Umělá inteligence

«návaznost na díl 25

Biologické viry se dnes sice jako živé jednoznačně nepovažují. Jako důvod se běžně udává fakt, že nejsou soběstačné (tj. ke svému  šíření potřebují ještě buňku, která je z replikuje). Pokud tento princip ale aplikujeme na viry počítačové, dojdeme k zajímavým závěrům: Samostatný počítačový virus by sice podle této definice jako živý považován nebyl, ale celý systém počítačů a virů všechny podmínky teoreticky splňuje. Neurolog Christoph Adami si například myslí, že pokud by počítačové viry vznikaly samovolně (jedna z definic života rozhoduje „živost“ postupuje-li systém evolucí), jako živé by považovány být měli (největší rozdíl mezi biologickým a počítačovým životem by byl překonán.

Dalším zajímavým problémem s definicí života je to, že jako určitý živý organismus (procházející evolucí) se může chovat i pouhý atom. Odhadem je v našem lidském genomu asi 80% DNA vlastně zbytečná (resp. neprojevuje se přímo na znacích jedince (některé geny ale přenášíme do další generace, přestože se přímo na nás neprojeví). Je možné, že některé geny si „vyvinuly“ určitou strategii jak se přenášet (působí přímo na přenos genů nebo jsou blízko nějakého výhodného genu) a dodnes si je neseme v sobě jako parazity. Pokud bychom o čemkoliv řekli, že je to živé, nastává jednak otázka, jaká část toho je živá (protože ztrátou nohy neztratíme svou identitu, ale jeden neuron ji zase netvoří) a jednak otázka, jestli by byl živý i jediný atom, pokud se jako parazit může přenášet do dalších generací.

Pokud se tedy říká, že viry balancují na rozmezí živého a neživého, není na tom zajímavé to, že by existovala nějaká definice, podle které by nebylo jasné, zda-i viry jsou či nejsou živé, ale otázka, jestli to víme mi sami.

V roce 2010 napadl počítače zejména v Íránu virus Stuxnet. Byl to nejspíše produkt americké bezpečnostní organizace, který napadl íránské jaderné odstředivky (stroje na třídění těžkého uranu). Pokud by si někdo vyrobil strašně přesnou 3D tiskárnu, teoreticky by si mohl z internetu volně stáhnout lidský genom a počítačové viry zase posunout o level výš.

Počítač v komiksu mimochodem vlastně úspěšně prošel Turingovým testem: Jako „inteligentní“ se stroj považuje, dokáže-li tazatele přesvědčit, že mu odpovídá člověk. Trik je v tom, že pokud nás stroj dovede přesvědčit o tom, že je člověk, mezi naší a jeho myslí vlastně my sami nemůžeme zpozorovat žádný rozdíl (protože jeho výstupy (chování), které můžeme analyzovat jsou stejné, jako u člověka). Turingův původně myšlenkový experiment je dnes reálně „testovatelný“ - opravdu se nezdá, že by mezi umělou a lidskou inteligencí byl nějaký zvláštní rozdíl, přestože se jedná o něco, co bychom u člověka nazvali spíše „sociální“ inteligencí. Pokud by umělá inteligence byla ale navržena tak, aby jednala jako člověk, naštěstí sklony k vyhlazování lidstva nehrozí.

Zpátky na stromy!

Z lidské perspektivy se vývoj života na Zemi jeví jako plynulý postup od nejjednodušších organismů až k nejvyspělejší formě života, lidem. V bližším záběru je ale celá situace trochu složitější. Vůbec ještě před příchodem hominidů proběhlo na Zemi pět velkých vymírání, během kterých vyhynulo 40-90% všech druhů. Vůbec 99% všech druhů (skupin se společným předkem), které kdy na Zemi žily jsou nyní druhy vyhynulé. To se trochu přimlouvá za pesimismus ohledně hledání inteligentního života na jiných planetách - jednak je totiž nepravděpodobné, že zastihneme mimozemskou planetu zrovna v rozkvětu inteligentní civilizace a jednak je nepravděpodobné, že by se nějaký druh za krátkou dobu své existence vůbec do takové formy vůbec stihl vyvinout.

Na druhou stranu, lidstvo má na planetu velký vliv. Ekolog Allan Savory si například myslí, že až 2/3 zemského povrchu momentálně dezertifikují (mění se na poušť) kvůli lidské činnosti. Tyto oblasti byly v minulosti dlouho pravidelně využívány jako zemědělské plochy, dokud neztratily svou hodnotu živin a zůstaly plochami, které podléhají vydatným srážkám, ale voda z nich se do příštího dne vypaří, protože (kvůli sníženým srážkám :) je zde méně vegetace. Kdyby se nějaká civilizace ve vesmíru vyvinula, je pravděpodobné, že by našla cesty jak odolávat přírodním tlakům. Jenom u lidí se za posledních 70 let počet obětí živelných katastrof (v poměru k populaci) zmenšil více než dvacetkrát, přestože se lidé zatím ani nesnaží nijak záměrně příčinám takových katastrof zabraňovat.

I tak někteří vědci popisují scénaře, kdyby se nikdy nevyvinuli lidé velice extrémně, podle některých stuidií by například již přišla další doba ledová, co ale víme téměř jistě je, že diverzita velkých savců na celé  Zemi (s výjimkou Afriky) by byla možná o čtvrtinu větší. I když za největšími vymíráními stojí náhlé přírodní katastrofy, vymírání v holocénu, někdy označované za šesté vymírání, už nejspíš způsobili lovci a sběrači. Populace velkých savců se za 1000 let snížily až o 80%, zmizela někdy i většina druhů.

Kdyby tu ale nebyli lidé, je docela možné, že by podobnou strategii (velké mozky) zaujmul jiný druh. Někteří vědci to přirovnávají například ke křídlům, která se vyvinula u hmyzu, netopýrů i ptáků třikrát nezávisle.

Jádro pudla

<< návaznost na díl 23
Existuje mnoho definicí života (probíhá evoluce; reaguje a množí se...). Pokud se ale život snažíme definovat pouze pro ujasnění termínů, budeme se jen snažit stroze popsat zemský život, nicméně diskuze o dobré definici nám může pomoci, co bychom vlastně na jiných planetách chtěli nalézt.
I k tomu bychom mohli využít pilíře darwinismu zmíněné ve Qartánu 23. To zajímavé, na co chceme narazit je právě asi produkt účelné evoluce. Na zde zmíněných bodech musí stát každý potenciální (darwinistický) vývoj a každá kritika musí cílit na jeden z nich. Díky těmto bodům můžeme zjistit proč někde evoluce neprobíhá, co jsou podmínky jejího chodu a právě i to,  i co se vlastně snažímě na Marsu objevit.
Problém, který je nastíněn v komiksu se táhne již dlouhá staletí. Antičtí deterministé stavěli především na tom, že pohyby těles je možno vypočítat, mohli si ale také například všímat toho, jak jsou lidé řízeni podobnými instinkty, jako viděli u zvířat, Skutečně, z fyzikálního hlediska není problém si představit mozek jako počítačový elektrický systém řídící přenos svých zdrojových kódů.
Problém je v neschopnosti popsat pohled, kterým vidíme svět. Možná je možné dokonale popsat nervovou cestu signálu od oka do mých zrakových center, nicméně nedokáži nijak posoudit, jestli váš "zrak" vám ve finále předá vjem, kterému já říkám sluch "sluch": Intenzita světla by byla převedena jako hlasitost, stejně tak i prostorové vnímání je převeditelné z dvou očí na dvě uši, jestli pak k sobě třeba "ladí" barvy by pro mě byla "barva tónu".
Zkrátka, narodili jsme se všichni do role jednoho člověka, pozorující svět jedním pohledem. I kdyby pocit, že tuto osobu ovládáme byl jen iluzí, současná věda dosud nemá nejmenší stopu k vysvětlení, proč vůbec takto vnímáme a třeba jednou bude možné i své individuální vjemy sdílet. Vlastně neexistuje důvod, proč by tento jev měl být neprozkoumatelný. Zatím je však jakémukoli bádání velmi vzdálený.
To, že jsme vsazeni do role jednoho člověka je něco, co stále stojí při hypotéze svobodné vůle. Něco, co dává smysl pojmům jako je "vědomí" a lidství, protože to podle mnohých tvoří hranici mezi námi a zvířaty. Svobodné vůli stále úplně nerozumíme a proto nás tak fascinuje. A myslím, že právě to je to hlavní, co nás láká k výpravám za mimozemským životem, to co hledáme i na jiných planetách.

Malí zelení

Snahu o nalezení mimozemského života doprovází zajímavá diskuze, nakolik bude mimozemská forma podobná té "domácí".
Na jednu stranu se zdá, že život má mnoho možností, jak se vyvinout. S jinou atmosférou, podnebnými podmínkami a jejich střídáním bude mít mimozemský život pravděpodobně naprosto jiný systém homeostáze, přenosu látek i informací, dýchání a trávení. Medúzy jsou docela inteligentním druhem a přitom si vyvinuly úplně jiný způsob "uchopování" (nebo by mohli manipulovat s předměty vysáváním a úchopem "obejmutím" jako sloni), vnímání i komunikace. Jen delfíni jsou savci, stejně jako my (a jak jinou cestu našli)! Český evoluční biolog Jaroslav Flegr říká, že většina makroevoluce (metaevoluce Qartán 7) byla způsobena náhodou (tj. švábi se neučili obraně proti radioaktivitě). A samozřejmě to budou jednoduché buňky, protože ty se snadno vyvinou. Vždyť i v historii Země tu nebylo povětšinou nic víc.
Na druhou stranu kdyby se buňky rozšířily snáze bez symbiózy (viz Q11) s jinými, pravděpodobně by se neshlukovaly do velkých organismů jako na Zemi. A do takové struktury se vyvinuly "účelně", tedy s delší evolucí by teoreticky měly být přizpůsobeni lépe. My se dokonce nyní snažíme regulovat přírodu (ve městech odhazujeme sníh, regulujeme teplotu na 21°, zabraňujeme povodním), snažíme se předejít vyčerpání zdrojů, které "až příliš vyvinutý druh" může potkat.
Pakliže předpokládáme složitější strukturu, asi těžko si ufoni vyvinou jiný systém pohybu. Sensorické orgány musí najít směr odkud pochází určitý signál, proto se pravděpodobně nesmí při pohybu točit, a pásy či kola jsou příliš složité na konstrukci - čtyři nohy a hlava jsou ideální volba!
A když už je řeč o delfínech - po tom co se někteří savci vrátili do moře, začali být téměř nerozeznatelní od ryb (tedy není tolik možností, jak plavat).
Diskuze je tedy (zatím ;) stále otevřená.

Jaká byla minulost?

Pro doklad evoluce samotné by mohlo být skutečně ohrožující, kdyby minulost nebyla zkoumatelná (Darwin své teorie sice testoval i na svých holubech, ale zjistil, že pokud je přestane selektovat, vrátí se ke svému "prototyp". Pod tíhou kritiky dokonce později připustil lamarckismus, ale to je příběh na jindy). Oponenti většinou musí zpochybnit všechny metody zjištění stáří (radiouhlíková jen jedna, jiné dokáží určit stáří až na několik set milionů). Naštěstí je Occamova břitva dvousečná, takže nejen že dobrá teorie je taková, která nemá nic navíc, ale také teorie, která nic na skutečnosti nemění nemá význam. Darwinismus ale neznamená pouze evoluci (tedy vývoj), ale proces, kdy se generace od generace populace ředí jedinci, kteří dokáží své geny do další generace poslat.
Ačkoliv se nám dnes jeví darwinismus jako velmi jednoduchá teorie, lidé vybírali lepší plody a šlechtili psy i holuby, aniž by o tom, jak druhy mohou vznikat v přírodě cokoli tušili. Obecně se skutečně předpokládá, že za procesem stojí záměrný výběr, ovšem jen z části, obiloviny si vyvinuly nerozpadavé plody.
Ale ponětí o problému zde bylo. Starověcí filozofové si lámali hlavu nad tím, jaktože všechny tělesné znaky organismů vykazují účelnost, Aristotelés to bral jako doklad prvotního hybatele. Teorii už celkem blízkou uvádí Empedoklés (5. st. BC), který tvrdil, že náhodně spojovaná hmota vytvořila mnoho divných stvůr, ale časem přežily jen ty "dokonalé", dobře přizpůsobené verze, co známe dnes.
Přirozený výběr však není nic tak samozřejmého. Bylo popsáno pět předpokladů, které darwinismus potřebuje k funkčnosti. Tři z nich se snaží pouze zajistit, že populace zůstane zachována do budoucna, nicméně čtvrtý předpokládá, že zástupci jednoho druhu se budou lišit, a pátý že se vlastnosti budou dědit na děti. Toto byly čistě Darwinovy hypotézy, potvrzené až moderním sloučením s Mendelovou genetikou.

Konec vědy

Již na počátku 20. století panoval všeobecný dojem, že věda se chýlí ke svému finále. Patrně to byl tou dobou lord Kelvin co ve své přednášce prohlásil, že jen co se vyřeší poslední dva obláčky otázek nad zářením absolutně černého tělesa a světelnou rychlostní hranicí.
Skutečně, teoretický vědecký výzkum vypadá, jako že si za cíl vytyčuje zastavení sama sebe. Kupodivu, tyto obláčky se nevypařily s postupným pokrokem fyziky, a naopak se staly největšími filozofickými záhadami co kdy člověk spatřil. Třeba proto, že kvantová fyzika předpovídá existenci náhody, relativistický svět zase ukazuje pohyb jako pouze relativní vůči každému atomu zvlášť.
Pokud bychom opravdu již všechny zákony vesmíru znali, měli bychom být schopni je sepsat do jedné "finální rovnice", která by měla být schopna vysvětlit cokoliv. Jakkoliv nereálné se to zdá, mnoho fyziků dnes se s tím ztotožňuje a ze všech sil se snaží spojit se současnými poznatky kvantovou teorii a gravitaci, poslední článek. Veškeré paradoxy a problémy v makroskopickém světě, které by pak byly nalezeny by byly prohlášeny buď za chybu ve výpočtu, nebo měření.
V případě ať už zastánců či odpůrců sjednocující teorie jde ale už částečně o subjektivní filozofii, který model se vám zdá elegantnější - jednodušší. Proto ač všichni uznávají Occamovu břitvu (koncept, podle kterého bychom měli vždy volit nejjednodušší teorii) i ostatní vymezující postuláty, rozhodnutí závisí na každém vědci zvlášť.
Zkoumání tohoto druhu se totiž týkají samotné příčiny zákonů přírody - něco, na čem je samotné zkoumání těchto zákonů závislé.

Půl na půl

«návaznost na díl 19

Když se tedy tvoří vzpomínky, prakticky se pouze spojují všechny vjemy, které jsme v dannou chvíli pociťovali. Pokud na ně myslíme - vzpomíname - posilujeme tedy neurální cestu, algoritmus, který se nám co možná nejautentičtěji pokouší tyto pocity znovu navodit, pokud na ně nemyslíme, dříve nebo později se spojení ztratí - zapomeneme je.

Tato teorie nám pomáhá objasnit spousta psychologických jevů. Třeba déjà vu vzniká, pokud vjemy, které právě pociťujeme jsou natolik blízké, že máme pocit, jako bychom situaci prožívali znovu - v mozku máme totiž s těmito vjemy silně spojenou vzpomínku, takže nejeden zbloudilý signál nás tam zavede.

Déjà vu ale není jediním takovým jevem. Například jamais vu - pocit, který vniká, když si stále dokola opakujete nějaké slovo, až vám přijde strašně zvláštní a nepřirozené. Vjem spojený s tímto slovem se totiž zařadí mezi mnoho signálů, které soustavně dostáváme (např. nos mezi očima, slepá skvrna či slabé signály) a náš mozek se již naučil ignorovat.

Presque vu je pak vlastně opak. Znamená  to, že jste si jistí, že něco víte, už už to máte na špičce jazyku, ale za žádnou cenu si na ono slovo nemůžete vzpomenout. Zjistilo se, že mozek totiž nalezne nějaké vcelku velmi podobné slovo a pak pomáhá našim snahám tím, že se snaží blokovat zprávy od slov ostatních - naneštěstí včetně onoho hledaného slova. Toto bylo i velmi dobře ověřeno v experimentech, kdy měla skupina lidí zadané stejné blokující slovo a snažili se přijít na podobné. Lidé si na název nemohli vzpomenout, ale dyž přišel někdo zvenčí, vzpomenul si hned.

Ačkoliv to často vypadá, že psychologické teorie se tvořily bez jakýchkoliv hlubších posudků, přesto často později objevíme jejich funkčnost (ostatně tak, jako úspěch mladého šalamouna z komiksu). Mnoho psychologů ještě před jakýmikoli neurologickými pokusy (např. Erik Erikson) prohlašovalo, že většinu naší osobnoti formuje naše mládí. To se potvrdilo v pokusus s krysami, které nejvíce lízaly své potomky, pokud je matky nejvíc lízaly v mláddí, a k změně této kutečnosti nepomohly ani kruté matky v dospívání či horší podmínky. Vlastně to ale dává smysl. Mládí je obdobím největšího rozpínání mozku a může dát vzniknout základnímu rozpoložení naših myšlenek - charakteru. Ve velmi nedávných výzkumech zjistili, že lidský mozek záměrně odstraňuje vzpomínky z mládí, aby uvolnil nový prostor. Zachovány jsou tedy pouze vzpomínky proceduální paměti, to, co se naučíme ne zapamatujeme, v prvních letech života.

O co se stále snaží psi

« návaznost na díl 19 a (12)

Ačkoli to možná zní absurdně, (a králíci nejsou ani schopni na první pokus trávit všechno jak my) neexistuje žádný obecný důvod, proč by civilizace uroborosů měla zaniknout. Dejme tomu, že na konci ocasu by jim pokožka rohovatěla, takže její požírání by bylo jenom neustálá filrtace látek do duležitějších orgánů. Pak nepomůže ani zrádný druhý termodynamický zákon, co zakazuje perpetuum mobile, naopak, při stavbě nových orgánů se nejenže nemusí žádná energie ztratit - metabolismus může být např. poháněný chemickou reakcí ze Slunce a organismus se může stále stávat zdatnějším. Kupříkladu rypoš lysý takto funguje. Jejich populace nestárne a pokud zemřou, pak za to můžou vnější vlivy.
Pokud bychom pak počítali průměrný věk v populaci, využijeme zajímavého evolučního principu zvaného třídění z hlediska stability. Jde o naprosto fundamentální princip pro teori vzniku života: že totiž by se měli udržovat stabilní (či cyklické) děje. Robůtci pohánění otáčející se dvojitou šroubovící, stavěcící nové robůtky (totiž my) zní podle tohoto modelu jako docela dobrý plán. U takových robůtků se časem objeví jak mikroevoluce (silnější přežije) tak makroevoluce (rod, co umí využívat symbiózu přežije). Podle Jamese Lovelocka (Qartán 12) tak vznikla na Zemi symbióza celé biosféry (my dýcháme tolik kyslíku, kolik stihnou spotřebovat stromy, za časů velkých vážek, co potřebovaly mnohem více kyslíku, bylo také na Zemi mnohem více roststlinstva).

Život jako perpetuum mobile

Tam, kde je život, zákony, podle kterých můžeme všechno snadno vypočítat, neplatí. Celá naše planeta působí jako jedno velké perpetuum mobile, kde se látky nerosty stávají stále organizovanějšími. Tento argument bývá často používán proti darwinistické evoluci: Jestliže se neživé látky uskupují do stále uspořádanějších (účelnějších) forem, není to proti druhému zákonu termodynamiky - že totiž entropie se stále musí zvyšovat? Kreacionisté v tom mohou viděět jakýsi řád, který někdo účelně vtiskl do neuspořádané plazmatické polévky po Velkém třesku.

Velmi mě zarazilo, když jsem zjistil, že na tuto otázku se obvykle reaguje řečením, že Země není uzavřený systém. Ze samotné definice entropie to ale organizovanost pomáhá pochopit. Ve vesmíru, kde neustále cirkuluje energie je zkrátka neuspořádanost stále pravděpodobnější. Nelze kopnout míč, tak aby do někoho narazil "vysál jehe energii" a pokračoval dál ještě rychlejší. Proto při jakémkoliv dotyku mezi tělesy se rozložení energie zprůměruje - ten, kdo měl více energie má méně a naopak.

Paradoxně, máme-li tak obrovský zdroj energie, věci se mohou vyvíjet opačně. Například planety, které jsou od Slunce dál, nemají takový teplotní rozdíl mezi póli a rovníkem. Jde o to, že takové malé vzory i vprostřed chaosu pomáhají zvyšovat neuspořádanost světa tím, že berou energii z nadprůměrně teplého tělesa. Proto se i na Zemi mohou vyvinout složité organismy. To nám pomáhá sníženou entropii vysvětlit i přesto, že je jen statistický poznatek. Zodpovězení otázky, zda pro vznik života byl potřeba nějaký složitější vzor při vzniku vesmíru zůstává na každém zvlášť, protože je zkrátka subjektivní. Můžeme se ale těšit, že nové výzkumy, které pátrají po reliktním záření z Velkého třesku, nám toto pátrání trochu usnadní.

Sladké pokušení

Nevím jak vy, ale já jsem si vždycky lámal hlavu s tím, jak se jednotlivé buňky (jak je můžete vidět třeba v Byl jednou jeden život) rozhodují co, kdy a jak dělat aby prospěly celému (velice komplexnímu) organismu, a naopak, učíme se o tělesných reakcích jako je zbělání strachem nebo slzení - ale jak se jednotlivé buňky dozvědí rozhodnutí mozku? Nebo snad všechny buňky (tedy i ty které nejsou součástí žádného epitelu - jenom volně plují tělem) reagují na nervové - tedy elektrické signály? A vlastně jak to dělají i třeba rostliny, které reagují na podnět (rostliny určitě nervy nemají)?

Odpovědí jsou mnohdy neurotransmitery (vlastně hormony). Když k nám dorazí nějaký signál ze smyslových orgánů, pokračuje buď kratší cestou - "zvířecím" středním mozkem, nebo delší přes koncový mozek, který už situaci vyhodnotí racionálně, podle toho kam vede cestička uložená k tomuto signálu. Po té jsou tyto látky vyslané specializovanými orgány skrze nervovou cestu, a když dorazí k poslednímu neuronu, signál, který by normálně vyvolal další reakci doběhne až ke konci nejzazšího axonu, a tam vyvolá chemickou reakci, která se ovšem již nepřenese k dalšímu neuronu, nýbrž uvolní látky, které často slouží jako živiny pro cílový orgán, různé buňky pak zvyšují svou aktivitu s přibývající hladinou různých látek. Například při vzrůstající hladině stresu se hladké svalstvo smršťuje, tím přiškrtí tok krve do nepotřebných orgánů a my to vidíme jako zbělání obličeje.

Největší roli hraje ale hraje látkové řízení v navádění neuronů v mozku. Když nervový signál dorazí nakonec v mozku, uvolní látky, které lákají jiné neurony, v klidu zase neurony vylučují látky, které je odpuzují. Když se mezi axony naváže spojení, ukládáme si své vzpomínky. Pokud tedy Johna potkáme v LA, posiluje se spojení mezi Johnem a LA, a pokud si chceme vzpomínku znovu vybavit, procházíme všemy vjemy, které naši vzpomínku tvoří, tím se znovu vylučují lákavé živiny a spojení se posiluje. Naopak pokud na situaci Johna v LA nemyslíme, spojení stále slábne, až se rozpojí a uvolní místo dalším datům.