukti kebenarannya, adalah konsep yang revolusioner. Suatu konsep yang awalnya nampak seperti main-main namun dibaliknya terdapat kekuatan untuk merevisi pandangan umat manusia untuk segala bidang keilmuan.

Sama halnya dengan ketika sebagian besar umat manusia masih percaya bahwa bumi adalah pusat dari alam semesta dan karena itu bulan serta bintang beredar mengelilingi bumi, suatu hal yang kemudian diruntuhkan oleh gagasan seorang ilmuwan Polandia bernama  Copernicus dan di kemudian hari oleh bukti temuan ilmuwan Italia: Galileo.

Prof. Wolfram melihat adanya celah kemungkinan bahwa kegagalan ilmu pengetahuan menjelaskan semua fenomena science dan akhirnya seperti “terjebak” pada teori statistik probabilistik yang pasti-tak pasti adalah karena kekeliruan dari dasarnya, yakni konstruksi berpikir matematika tradisional yang menerima begitu saja bahwa 1+1=2 dstrnya. Matematika tradisional akan bekerja dengan sangat baik ketika masalahnya masih sederhana, namun akan keteteran manakala berhadapan dengan sistem yang kompleks/rumit, seperti aliran air dan udara di atmosfer atau pertanyaan mengenai asal usul alam semesta dan asal-usul materi.

Berangkat dari keyakinan bahwa Alam Semesta itu deterministik atau bisa dipastikan/diprediksikan sesuai hukum-hukum tertentu yang baku, Prof Wolfram memperoleh ide dari dunia komputer. Bahwa 1+1=2 tidaklah cukup, haruslah ada semacam “program dasar” yang mengatur aliran angka-angka itu.

Dengan demikian 1+1 tidaklah diterima begitu saja hasilnya sama dengan 2, melainkan mengapa 1+1 harus 2 dan tidak 3 atau 4 atau bahkan -100 adalah lebih penting. Kalau aturannya sudah keliru, hasilnya akan keliru. Begitulah Prof Wolfram memandang kekurangan  dari science tradisional yang “macet” s/d sekarang. Ilmu pengetahuan modern saat sekarang oleh Prof Wolfram dianalogikan tidak memberi tempat yang cukup kepada kemungkinan lain dari penjumlahan 1+1.

Karena itu lahirlah konsep Cellular Automata (CA).

———-%———-

Pada tahun 2002, bukunya yang berjudul “A New Kind Of Science” diterbitkan dan memperoleh liputan yang luas dan cukup heboh di kalangan scientis. Dan dengan cepat pula orang menjadi bingung.

Dan begitu pula-lah Newton ketika menerbitkan Principia of Mathematicanya beberapa abad yang lalu. Orang baru menyadari kebenarannya ketika mulai terlihat bukti-bukti bermunculan dan hasil dari ilmu baru tersebut yang ternyata bermanfaat bagi umat manusia. Ketika itu hukum newton mampu memprediksi kehadiran komet tepat pada waktu dan posisinya.

Dalam bukunya Prof Wolfram menjelajah secara sistematis kemungkinan dari pola-pola program/aturan dasar dari konsep CA-nya yang disebutnya sebagai Rule. Dalam penjelasannya, Wolfram mengandaikan satu pixel bujursangkar sebagai awal mula konsep matematikanya. Disekitar pixel itu terdapat pixel tetangga yang menempel langsung, Jika ini bujursangkar, maka terdapat 8 pixel tetangga. Maka secara hipotesa, terdapat 2^8 kemungkinan pola program dasar dari CA. Itu berarti ada 256 Rule dasar. Warna berbeda digunakan untuk menunjukkan fase berbeda.Warna berbeda digunakan untuk menunjukkan fase/tahapan yang berbeda.

Semua rule tersebut kemudian dimasukkan program penggambar (plotter) dan lembar hasil cetakan tersebut dibawa dan diuji pada berbagai macam bidang keilmuan seperti fisika, biologi, kimia, musik, bahkan statistika dll. Contohnya Rule no 30. Di dalam bukunya, Wolfram menguji dan mencari bukti rule no 30 pada bidang Teknologi Enkripsi dan Biologi Biota Laut. Rule no 30 kemudian dipergunakan oleh Prof Wolfram pada software Mathematicanya sebagai Random Number Generator.

Hasilnya ? Ditemukan rule yang paling dasar, yakni rule no. 110 yang kemungkinan besar adalah ibu dari semua rule yang ada di alam yang  tersebar di berbagai disiplin ilmu. Rule no 110 ternyata bisa  berkembang menjadi 255 rule lainnya yang mungkin terjadi seiring phase tertentu. Sebagai perbandingan, Rule no 30 juga pada fase tertentu menghasilkan pola/patern Rule No.86, 135 dan no.149. Namun terbatas hanya pada pola tersebut. Sedangkan Rule 110 bersifat universal, semua rule yang ada akan dihasilkannya setelah fase tertentu.

Hal ini kemudian dibuktikan bahwa matematika tradisional adalah bagian kecil dari Rule no 110. Sehingga matematika tradisional bisa diterapkan pada CA (dan telah lolos Turing Test (test matematika dasar seperti penjumlahan, pengurangan, dll)).

Rule no 110 ini juga unik. Jika sekilas dilihat ia tampak tak beraturan. Namun jika dizoom akan tampak bahwa pada level local rule ini sangat teratur dan punya pola-pola tertentu dari rule lainnya. Menarik bukan ? Rule 110 adalah rule yang disusun dari rule-rule lainnya. Prof Wolfram berintuisi bahwa inilah model yang tepat untuk alam semesta.

Demikianlah, Prof Wolfram yang memulai publikasi Cellular Automata pertamanya pada tahun 1983, namun baru bisa menerbitkan bukunya pada tahun 2002. Jadi hampir 20 tahun Prof Wolfram mematangkannya (mengujinya dan mencari bukti ilmiah di berbagai bidang disiplin ilmu pengetahuan). Padahal dia adalah seorang genius karena menulis fisika theory advanced mulai umur 16 tahun dan lulus Phd umur 20 tahun. Karyanya tentang fisika teori masih dipakai di banyak universitas dunia sampai hari ini.

————%————

Contoh dan fakta Cellular Automata (CA):

1. Alam pada dasarnya mengikuti suatu program dasar sederhana tertentu dalam evolusinya. Contohnya ada di punggung seekor Zebra. Mengapa bisa muncul pola bergaris-garis adalah contoh dari suatu program dasar kecil (autonomous) yang berulang setiap tahapnya. Program itu diawali dari sebuah cell kecil yang berkembang ke cell-cell berikutnya menurut aturan tertentu sampai kemudian berulang lagi dan berulang lagi. Hingga diperoleh pola stripe tersebut. Penemunya, Alan Turing menggunakan matematika yang sama dengan matematika CA namun ia tidak mengembangkannya. Turing berhenti hanya sampai pada pembuktian bahwa pola di punggung Zebra memang mengikuti pola matematik tertentu.

Contoh lain ada pada punggung kerang. Tuhan nampaknya menjadikan rumah kerang sebagai display untuk fenomena cellular automata.

Pola Rule 110 di rumah kerangPola Rule 30 di rumah kerang

Dan ini adalah output dari Rule no. 30 dalam 2 dimensi dari hasil simulasi komputer:

automatanature0

Demikianlah yang terjadi pada pola yang terjadi di punggung kerang. Setiap sel warna mengeluarkan warna dan atau menghambat sel disekitarnya untuk mengeluarkan warna menurut pola tertentu. Dalam hal ini mengikuti aturan dasar no 30.

2. Simulasi Game Komputer.

CA menyebut sebuah game komputer tahun 1970 yang sederhana yang  diperkenalkan ulang untuk menunjukkan konsep CA yang nampaknya mustahil. Prinsip CA yang berisi program dasar sederhana ternyata terbukti mampu menjelaskan atau setidaknya memberi gambaran mengenai kejadian di alam yang kompleks yakni gambaran dua pesawat antariksa yang bertabrakan dan menghasilkan lontaran pecahan pesawat ke arah tertentu.

Gospers_glider_gun

Gambar simulasi diatas dihasilkan dari hanya dari 4 kombinasi aturan dasar CA yang diulang-ulang! Hal ini membuktikan bahwa dibalik kompleksitas simulasi kejadian tabrakan pesawat tersebut ada keteraturan dasar yang amat sederhana dan cuma diulang-ulang.

Pembuat game komputer tersebut, John Conway (1970), tidak menyadari potensi baris-baris programnya karena hanya bertujuan untuk game semata.

3. Bagaimana dengan Psikologi ? CA menjelaskan fenomena “Free Will” atau kehendak bebas dari manusia yang sepertinya akan mencoret  prinsip deterministik dari CA (mengacaukan program karena bertindak acak) dengan memperkenalkan konsep keempat setelah 3 property  dasar On, Off, dan Repetition (perulangan) yakni “Random”. Lho ? Berarti kembali terjebak seperti science sekarang dong !? Wolfram menjawabnya dengan hasil riset seorang ilmuwan yang menunjukkan bahwa Free Will adalah fenomena “diluar” sistem CA. Karena itu Free Will sama posisinya dengan Tuhan dalam konteks CA yakni berada diluar CA atau tidak terpengaruh Rule CA (mampu untuk tetap tak bisa diperhitungkan/dipengaruhi). Lalu apakah FreeWill mempengaruhi hasil CA ? Jawab Wolfram adalah: Ya, namun tidak sesederhana itu. Apapun pilihan dari manusia akan mengikuti salah satu dari pola CA yang 256 itu. Manusia semacam terjebak di dalam CA.

Fenomena FreeWill ini diberi label Random dalam konteks Rule awalnya karena hanya baru bisa diamati setelah pola CA mana yang diambil telah bisa dideteksi. Eksperimen menunjukkan bahwa Random bukan berarti Acak dalam arti “ngawur” namun lebih berarti kepada “belum bisa diamati”. Pada phase berikutnya baru bisa dideteksi rule mana yang diambil. Prof Wolfram menyebut fenomena khusus ini sebagai “Program di bawah Ufuk” atau “Computational Irreducibility” untuk mengangkat kembali istilah dari hasil penelitian tersebut yang menemukan fakta bahwa sepersekian detik sebelum suatu “pilihan bebas” diambil, otak manusia berada di bawah sadar, sebelum kembali ke kesadaran normal.

Fenomena Free Will dianalogikan oleh Prof Wolfram sebagai delay dalam program. Nantinya setelah delay akan kembali “On Track” setelah keputusan diambil dan mengambil salah satu rule. Dengan demikian prinsip deterministik dari CA terselamatkan dengan membuka konteks yang lebih lebar dari program awalnya. “There is no such a thing a true random. All can be calculated. The only problem is how long  you can run the program ?”, demikian ungkap Wolfram.

4. Perbaikan teori Evolusi yang mempercayai adanya seleksi alam.

Prof Wolfram mencontohkan perbedaan pendekatan CA dengan Teori Evolusi Darwin. Berbeda dengan Teori Darwin yang mempercayai bahwa makhluk hidup “mencoba” semua kemungkinan bentuk optimisasi atau variasi genetis dalam waktu yang teramat panjang yang kemudian oleh alam akan diseleksi, mana yang kuat bertahan, yang lemah akan punah, CA lebih condong kepada hipotesa bahwa kehidupan akan hanya membentuk jalan generasi baru menurut aturan Rule CA tertentu. Jadi tidak semua bentuk, melainkan hanya bentuk yang dimungkinkan oleh Rule CA. Hal ini dibuktikan pada kulit kerang yang pernah ditemukan oleh ahli biota laut, hanya ada 6 pola yang dimungkinkan terjadi dalam CA, dan memang hanya 6 fosil keranglah yang pernah ditemukan di dunia.

——–%——–

Sebagaimana layaknya seorang penemu kontroversial, Prof Stephen Wolfram pun tak luput dari kritik. Tidak tanggung-tanggung, salah satu  “lawan” intelektualnya adalah Ray Kurtzweil yang pendiri Singular University tersebut. Ray pesimis bahwa CA akan mampu menjawab segala sesuatu, sama seperti nasib generasi Newtonian. Penilaiannya didasarkan bahwa CA berangkat dari matematika/algoritma yang bersifat “mati” dan tidak terkait dengan free will umat manusia yang “hidup” dan kreatif. Ray “tidak terima” ada ilmu pengetahuan yang baru berusia 35 tahun dan mampu merombak ilmu pengetahuan manusia sekali pukul. Ray lebih percaya bahwa suatu saat komputer-lah yang mampu memberi jawab terhadap masalah-masalah besar umat manusia (Komputer yang berpikir).

Prof Wolfram dengan enteng menjawab bahwa kalau komputer salah program, dia juga akan salah menjawab. Hahaha.

Dua orang keturunan Yahudi ini sama-sama jenius. Tinggal kita tunggu saja siapa yang benar🙂

  1. Oktober 27, 2009 pukul 4:23 am

    Hmm kita tunggu aja perkembangan teorinya

  2. Prasetyo
    Desember 21, 2011 pukul 1:51 am

    Great article

  1. No trackbacks yet.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: