Praveký recept na digitálny život: kto programuje náš kultúrny software?
Technológie ako evolučný jav - algoritmus na inovácie
Čítate newsletter Pokrok bez povolenia. Pôvodne bol o tom, ako internet konkuruje politikom. Teraz je o tom, ako rozmraziť evolúciu vo vzdelávaní. Pridajte sa k 3000 odberateľom, staňte sa podporovateľom, alebo newsletter zdieľajte vo svojich kruhoch. Ďakujem.
Toto je tretie pokračovanie série o kultúrnej evolúcii. V prvej časti som popísal tri typy javov: hromy, neporiadok a slovenčina. Ten posledný je najzaujímavejší. Je výsledkom ľudského konania, ale nie ľudského zámeru. Patrí sem aj problém koordinácie v ekonomike. V druhej časti som sa pýtal, prečo Lenin nevie, či vyrábať záchody zo striebra a ako to rieši koordinácia bez koordinátora - ceny. V tejto časti sa pozrieme na technológie ako ďalší príklad evolučného javu.
Technológie ako evolučný jav
Pred 60-tisíc rokmi opustila skupina tropických primátov s veľkým mozgami Afriku a vo veľmi krátkom čase osídlila väčšinu povrchu Zeme – od púští cez džungle až po mrazivú tundru. Nedávno sa dokonca dostali aj na mesiac. Čomu vďačí homo sapiens sapiens za tento svoj adaptačný úspech?
Určite to nebude biologická evolúcia. Obyvatelia severných krajín nemajú hustú srsť a púštnym ľudom nenarástli podkožné hrby s vodou. Namiesto toho sme sa naučili šiť oblečenie a skladovať vodu v prenosných nádobách. Prišli sme s technologickými inováciami. Ale povedať, že za náš adaptačný úspech vďačíme technológiám len posúva otázku ďalej: a čomu vďačíme za tieto technológie?
Hlavným podozrivým je výkonný hardware – individuálny mozog a jeho inteligencia. Naše kognitívne schopnosti nám umožňujú vytvárať mentálne modely „príčin a následkov“ externého sveta, vďaka čomu dokážeme riešiť aj evolučne nové problémy, na ktoré nemáme priame psychologické a behaviorálne adaptácie. Vieme improvizovať a poučiť sa z chýb. To je niečo, čo naši kolegovia zo zvieracej ríše dokážu len obmedzene. Sú viac spútaní inštinktami.
Toto však nemôže byť celá odpoveď. Ak by sme aj tým najinteligentnejším ľudom dali tú najlepšiu výbavu, veľké zásoby a vysadili ich v mrazivej tundre alebo v horúcej púšti, tak nedokážu prísť s technologickými adaptáciami, ktoré tam umožňujú prežiť miestnemu obyvateľstvu. V histórii sa stalo mnohým dobrodruhom, že stroskotali v nehostinných podmienkach a buď zahynuli alebo mali šťastie a narazili na miestnych obyvateľov, ktorí sa o nich postarali. Tým sa tam darilo výborne. A nebolo to vďaka ich individuálnej inteligencii, ale tej kolektívnej. Nemali výkonnejší hardware ako dobrodruhovia, ale lepší software. Naakumulovanú kultúrnu.
Kto programuje náš software?
Tajomstvom nášho úspechu nie je ani tak výkonný hardware ako skôr dobre naprogramovaný software. Tento software obsahuje naakumulované kultúrne dedičstvo v podobe všetkých možných technológií, inovácií a objavov. Je to open source software, ktorý je výsledkom mravenčej práce veľkého množstva jednotlivcov počas celej histórie ľudstva.
Funguje to tak, že každý člen spoločenstva sa rodí do aktualizovaného (up to date) operačného systému, odkiaľ si stiahne najnovšiu verziu softwaru. Vďaka tomu nemusíme zakaždým objavovať koleso, ale začneme tam, kde skončila prechádzajúca generácia. Takto šetríme kvantá hodín úsilia a opakovaného objavovania.
Ale nie len to. Vďaka možnosti stiahnuť si software má každý z nás k dispozícii aplikácie, ktoré by sám nikdy nedokázal naprogramovať. Výsledkom je, že aj podpriemerný jednotlivec dnes rozumie svetu lepšie ako tí najmúdrejší ľudia v dávnej minulosti. Stiahnuť najnovšiu aktualizáciu softwaru je neporovnateľne ľahšie ako niečo nové a užitočné naprogramovať. Opisovanie je ľahšie ako učenie sa a učenie sa je ľahšie ako objavovanie. Už malé deti dnes vedia o existencii nebezpečných baktérií a že Zem obieha okolo Slnka. V mnohých ohľadoch rozumejú svetu lepšie ako tí najväčší starovekí filozofovia. Sokrates mal síce výrazne výkonnejší hardware ako dnešný školák, ale veľmi zastaraný software.
Ivan Mikloš raz v parlamente povedal o Ľubošovi Blahovi, že je vzdelaný za hranicu svojho intelektu. To je možno pravda, ale platí to tak trocha o každom z nás. Všetci si do hláv sťahujeme software, ktorý je ďaleko za možnosťami toho, čo sme schopní naprogramovať s naším hardwarom.
O vývojároch kultúrneho softwaru kolujú rôzne mýty a mylné predstavy. Napríklad sa preceňuje úloha osamelých géniov, ktorí prišli s veľkým objavom a posunuli nás skokovo ďalej. Keď však historici skúmajú vznik inovácií, prídu na to, že aj tie najveľkolepejšie objavy vznikali postupnými malými krokmi, pri ktorých niekedy hrala úlohu náhoda, ale vždy rekombinácia už existujúcich technológií a poznatkov. Žiadny technologický prielom nevzniká ex nihilo – z ničoho.
Každá nová technológia je tak v skutočnosti nejakou kombináciou už existujúcich technológií a poznatkov a tie sú zas výsledkom tých prechádzajúcich a tak dookola. Neexistuje niečo ako v izolácii a individuálne vytvorená technológia. Všetky technológie sú súčasťou veľkého a hustého evolučného stromu, majú spoločného predka. Takto napríklad vedie hlboko do minulosti rodová línia atómového reaktoru až k momentu, kedy sme prvýkrát dokázali premeniť tepelnú energiu na mechanickú prácu. K vzniku parného stroja.
A kto naprogramoval software prvého parného stroja? Množstvo ľudí. To je ďalším špecifikom evolúcie kultúrneho softwaru. Keď je doba zrelá na nejakú technologickú inováciu, lebo sú v spoločnosti prítomné všetky potrebné časti, objaví sa v jednom čase viacero paralelných objavov – mutácií - tej istej inovácie. Fúkacie rúrky so šípkami s jedom sa objavili v Amazonskom pralese aj na Sumatre – mnohotisíc kilometrov od seba. Žiarovku v jednom období vynašlo nezávisle od seba 20 vynálezcov. Podobne aj veľké vedecké prelomy mali zvyčajne viacerých objaviteľov v jednom čase ako napríklad diferenciálny počet (Newton a Leibniz) alebo samotná teória evolúcie (Darwin a Wallace).
Pri vylepšeniach nášho kultúrneho softwaru preceňujeme úlohu géniov. Pekne to vystihol Matt Ridley, keď povedal: „nemôžem sa porovnávať s géniom Adamom Smithom, ale mám voči nemu jednu výhodu - ja si môžem prečítať jeho knihu.“ Takto si môže Ridley stiahnuť Smithovu aktualizáciu softwaru a začať pracovať na novom update.
V skutočnosti technologické inovácie nevyžadujú konkrétnych objaviteľov viac, než mozog vyžaduje pre fungovanie existenciu konkrétneho neurónu. Tak ako myslenie je výsledok emergentného javu v sieti prepojených neurónov, tak sú inovácie výsledok emergentného javu v spoločenskej sieti prepojených mozgov ľudí. Sú výsledkom kolektívneho mozgu - kultúrnej evolúcie.
Praveký recept na digitálny život
Tak ako prirodzený výber v biologickej evolúcii buduje tie najúžasnejšie adaptácie v podobe lietajúceho radaru netopiera, plávajúceho akumulátora elektrického úhora alebo detektora pachov v nose nášho chlpatého štvornohého spolubývajúceho, tak aj kultúrna evolúcia buduje tie najúžasnejšie technologické adaptácie, ktoré by nedokázal od základu vymyslieť ani ten najväčší génius za celý svoj život. Vrátane radarov, akumulátorov a detektorov. To je tajomstvo úspechu ľudského druhu. Sme úplne závislí a prispôsobení na život v kultúrnom substráte, ktorý je výsledkom evolučného algoritmu. A tento algoritmus môže fungovať na rôznych substrátoch. Okrem kultúrnych a biologických aj na tých digitálnych.
Jeden známy experiment s evolúciou v digitálnom prostredí sa uskutočnil v MIT laboratóriách. Výskumník Karl Sims vytvoril software, kde zadefinoval základné stavebné kamene života. Išlo o virtuálne „lego“ kocky a kvádre rôznych veľkostí s možnosťou spájať sa a v týchto spojoch sa mohli točiť a kývať. Tak mohla vzniknúť široká paleta rôznych tiel s rôznymi končatinami. K tomu dostal každý digitálny živočích jednoduchý počítačový mozog, pomocou ktorého dokázal ovládať svoje telo, vyhodnotiť, kde sa nachádza a sledovať jednoduchý cieľ, ktorý mu Sims zadal. Prvým cieľom bolo naučiť sa plávať v simulovanom prostredí vody.
Následne Sims zadefinoval parametre troch základných ingrediencií evolučného algoritmu – selekcia, replikácia a mutácia. V každom kole evolučnej hry museli tí najslabší plavci opustiť harddisk. Boli vymazaní. V populácii ich nahradili tí najúspešnejší plavci, ktorým bola umožnená replikácia simulovaným „pohlavným stykom“, pri ktorom si vymenili digitálnu DNA v podobe funkčných častí tiel. Takto vždy nová generácia digitálnych tvorov zdedila vlastnosti ich úspešných rodičov. A nakoniec do tohto procesu vložil aj štipku náhody - u niektorých tvorov sa z času na čas objavili nové mutácie v podobe rôzne pripojených končatín.
Na začiatku experimentu vdýchol Sims život populácii tvorenej 300 tvormi s úplne náhodným zložením tiel. Potom stlačil tlačidlo „play“ a sledoval, čo sa zrodí z kolobehu života. Keďže digitálne tvory boli na začiatku náhodní mutanti, väčšina z nich išla rovno ku dnu. Nepohla sa ani o kúsok. Ale pár ich spravilo mierny pohyb dopredu. V tomto momente nasledoval proces selekcie, replikácie a mutácie a mohlo začať ďalšie kolo. Takto digitálny život plynul generáciu za generáciou a približne po dvadsiatich až tridsiatich kolách sa začali objavovať prvé tvory s funkčnými časťami tiel, ktoré dokázali ako-tak plávať. Niektoré prišli s podlhovastým telom, na konci ktorého mávali chvostom. Buď hore a dole ako delfín alebo do strán ako žralok. Niektorým narástla stabilizačná plutva. Ďalšie stvorenia na to išli inak a boli zložené z viacerých tenkých častí a plávali vlnením sa ako vodné hady. V simulácii evolúcie sa dokonca objavili aj stvorenia s množstvom malých údov, ktorými kývali a krútili ako stonožka, alebo s telami podobnými morským koníkom (tu si ich môžete pozrieť na videu).
Tento digitálny experiment ukázal dve veci.
Po prvé, evolučný algoritmus funguje. Dokázal vygenerovať množstvo spôsobov ako plávať, ktoré mu vopred nikto nezadefinoval. Nikde v softwari nebola ani zmienka o plutvách, chvoste, údoch či vlnení sa - išlo o inovácie. V teórii komplexných systémov sa tento jav definuje prívlastkami emergentný, adaptovaný a komplexný. To znamená, že výsledok v podobe digitálnych tvorov organicky vyrástol pred očami Karla Simsa (emergentný), bol užitočný v daných fyzikálnych podmienkach vody (adaptovaný) a náhodným spôsobom by vznikol len veľmi, veľmi nepravdepodobne (komplexný). Takto evolučný algoritmus vygeneroval nové užitočné vedomosti v podobe rôznych spôsobov pohybovania sa vo vode – technologické inovácie. Ako sa v biologickom svete vyvíjajú organizmy bez božského zásahu. Ako v ekonomike prebieha koordinácia bez koordinátora. V digitálnom substráte vznikol dizajn bez dizajnéra. Je to stále ten istý typ javov ako slovenčina, ktorá tiež vznikla bez Jazykovedného ústavu Ľudovíta štúra.
Druhou vecou je, že evolúcia neprišla s jedným optimálnym riešením, ale s množstvom variability, ktorá rôznym spôsobom hľadala odpoveď na adaptačný tlak prostredia - selekciu. Fyzika vody viedla k vzniku rôznych spôsobov plávania. Takto slepá digitálna evolúcia objavila mnohé triky, s ktorými prišla aj slepá biologická evolúcia. Sims skúšal okrem plávania selektovať aj chodenie vo svete s gravitáciou a digitálna evolúcia rovnako prišla so starými známymi trikmi ako plazenie sa, skákanie, váľanie alebo dokonca kráčanie po nohách. Evolučný svet je svetom diverzity. Nikdy nedáva všetky vajíčka do jedného košíka.
Takýchto a podobných príkladov, kedy sa na počítačovom softwari rozbehol digitálny život, je už zdokumentovaných viacero. V roku 2020 vydali Sims aj s kolegami prehľadovú štúdiu "The Surprising Creativity of Digital Evolution“, kde nájdete ďalšie príklady.
Róbert Chovanculiak, INESS
Newsletter môžete podporiť aj v Bitcoinoch cez Lighting Network:
Pre plný zážitok z tohto newslettera sa pridajte k podporovateľom. Podporíte tým moju prácu a získate prístup do súkromnej skupiny. Ďakujem.
Ak nechcete zmeškať žiadnu novinku zo sveta pokroku bez povolenia, môžete ma sledovať na sociálnych sieťach: