CNIV 2014

„Căutând calculatoare în celula biologică” – discurs de recepţie, acad. Gheorghe Păun


BUCUREŞTI, 07 NOIEMBRIE 2014, CNIV România
Conf. dr. Marin Vlada, Universitatea din Bucureşti

Paun_GheorgheÎn ziua de 24 octombrie 2014, în Aula Academiei Române, Dr. Gheorghe Păun și-a rostit discursul de recepție. Domnia sa a absolvit Facultatea de Matematică a Universităţii din Bucureşti, cu specializare în informatică. În anul 1977 îşi susţine teza de doctorat, realizată sub conducerea profesorului Solomon Marcus, cu tema "Simularea unor procese economice cu ajutorul teoriei limbajelor formale". În anul 2010 (a 60-a aniversare a zilei de naştere) îi sunt dedicate două numere speciale de reviste: International Journal of Foundations of Computer Science şi Computer Science Journal of Moldova, şi volumul Computation, Cooperation, and Life. Essays Dedicated to Gheorghe Păun on the Occasion of His 60th Birthday, editat de J. Kelemen şi A. Kelemnova, Springer-Verlag, seria Lecture Notes in Computer Science (nr. 6610).
Sursa imagine: http://www.art-emis.ro/

Despre acad. Gheorghe Păun

Gheorghe Păun a dezvoltat, de-a lungul a 40 de ani, o carieră ştiinţifică naţională şi internaţională de excepţie, multidisciplinară, activând în domeniile matematicii, informaticii teoretice, bioinformaticii, lingvisticii. Domeniile sale de cercetare sunt: teoria limbajelor formale şi teoria automatelor, sisteme de gramatici, calculabilitate pe bază de ADN, calcul cu membrane (iniţiatorul domeniului), limbaje şi gramatici pattern, combinatorică pe cuvinte, cercetări operaţionale (decizii multicriteriale, agregarea indicatorilor), semiotică, inteligenţă artificială, lingvistică computaţională.

- Impact internaţional
La nivel internaţional academicianul Gheorghe Păun este iniţiatorul, fondatorul sau co- fondatorul unei impresionante serii de teorii sau modele de calcul, studiate şi aplicate apoi în zeci de ţări din Europa şi din lumea întreagă.

- Creator de şcoală europeană
Gheorghe Păun a iniţiat şi dezvoltat şcola europeană de computabilitate pe bază de ADN, mulţi cercetători din România, Ungaria, Austria, Spania, Olanda, Finlanda realizând primele lor lucrări în acest domeniu în colaborare cu Gh. Păun sau sub influenţa sa. Actualmente cercetători din Italia, India, Japonia, Canada, USA, Finlanda, Spania, Noua Zeelandă, Franţa, Germania, Moldova etc. lucrează nemijlocit asupra unor modele de calculabilitate moleculară (co)inventate de Gh. Păun.
Activitatea sa ştiinţifică se reflectă într-o bogată operă scrisă, alcătuită din cărţi fundamentale în domeniile informaticii şi bioinformatii şi peste 500 de articole de specialitate, indexate ISI sau publicate în reviste indexate ISI.

-Singurul informatician român inclus în Highly Cited Scientists


4 lucrări ale lui Gh. Păun sunt menţionate în martie 2007 în pagina web a ISI, la „Essential Science Indicators", rubrica „Highly cited papers (last 10 years)". Pe aceasta bază, în „Scientist rankings in computer science" autorul apărea pe poziţia 83 (din 2101 de informaticieni luaţi în considerare de ISI), cea mai înaltă poziţie ocupată de un român, din ţară sau din străinătate, din această listă; în lunile anterioare Gh. Păun a fluctuat pe poziţii între 60 şi 80 în această listă.

Sursa: http://acad.ro/com2014/doc/d1024-prezentareAcadGhPaun.pdf
Sursa imagine: Academia Româna, http://academiaromana.ro (Acad. Solomon Marcus și Acad. Gheorghe Păun)

Discurs de recepţie susţinut de Acad. Gheorghe Păun

Evoluţia conceptelor de calcul şi de calculator

„Pentru a învăţa noi metode şi paradigme de calcul, eventual pentru a construi noi tipuri de calculatoare":

  • "Într-o celulă, un număr imens de (ioni, molecule simple, macromolecule, proteine, molecule de ADN şi ARN) evoluează împreună în soluţie apoasă, la un înalt nivel de paralelism şi în acelaşi timp de nedeterminism, într-un mod robust, coordonat, făcând faţă cu succes solicitărilor care vin dinspre mediu şi căpătând în timp caracteristici foarte atrăgătoare, de tip adaptare, învăţare, autoreparare, reproducere. Se pare, deci, că natura a perfecţionat de-a lungul a patru miliarde de ani de evoluţie procese care aşteaptă să fie identificate şi înţelese de informaticieni, pentru a învăţa noi metode şi paradigme de calcul, eventual pentru a construi noi tipuri de calculatoare".
  • "Modelele cu care lucrăm sunt de natură matematică, punctul de vedere platonician ne asigură că totul este descoperire, pentru că matematica însăşi este realitate revelată. Da, dar s-a convenit că noţiunile, conceptele, teoriile şi modelele sunt inventate, teoremele descoperite, demonstraţiile inventate. Pentru a continua alternanţa, putem adăuga că aplicaţiile sunt descoperite. Modelele sunt, deci, considerate invenţii. Modelele se aşază pe structuri care există, dar nu au primit încă nume. Un model de calcul nu poate fi „văzut” într-o celulă decât de un informatician care are deja în minte modele de calcul.
  • De pildă, procesele numite de biologi simport şi antiport există, funcţionează dintotdeauna în modul lor ingenios, dar ele nu calculează decât pentru matematicianul care caută un model de calcul bazat pe trecerea de „obiecte” dintr-un compartiment al celulei în altul. „Calcul prin comunicare”, am căutat o vreme aşa ceva, intuind că există, şi am avut rezolvarea atunci când un biolog (Ioan Ardelean) mi-a vorbit despre operaţiile de simport şi antiport. Un model mai degrabă descoperit decât inventat. Dar, o descoperire care nu s-a făcut prin scoaterea la lumină a obiectului descoperit, ci prin suprapunerea pe o felie de realitate a unui model intuit, similar unor modele existente deja şi actualizat în dialogul dintre limbajul formal şi realitate. Invenţie şi descoperire în acelaşi timp".

Pentru detalii, studii şi analize: http://acad.ro/

Răspunsul a fost dat de Acad. Solomon Marcus

"Natura calculează. Şi aşa începe călătoria în lume a ideii de calcul"

  • "Putem citi acest Discurs în mai multe feluri. Este o poveste de viaţă a unui cercetător care a trăit cu intensitate marile schimbări de paradigmă ale ultimelor decenii; un capitol de istorie a ştiinţei din ultimii 80 de ani; o relatare a apariţiei şi evoluţiei ideii de calcul; o analiză a interacţiunii biologiei eredităţii cu matematica şi cu informatica; o lecţie de cultură în care explicaţi în ce fel distincţii binare casante, ca inert-viu, uman-nonuman, adevărat-fals etc. au fost puse sub semnul întrebării şi înlocuite cu viziuni mai fine, mai nuanţate. Ajungeţi la o tipologie a complexităţii unui sistem, complexitate a cărei capacitate explicativă întrece pe aceea a distincţiilor tradiţionale; momentul culminant, care focalizează atenţia cercetătorilor în această ordine de idei este complexitatea exponenţială, căreia îi consacraţi o întreagă secţiune.
  • Aţi convocat cvasi-totalitatea disciplinelor, de la logică, lingvistică, fizică şi chimie până la filosofie şi religie. Se simte în tot acest discurs dramatismul framântărilor prin care aţi trecut, de-a lungul a 40 de ani de implicare în cercetare. Titlul Discursului Dv este o sfidare a rânduielilor actuale în birocraţia ştiinţifică şi universitară şi, în particular, şi în cea academică, birocraţie în care împărţirea culturii pe discipline şi contrastul dintre ştiinţe şi umanioare se află la baza monitorizării culturii şi organizării învăţământului. Transgresaţi graniţe odinioară indiscutabile. Reuşiţi să realizaţi un echilibru între atenţia acordată prezentului şi aceea îndreptată spre trecut, spre istorie. La această atitudine contestatară, nonconformistă, vă obliga evoluţia firească a cunoaşterii umane.
  • Vă însuşiţi observaţia lui John Searle, conform căreia a calcula nu este o calitate intrinsecă a unui proces, ci una pe care procesul o dobândeste ca urmare a interacţiunii sale cu un observator. Natura calculează. Şi aşa începe călătoria în lume a ideii de calcul. De la Turing, pe care-l preocupa simularea calculului aritmetic în cea mai standardizată ipostază a sa, până la calculul cu acizi deoxiribonucleici e o întreagă istorie şi monografia pe care aţi dedicat-o acestuia din urmă, la Springer, în 1998, în colaborare cu Arto Salomaa şi Grzegorz Rozenberg, a devenit de referinţă, fiind tradusă în japoneză, rusă şi chineză şi beneficind de aproximativ o mie de citări vizibile pe google scholar. La fel v-au preocupat automatele Watson-Crick, o altă asociere semnificativă a informaticii cu biologia eredităţii".

Pentru detalii, studii şi analize: http://acad.ro/

Concluzii argumentative

În domeniul ştiinţific, un cercetător sau un specialist foloseşte teorii, metode şi tehnici din matematică şi din informatică în studiul diverselor fenomene şi procese pe care le studiază şi le analizează. Utilizarea şi aplicarea acestora depinde de nivelul de pregătire şi de experienţă al cercetătorului (specialistului). În cercetare şi în activitatea profesională a unui specialist pot apărea probleme a caror rezolvare să fie foarte complexă. Rezolvarea problemelor complexe necesită programe de cercetare-dezvoltare la care participă mai mulţi specialişti şi cercetători dintr-o anumită ţară sau chiar din mai multe ţări. Astăzi, se pot evidenţia multe astfel de exemple numai dacă se analizează activitatea de cercetare ştiinţifică din spaţiul american sau spaţiul european. De exemplu, în perioada 1990-2005 s-au finanţat şi desfăşurat activităţi de cercetare pentru întocmirea hărţii genomului uman în cadrul proiectului de cercetare “THE HUMAN GENOME”. Printr-o simplă căutare a subiectelor pe această temă, se poate observa că Informatica (Computer Science/Informatics), Bioinformatica (Bioinformatics), Biologia computaţională (Computational Biology), Medicina Genetică (Genetic Medicine), Ingineria Genetică (Genetic Engineering), etc. sunt domenii ştiintifice importante ce şi-au adus contribuţia la finalizarea hărţii genomului uman. Articolul “The Sequence of the Human Genome” apărut în anul 2001 în revista Science, vol 291, are un număr foarte mare de autori de la diverse universităţi, institute, laboratoare (a se vedea imaginea de mai jos) şi este rezultatul unor cercetări în cadrul acestui proiect (The Sequence of the Human Genome, Science, vol 291, pp.1145-1434, 2001, http://cs.brown.edu/~sorin/pdfs/venter2.pdf ). Ca exemplu, printre autori se află şi cercetători proveniţi din România:
• Prof. Dr. Sorin Istrail se numără printre şefii echipelor de cercetători care au realizat cercetări pentru întocmirea hărţii genomului uman (Sorin Istrail - Professor of Computer Science, and Director of the Center for Computational Molecular Biology at Brown University - are doctoratul la Universitatea din Bucureşti din anul 1979 sub conducerea profesorilor Solomon Marcus şi Sergiu Rudeanu; Ref.: Istrail Laboratory - www.brown.edu/Research/Istrail_Lab/, http://cs.brown.edu/~sorin/, http://mvlada.blogspot.com/2011/07/professor-sorin-istrail.html ).
• De asemenea printre autori se află şi Liliana Florea absolventă de informatică la Universitatea din Bucureşti (Liliana Florea - Assistant Professor at Center for Bioinformatics and Computational Biology, McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine, Johns Hopkins University School of Medicine University of Maryland School of Medicine; Ph.D., Computer Science and Engineering (2000) Penn State University; M.Sc., Computer Science and Engineering (1998) Penn State University; B.S., Computer Science (1994) University of Bucharest, Romania; Ref.: http://www.cbcb.umd.edu/~florea/).