อย่าให้ความเครียดทางการเมืองชะลอการเรียนรู้เรื่องเทคโนโลยีที่กำลังเปลี่ยนโลกให้ก้าวไปไกล ต้องไม่ลืมว่าวันนี้มีงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเฉพาะด้านการแพทย์ตีพิมพ์ออกมาเฉลี่ย 4,110 ชิ้นต่อวัน เอาแต่ทะเลาะกันเรื่องประชาธิปไตยทิ้งเวลาไปเฉยๆสองเดือนโลกวิ่งหนีเราไปเกือบ 250,000 ชิ้นงานเข้าไปแล้ว

ลองมาคุยกันเรื่องไอทียุคใหม่จะดีกว่า พวกเราคงพอรู้กันนะครับว่าในระบบดิจิทัลของคอมพิวเตอร์เขาเก็บข้อมูลในรูปของ “บิต” นั่นคือใช้ตัวเลขสองตัวคือ 0 กับ 1 โดย 0 หมายถึงปิด 1 คือเปิด หากเรียงตัวเลขสองตัวที่ว่านี้เป็นแถวแปดแถวจะเรียกกันว่า 8 บิต แต่ละแถวเปิดปิดแตกต่างกันช่วยให้สร้างลักษณะได้ถึง 256 ลักษณะหรือ 2 ยกกำลังแปด เกิดเป็นหน่วยความจำที่เรียกว่า “ไบต์” หรือหนึ่งตัวอักษรซึ่งมีค่าเป็น 2 ยกกำลัง 0 ซึ่งมีค่าเท่ากับหนึ่ง

ระบบคอมพิวเตอร์ในวันนี้ใช้ระบบประมวลผลในหลัก 32 บิตหรือตัวเลขสองตัวเรียงกัน 32 แถวสามารถสร้างเป็นคำได้มากขึ้นถึง 2 ยกกำลัง 32 เก็บเป็นหน่วยความจำได้สูงขึ้นแต่ยังนิยมเรียกว่าไบต์อยู่ อีกไม่นานจะปรับระบบประมวลผลเป็น 64 บิต ยิ่งทำให้สร้างคำหรือลักษณะได้มากขึ้นเป็นเท่าทวีคูณ แต่ดูเหมือนพวกเรายังพอใจที่จะเรียกว่าไบต์ตามระบบประมวลผล 8 บิตที่ใช้กันอยู่เดิม

หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ในวันนี้สูงขึ้นมาก มีขนาดเป็นกิกะไบต์หรือคิดง่ายๆว่าเป็น 2 ยกกำลัง 30 ตัวอักษรหรือไบต์ซึ่งเท่ากับ 1,073,741,824 ตัวอักษรคิดกันง่ายๆคือ 10 ยกกำลัง 9 หรือหลักพันล้าน แค่นั้นยังไม่พอหน่วยความจำยังขยายเพิ่มเป็นเทราไบต์หรือ 2 ยกกำลัง 40 หรือ 10 ยกกำลัง 12 เพิ่มจำนวนเป็นล้านล้านไบต์เข้าไปแล้ว อีกไม่นานคงได้เห็นระดับเพตะไบต์หรือพันล้านล้านและเอกซะไบต์หรือล้านล้านล้านตัวอักษรซึ่งจะเป็นขนาดความจำที่ใหญ่โตมหึมาแค่ไหนบอกตามตรงว่ายังไม่อยากจะคิด

หน่วยความจำใหญ่โตขนาดนี้เกิดจากการใช้รหัสแค่ตัวเลขสองตัวเท่านั้นคือ 0 กับ 1 ลองคิดดูว่าหากเพิ่มตัวเลขเป็นสี่ตัวคือ 0-3 แล้วจับมาเรียงสลับตัวเลขกันไปมาจะยิ่งสร้างหน่วยความจำได้มโหฬาร เรื่องอย่างนี้นักคอมพิวเตอร์เขายังไม่ได้ทำแต่นักชีววิทยาได้ทดลองทำกันแล้ว โดยเลียนแบบจากระบบดีเอ็นเอซึ่งเป็นแหล่งข้อมูลของชีวิต เก็บข้อมูลในรูปของรหัสที่สร้างจากเบสซึ่งเป็นสารเคมีประเภทกรดนิวคลีอิกสี่ตัว ได้แก่ A, T, C, G

ตอนกลางปี 2012 นักคณิตศาสตร์ชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดจัดการเปลี่ยนหนังสือที่มีถ้อยคำอยู่ 53,000 คำให้กลายเป็นหนังสือดิจิตอลแนวใหม่แทนที่จะเป็นดิจิตอลฐานสองกลับเป็นดิจิตอลแบบฐานสี่ และแทนที่จะเก็บในรูปของหน่วยความจำแบบคอมพิวเตอร์ชิบกลับสร้างเป็นดีเอ็นเอที่เรียงร้อยกันด้วยคู่เบส ATCG เหมือนการสร้างสายดีเอ็นเอยังไงยังงั้น

การเก็บข้อมูลในรูปดีเอ็นเอไม่ใช่เรื่องใหม่หรือเรื่องที่เพิ่งคิดจะทำกันเมื่อไม่นานมานี้แต่เป็นแนวคิดที่เกิดขึ้นมานานพอสมควร เพียงแต่หนังสือเล่มที่ว่านี้กลายเป็นรูปแบบการเก็บข้อมูลทั่วไปในรูปดีเอ็นเอที่นับว่ามีขนาดใหญ่ที่สุด ส่วนการอ่านเนื้อหาหรือถ้อยความในดีเอ็นเอที่ว่านั้นเขาใช้วิธีถอดรหัสด้วยเทคโนโลยีการถอดรหัสดีเอ็นเอที่รู้จักกันดีอยู่แล้วจากนั้นจึงอ่านเป็นข้อมูลออกมาโดยใช้เทคโนโลยีการเรียงลำดับของจีน (gene-sequencing technology)

ดร.จอร์จ เชิร์ช (George Church) เป็นนักพันธุศาสตร์ที่เชี่ยวชาญงานทางด้านคณิตศาสตร์ชีววิทยาเป็นผู้นำในการพัฒนางานที่ว่านี้เนื่องจากเห็นว่านับวันข้อมูลที่ต้องการประมวลผลก็ยิ่งมีมากขึ้น ความต้องการหน่วยความจำสูงขนาดมหึมาดูจะยิ่งทวีคูณขึ้น ค่าใช้จ่ายทางด้านคอมพิวเตอร์แม้จะถูกลงตามทฤษฎีของมัวร์ที่ว่าในแต่ละปีเทคโนโลยีสูงขึ้นสองเท่าขณะที่ราคาถูกลงสองเท่า อย่างไรก็ตามดูเหมือนทฤษฎีของมัวร์ยังเปลี่ยนแปลงช้าเกินไปไม่ทันกับความก้าวหน้าที่เป็นไปอย่างอภิมหารวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ทีมงานจึงลองปรับเอาวิธีการทางชีววิทยามาใช้นั่นคือการเก็บข้อมูลในรูปของดีเอ็นเอหรือใช้เป็นฐานสี่แทนที่จะเป็นฐานสองดังที่เคยทำกัน

ข้อมูลจำนวนอภิมหาศาลในอนาคตอันไม่ไกลนี้อาจจะไม่มีที่จัดเก็บหากยังคิดเก็บในรูปความจำอิเล็คโทรนิกส์แบบเก่า ดร.เชิร์ชเชื่อว่าหากปรับเปลี่ยนความจำอิเล็คโทรนิกให้กลายเป็นความจำโมเลกุลหรือ molecular memory กระบวนการเก็บและการประมวลผลน่าจะง่ายกว่ากันแยะ เพราะเทคโนโลยีจีน (gene technology) นับวันจะยิ่งก้าวหน้า รวดเร็วและราคาถูกลงจนแทบไม่น่าเชื่อ เปลี่ยนแปลงไวกว่าทฤษฎีของมัวร์เสียด้วยซ้ำ

ในพื้นที่จัดเก็บขนาดเท่าๆกัน การเก็บความจำในรูปของดีเอ็นเอจะทำได้มากกว่า เอาเป็นว่ามากกว่าทั้งแบบแฟลชเมโมรีที่ใช้กันอยู่ทั่วไปและแบบ quantum holography ซึ่งเป็นรูปแบบการเก็บความจำด้วยเทคโนโลยีควันตัมที่เพิ่งพัฒนาขึ้นมาสดๆร้อนๆ การเก็บในรูปดีเอ็นเอจะคงทนถาวรกว่าหลายร้อยเท่า ลองนึกถึงการเก็บข้อมูลในรูปฮาร์ดดิสก์ที่ทิ้งไว้สักห้าหกปีปรากฏว่าแผ่นดิสก์เกิดปัญหาเสื่อมลงกระทั่งถอดรหัสความจำออกมาไม่ได้ ต้องซ่อมแซมกันวุ่นวาย ในขณะที่ดีเอ็นเออายุหกสิบล้านปีของสัตว์ประเภทไดโนเสาร์ นักชีววิทยายังสามารถถอดรหัสออกมาได้ง่ายๆชนิดที่แทบไม่มีการบุบสลายเลย

นักวิทยาศาสตร์จาก MIT ที่เข้ามาร่วมงานอย่าง ดร.โจเซฟ จาคอบสัน (Joseph Jacopson) สำทับไว้ด้วยว่ากระบวนการเก็บข้อมูลแบบดีเอ็นเอมีประสิทธิภาพที่สุด ใช้พื้นที่การจัดเก็บน้อยที่สุด รักษาข้อมูลไว้ได้นานที่สุด คงทนมากที่สุด เป็นเทคโนโลยีที่เหนือกว่าเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์อย่างเทียบกันไม่ได้ ปัญหามีอยู่เพียงอย่างเดียวคือกระบวนการถอดรหัสดีเอ็นเอก็ดี การสร้างสายดีเอ็นเอก็ดีในวันนี้แม้จะราคาถูกลงมากในระดับ 12 เท่าต่อปีแต่ยังแพงกว่าเทคโนโลยีอิเล็คโทรนิกส์แยะ

อีกปัญหาหนึ่งคือการสร้างความจำในรูปดีเอ็นเอแก้ไขได้ยากต่างจากความจำอิเล็คโทรนิกส์ที่แก้ไขได้ตลอดเวลา การแก้ไขได้ยากเพื่อป้องกันการผ่าเหล่าของจีนสร้างปัญหาให้การเปลี่ยนแปลงข้อมูลทำได้ยากจึงกลายเป็นทั้งข้อดีข้อเสีย ส่วนอีกปัญหาหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ยังคิดไม่ตกคือการถอดรหัสดีเอ็นเอที่ทำกันอยู่มักเกิดขึ้นทั้งสายหรือส่วนใหญ่ของสาย การแยกเป็นส่วนย่อยๆแบบข้อมูลอิเล็คโทรนิกส์ หากคิดจะทำต้องพัฒนาทั้งโปรตีนทั้งสายอาร์เอ็นเอขึ้นอีกมากมายมหาศาลเพื่อให้เข้ามาช่วย ความรู้ทางชีววิทยาดีเอ็นเอในขณะนี้ยังก้าวไปไม่ถึง เห็นทีจะต้องรอกันอีกนานพอสมควร

สิ่งที่นักวิจัยกลุ่มนี้ทำกันอยู่คือการแยกย่อยสายดีเอ็นเอออกเป็นส่วนเล็กๆขนาด 96 คู่เบส แต่ละกลุ่มจะมีบาร์โค้ดขนาด 19 บิต กำหนดเป็นที่อยู่ขึ้นมาว่าส่วนไหนของหนังสือจะอยู่ตรงท่อนไหนของสายดีเอ็นเอจากนั้นจึงจัดการอ่านหรือถอดรหัสโดยใช้เทคโนโลยีการถอดรหัสจีนที่มีอยู่ ปรับข้อมูลฐานสี่ให้กลับเป็นฐานสองเพื่อใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ถอดรหัสซ้ำอีกครั้ง งานนี้มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นแค่ 10 บิตใน 5.27 ล้านบิตเท่านั้น

งานผลิตหนังสือในรูปดีเอ็นเอวันนี้ราคายังแพงมากเพราะเทคโนโลยียังไม่พร้อม แต่ขอให้ลองฝันกันจริงๆจังๆว่าในอนาคตหนังสือทั้งห้องสมุด ผังเมืองใหญ่ทั้งเมือง ฐานข้อมูลประเทศทั้งประเทศจะถูกเก็บไว้ในรูปดีเอ็นเอบรรจุอยู่ในเซลล์ที่สามารถแบ่งตัวได้ไม่สิ้นสุด เก็บไว้ในเซลล์แห้งๆฉาบไว้บนกระดาษแผ่นเล็กจิ๋วที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น คิดจะอ่านข้อมูลเมื่อไหร่ก็เอาเข้าเครื่องอ่านกลายเป็นข้อมูลผ่านทางคอมพิวเตอร์เป็นที่มหัศจรรย์พันลึก งานอย่างนี้ใครคิดว่าทำไม่ได้คงต้องคิดใหม่เพราะเรื่องราวที่ว่านี้กำลังจะเกิดขึ้นในอีกไม่ช้านี้แล้ว