Nova vrsta nauke

 Ima tome dosta, kad-e sam gledao jedan od mnogih klipova na tjubu... Ovoga puta je bilo reči o Zadužbini Isaka Asimova, a naravno povodom serije The Foundation. Ne mogu sad da tražim klip, no sećam se tog lika, koji je voleo kontraverzne teme vezane za SF dela. Jedna od poenti bila mu je da se društvo ne može programirati, u tom smislu Psihoistorija je glupa ideja. Ono što me je navelo na dalje istraživanje bilo je što reče: kao što vidimo kod A New Kind of Science, Stephen Wolfram, jednostavni kodovi (entiteti) mogu dati veoma kompleksne rezultate. Nije to za mene nešto novo, zapravo je u osnovi moje filozofije. Uskoro sam video da je knjiga dostupna na netu (u zgodnom formatu između pdf-a i hiperlinka) i polako sam počeo da čitam. Nakon skoro devet meseci čitanja, a taj dugi period treba uslovno shvatiti (čitao samo na poslu, kad imam vremena i volje, između bili odmori, čak putovanje) mogu reći da sam završio ovo "kapitalno delo", pa i nešto reći o tome. Videćemo da tekst neće biti predugačak.

Nešto o samoj knjizi. Spada u one koje više ljudi pominje, možda više kaže da je pročitalo, nego što ima onih koji su je stvarno čitali, a posebno do kraja pročitali. No to i nije tako redak slučaj. Možda je veći problem što tu knjigu čak ne pominje tako mnogo ljudi kao što bi trebalo, čak ni neke ideje iznete. Mada videćemo da Wolfram nije baš nepoznat u naučnim i programerskim krugovima. Ideje do kojih mi je stalo, no vratićemo se na njih...

Problem je dužina od 846 stranice (u ovom formatu), mada i tako dugačka popularno-naučna knjiga može biti čitljiva, popularna, etc. Uzmimo, na primer, Carev novi um ser Rodžera Penrouza, knjigu koja je možda sve aktuelnija a propos sve veće galame oko AI. Mada se ta knjiga bavi mnogo širim temama, a i ova ima takvih pretenzija. Ovde se stiče utisak da bi nešto moglo biti pet puta kraće (primeri), a nešto dva do tri puta (spekulacije i teoretisanja). Uostalom, ako se roman može pisati za svakoga i ni za koga, kako to reče Niče, ili neka knjiga svojih razmišljanja - naučno-popularna knjiga treba da ima ciljnu publiku. Kao naučna, knjizi fali rigoroznost, bilo je takvih kritika. Knjiga  je mogla biti pisana za gikove, no čini mi se da onda ne bi smela biti toliko dugačka, osim ako se ispis rezultata ne računa kao Appendix, trebalo bi da je više u DIY fazonu. Najzad, za ljude koji vole da razmišljaju "van kutije", a tu ću neskromno računati sebe, knjiga bi trebalo da je zanimljivije napisana, da nije suvoparna i da se jasnije odnosi na polemike koje su itekako žive...

Teme su mi itekako važne i odnose se (kao i mnogo šta drugo) na način kako vidimo svet oko sebe. Ima veoma glasnih ljudi koji zastupaju neki neoateističko-scijentistički pogled na svet koji se nameće kao "naučni" jerbo je "zvanična pozicija nauke" agnosticizam, što će mnoge naučnike navesti da o nekim temama i ne pričaju (osim ako ih se ne pita, a neki ni tada)... Jedan od temeljaca ovog pogleda je rečenica koju sam demantovao kad god bih je video, jer se kosi sa onim što profesionalno znam (kao informatičar), a tu rečenicu demantuje i ova knjiga, mada se ne sećam da je u svim ovim stranicama direktno pomenuta: program je komplikovaniji od stvarnosti koju kreira. Uopšte ne znam odakle im to! 

Njihova nedokazana rečenica trebalo bi da dokaže (opravda) njihov pogled na svet, kako sproću ideja da je naša stvarnosti simulirana (možda čak i da je hologram), tako i protiv ideja da je svet stvorio Bog (to no-no, B-reč!). Naravno, to što se koncepti ne mogu tako glupo pobijati, po sebi ne dokazuje ni simulacionu teoriju, niti Boga. 

Da budem jasan, ovoj knjizi nije cilj, niti je navedeno, a mislim da nije ni bio niti sledi, da dokaže postojanje Boga. Zapravo ideja se kosi i sa konvencionalnom religijom, sa duhovnošću desne ruke, kako bismo mogli reći. Nema ništa dalje od verovanja u "centralni autoritet" od smatranja da svet nastaje igrom veoma jednostavnih entiteta. Ako bi se tražio pandan u ostalim pogledima na svet to bi bio panpsihizam u svojim modernijim viđenjima. Svest ne nastaje od nekog spoljnog entiteta "izvan ovog kosmosa", sa druge strane ne nastaje ni iz beslovesne mase pa da posle nekako "iskrsava". Ako je svest fundamentalno svojstvo univerzuma, u izvesnom obliku (proto-svest?) biće kod svih elementarnih entiteta, koji sprovode svoje sitne programe iz kojih nastaje kompleksna slika sveta kakav vidimo.

Sa simulacijom je stvar "nešto komplikovanija", pri čemu komplikaciju predstavlja samo nečije neznanje o čemu govori. Jer mnogi brkaju simulaciju i scenario. Wolfram ne samo da opravdava "simulacionu teoriju", nego je na neki način predstavlja - sve se može simulirati, dakle pustiti u rad uz izvesne početne uslove i onda samo gledati šta se dešava i pošteno - iznenaditi se!

Rekoh da nije ovo uopšte bilo novo za mene, a nije ni inače novo, pa je jedna od čestih kritika nedostatak originalnosti, čak možda da je nešto plagirano. Tako je još 1970. puštena Conway's Game of Life, što je igra bez igrača. Ekran je podeljen na ćelije koje su bile "žive" ili "mrtve", tj. videli smo ih kao crne ili bele. Pravila su bila jednostavna:

1. Bilo koja živa ćelija sa manje od dve žive ćelije u susedstvu umire (underpopulation)
2. Živa ćelija sa sva ili tri živa suseda opstaje
3. Živa ćelija sa više od tri živa suseda umire (overpopulation)
4. Bilo koja mrtva ćelija sa tačno tri živa suseda postaje živa.

U zavisnosti od različitih početnih uslova imao si različite rezultate.

Ovde je stvar donekle slična, mada mi je trebalo izvesno vreme da razumem. Mada se radi i sa dvodimenzionalnim pravilima, tipična su jednodimenzionalna (u jednostavnijem slučaju sa dve boje, mada su moguće i nijanse). Imamo, dakle, red crnih i belih kockica, a sledeći red (ispod) nastaje od njega. Tipično se od tri kockice (centralna, leva i desna) definiše jedna kockica tačno ispod (naravno da to ne znači da ih ima tri puta manje, jer svaka kockica dole ima onu tečno iznad nje, polulevo i poludesno)... Postoji osam pravila da li ćemo dobiti belu ili crnu kockicu u sledećoj iteraciji (ispod) - dva na treći je osam. To daje jedno kompleksno pravilo, a broj takvih pravila-kombinacija je 256. Od izabranog pravila i početnih uslova, i samo od toga, zavisi kako će se stvar dalje odvijati. Širina slike je ono što imamo u svakom koraku, dužina je vremenska dimenzija. Sama slika može biti iznenađujuća i to ćemo uskoro viodeti. (Treba imati u vidu da se stvar komplikuje ako četiri kocice daju jednu ili dve kockice rezultata "ispod"; ako su inicijalni uslovi dati dvodimenzionalno, a razvoj u trećoj dimenziji; najzad, ako imamo u boji...)

Slika koju dobijamo daje nam obrazac koji se može klasifikovati u četiri grupe, od kojih se samo poslednja smatra zanimljivom:

1. Posle početnih uslova relativno brzo (nekoliko redova) dobijamo prazan ekran, nema više crnih kockica - "živih".
2. Obrazac se regularno smenjuje i može tako u beskraj.*
3. Nema obrasca, tzv. haos, ravnomerno ili bez nekog pravila raspodeljene crne i bele kockice.
4. Iz "haosa" ravnomerne raspodele iskrsavaju ostrva pravilnosti, recimo trouglasti oblici, ali nema ciklične pravilnosti, ili je bar ne raspoznajemo.

* U ovakvim igrama problem je dokazati da se nešto odvija u beskraj. Često se možemo zadovoljiti time da se stvari u velikom broju iteracija ponavljaju po uočenom obrascu.

Iz ovakvih osnovnih programa, Wolfram pokušava da dokaže mehanizme koje postoje u prirodi ili svakodnevnom životu. Fundamntalna fizika ili analiza percepcije mogu biti tako posmatrani. Poslednji deo je (za)ključni koncept i ono što je dosta osporavano - The Principle of Computational Equivalence. Najduži deo ima i najduže poglavlje: Implications for Mathematics ant Its Foundations, posle čega dolazi barem zanimljivi naslov - Intelligence in the Universe.

Kako vidimo, dijapazon tema je zaista širok, no nije sve dokazano da proizilazi iz jednostavnih programa. Wolfram će pošteno reći gde ne može naći analogiju, iako je trud uložen da se tako nešto dokaže. Možda je takve stvari trebalo izostaviti iz knjige. 

Za kraj treba reći da je izneta kritika kako nije to nešto tako novo, s obzirom da je jednostavne programe i osetljivost na početne uslove imamo bar u dve već definisane naučne oblasti: kompleksnih sistema i teorije haosa. Meni je poznatije ovo drugo, pa ću nešto reći o tome. Teorija haosa dolazi do sličnih rezultata iz različitih, možda suprotnih premisa. Dok Wolfram smatra da je svet u osnovi diskretan (što nije dokazao, iako se bavi kvantnom mehanikom zanimljivo da ne objašnjava njom svoje entitete, možda zbog neodređenosti), teorija haosa smatra svet u osnovi kontinualnim. Do prvih saznanja u osetljivosti na početne uslove došlo se digitalizacijom takvih procesa (samo ću pomenuti analogne računare koji su samo merili parametre sa određenom, nikad potpunom preciznošću). Broj decimala tada beše bitan za memorijske resurse (kad se računalo sa kilobajtima!) pa je neko zapisao početno stanje sa tri umesto pet decimala. I dobio nešto potpuno neočekivano. Wolfram je, međutim, pustio jednostavne programe pa da se vidi šta će ispasti...

U poglavlju The World of Simple Programs on navodi neke druge primere, koji naravno nije on smislio, te daje njihovu međusobnu zamenjivost. Drugi celularni automati, mobilni automati, Tjuriongova mašine, sistemi zamene, sekvencijalni sistemi zamene, tag sistemi, ciklični tag sistemi, register mašine, simboliči sistemi... Posebno je zanimljivo Pravilo 110, klasifikovano u zanimljivu četvrtu grupu (između stabilnosti i haosa) koje može simulirati Tjuringovu mašinu.

Najzad, sam Stephen Wolfram ima zanimljivu biografiju, ne možda kao neki drugi, ali ako neko sa više dara za pisanje napravi pandan knjizi Haos  Džejmsa Glajka, koje se potpisnik ovih redova rado seća, moglo bi se i o tome ponešto reći. Kao i Mandelbrojt, po kome je nazvan čuveni skup, Wolfram vodi poreklo iz jevrejske porodice koja je emigrirala iz centralne Evrope, da bi se afirmisao na angloameričkom govornom području (on se rodio u Londonu). Njegova dalja istraživanja obuhvatala su simboličku algebru, programske jezike na njoj bazirane, etc. "Otkrovenje" Nove vrste nauke slavi već svojih dvadeset godina.

Ivan Vukadinović