Juhlan kunniaksi pikkuinen ilottelu
Dualismi emformaation ja aineen välillä: rakenne ja sisältö
Nyt on kulunut puoli vuotta siitä kun asetuin tänne blogistaniin ... kiitos, olen viihtynyt hyvin. Tämän asian juhlistamiseksi tarkastellaan tässä hieman laajempia kehyksiä - miksi neokybernetiikka on niin yleispätevää. - Varoitus: seuraavassa astumme fyysisen maailman kulisseihin, metafysiikkaan.
- Aluksi on kaaos. On luvuttomia identtisiä hiukkasia (tms.), joiden ominaisuudet ovat satunnaisia, kohinaa. Ja yhden hiukkasen ominaisuuksia ei kyetä edes mittaamaan, ainoastaan tilastollisia jakaumia on tunnistettavissa. - Kelpaako tämä määritelmä? No, tämän jälkeen asia etenee kuin juna.
Jos mitään rakennetta ei kaaoksen maailmassa ole, yllättäen tiedämmekin aika paljon: Yllä esitetyillä ehdoilla esimerkiksi ominaisuuden u jakauma on normaalijakautunut (keskeisen raja-arvolauseen perusteella); tällainen normaalijakauma voidaan luonnehtia täydellisesti kahden tunnusluvun, keskiarvon E{u} ja variaation E{u^2} avulla. Tämä on paras tieto mitä muuttujasta u voi olla.
Jälkikäteen osoittautuu, että muuttuja E{u} heijastuu havaintomaailman hetkellisessä kuvauksessa suoraan jonakin mitattavana ominaisuutena - perinteisesti onkin keskitytty tähän olevaiseen, "aineeseen". Muuttujaa E{u^2} ei perinteisesti ole johdonmukaisesti analysoitu - nyt tämä "emformaatio" on sen sijaan tarkastelujen ytimessä. - Osoittautuu, että fysikaalisissa ympäristöissä emformaatiolla on tyypillisesti energian dimensio, ja ei-fysikaalisissa ympäristöissä se on (Fisherin) informaatiota. Kummassakin tapauksessa emformaatio on avainkäsite: se sisältää kapasiteetin vaikuttaa maailmaan ja tulla "näkyväksi". Korkean emformaation ilmiöillä on puolellaan evolutiivinen etu.
Ulkoapäin tarkasteltuna näyttää siltä, kuin mukautuvat järjestelmät pyrkisivät imemään variaatiota ympäristöstään. - Tämä emformaation E{u^2} maksimoinnin toteuttaminen ja seurausten analysoiminen juuri on lähtökohtana neokyberneettisissä tarkasteluissa. Kaaoksen todellisuus on universaali - missä vain voidaan nähdä kohinaa ilman toistaiseksi löydettyä rakennetta, siinä suunnassa on uusia mahdollisuuksia.
Neokyberneettisten järjestelmien toimintaa näyttää ohjaavan jonkinlainen elämänvoima, elämän nälkä - niin, todellakin, tällainen puhe on sitä pahamaineista vitalismia. - Mutta miksi hyväksyisimme tabuja, ajattelurajoituksia, jos niiden kaataminen näyttää antavan meille vahvat työkalut uudenlaisiin kysymyksenasetteluihin? Katseen siirtäminen miksi-kysymyksiin mahdollistaa emergenssin ja rakenteiden synnyn ymmärtämisen ilman että tarvitsee rajoittua pelkkiin ylhäältä annettuihin kategorisointeihin.
Muodostuvien rakenteiden perustana on takaisinkytketty säätösilmukka, jonka kautta määrittyy vuorovaikutus systeemin ja sen ympäristön välillä. Näitä "dynaamisia atomeja" voidaan - kunnianosoituksena entisajan filosofeille - nimittää monadeiksi, jotka ovat eräänlaisia pyörteitä tai attraktoreita herakleitoslaisessa "elämän virrassa". Samalla nämä pyörteet määrittävät vapausasteiden akselit rajoitteiden hallitsemassa muuttujien avaruudessa, virittäen uudenlaisen voimien ja vastavoimien keskinäiseen tasapainoon perustuvan dialektiikan.
Koska systeemi on ympäristönsä kanssa elimellisessä vuorovaikutuksessa, ei ole enää yksisuuntaisia kausaalisuhteita - onkin mielekkäämpää puhua jonkinlaisesta pankausaalisuudesta. Ei ole "tarkkailijaa" ja "tarkkailtavaa": kaikki ovat yhtä aikaa subjekteja ja kaikki ovat objekteja. Tässä mielessä jopa perinteinen kartesiolaisuus tulee haastetuksi, ja näyttää siltä, että pudotaan ohi tieteen normaalien raja-aitojen. - Onhan se ikävää jos tiede ei kykene vastaaman oikeasti kiinnostaviin kysymyksiin. Ehkä tieteen aikakausi alkaa olla ohi, ja on syytä palata taas ylemmän tason kategoriaan, luonnonfilosofiaan!
Tiistaina, 1.11. klo 18:00, pidän Luonnonfilosofian seuran tilaisuudessa esityksen aiheesta "Emformaatioteoria - oppi emergentistä (in)formaatiosta". Paikkana on Tieteiden talon sali 104, osoitteessa Kirkkokatu 6, 00170 Helsinki. - Seuran tilaisuudet ovat kaikille avoimia, joten voinen kutsua asiasta kiinnostuneita täältä virtuaalimaailmasta hetkeksi reaalimaailman kohtaamiseen!
Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!
"Onhan se ikävää jos tiede ei kykene vastaaman oikeasti kiinnostaviin kysymyksiin" Mielestäni ongelma ei ole se, että tiede ei pysty vastaamaan kysymyksiin, vaan se, että kaikista kiinnostavimpia asioita ei edes yritetä tutkia tosissaan.
Tavallaan ymmärrän tieteen auktoriteetteja: jos päästetään asiat rönsyilemään, ei juttuja saa pidetyksi kasassa enää millään! Ja siellä tieteen maailmassa ne raja-aidat vasta korkeita ovat ja kateus on melkoista. - Niin, uskon että myös tieteen maailmassa vielä hyökyy jonkinlainen "perussuomalaisuus": ei enää hyväksytä ulkoa annettuja sivistyksen reunaehtoja, vaan uskalletaan ajatella rehellisesti.
... Tällaisia asioita EI OLE filosofien toimesta juurikaan pohdittu aiemmin. Miksikö? - Wittgensteinin mielessä voidaan sanoa, että ei ole ollut kieltä ajatteluun. Tarvitaan modernia matematiikkaa - ei kovin monimutkaista, mutta matriisit pitää hallita. Tarvitaan käsitteellinen työkalu abstrahoida ajassa yli variaatiojakauman, ja tarvitaan keinot tällaisilla rakenteilla "päättelyyn". Ja vain korkeammissa ulottuvuuksissa kun muuttujia u on useita ja niillä on yhteisvariaatiota voi muuttujien korrelaatiorakenne olla ei-triviaali.
Osoittautuu, että stabiilit ratkaisut, ne dynaamiset attraktorit, jäsentyvät ekolokeroina muutosten ja yhteisvariaatioiden hallitsemassa avaruudessa. Matemaattisesti puhuen, nämä "lokerot" ovat variaation pääkomponenttirakenteen virittäviä kantavektoreita ...
Mikään kielellinen filosofointi ei kykene määrittelemään dynaamisten rakenteiden ydintä eikä niiden käsittelyn sääntöjä.
Ei nyt konkretisoidu. Esim. lumihiutaleilla on ominaisuuksia ja niiden variaatoita, mutta ei niissä mitään evoluutiota tapahdu. Siis tuo "evolutiivinen etu" ei toteudu tai sillä on joku muu merkitys?
Tai kaaos nyt vain pysyy kaaoksena, jos ajatellaan normaalia kaasuseosta. Ei sinne mitään rakenteita synny. Vaikka ei sellaista seosta tietenkään olekaan, jossa ominaisuudet olisivat satunnaisia?
... Haaste kirjoittaa mahdollisimman yksinkertaisesti ... jolloin joutuu tekemään kompromisseja täsmällisyyden kanssa.
Niin, järjestelmän syntymiseksi tarvitaan lisäksi jonkinlaisia tilamuuttujia, ytimiä, joissa "resurssien" (jonkinlaisten potentiaalien) paine voi ilmetä aktiivisuutena (jonkinlaisena diffuusiovirtauksena). - Liian yksinkertainen maailma on liian yksinkertainen, okei. Mutta esimerkiksi tuo kasvien ja kasvinsyöjien maailma (kuvassa): jos kasvien menestyminen (ja niiden yhteisesiintyminen) eri vuosina (esimerkiksi sääolosuhteiden vaihdellessa) noudattaa jonkinlaista johdonmukaista mallia, menestyvä kasvinsyöjien jakauma stabiloituu - vaikka kasvien määrä eri vuosina näyttäisi täysin kaoottiselta. Yksikään laji ei tuhoa toisia täysin, vaan muodostuu "työnjako", koska tällöin resurssien hyödyntäminen kokonaisuudessaan optimoituu.
Okei, nyt hahmottuu tuo ympäristö, jossa siis perintöaines ehkä on lähes pakollinen (evoluutio on perintöaineksen muutosta lisääntymisjaksossa)?
Tai voisiko tarkastelu kohteena olla yrityksetkin? Tuo kybernetiikkahan on kaikteti matematiikan kaltaista yleistettävyydeltään?
"... nyt hahmottuu tuo ympäristö, jossa siis perintöaines ehkä on lähes pakollinen ...?
Mitä pidemmälle mennään elämän ketjussa, sitä enemmän valmista "ohjelmointia" tarvitaan (jonka senkin päälle aina tarvitaan yksilönkehitys ja adaptaatio, koodi kun pitää polkaista eloon prosessi kerrallaan) ... mutta hauska esimerkki järjestymisestä "nollasta alkaen" on esimerkiksi Bénardin solu (Bénard cell; katso verkosta): tällaisessa solussa "muistiksi" riittää nestehiukkasten massan aiheuttama hitaus. Solut (virtaussilmukat) emergoituvat sopivissa oloissa automaattisesti, ja lopputulos on hämmästyttävän suunnitellun näköinen ollakseen syntynyt kaaoksesta ilman ohjausta.
"Tai voisiko tarkastelu kohteena olla yrityksetkin? Tuo kybernetiikkahan on kaikteti matematiikan kaltaista yleistettävyydeltään?"
Juu, siellä tilanne on vielä yksinkertaisempi kuin luonnossa, onhan raha yritysmaailmassa yhteismitallinen asioiden selkiyttäjä. - Ajatellaan, että resurssit (joita yritetään "imeä") ovat erilaisissa tuotekategorioissa tarjolla olevat rahamäärät (kysynnät). Tuotteiden kysynnät vaihtelevat vuosittain, mutta tyypillisesti jotenkin "rakenteellisella" tavalla; tämän rakenteen mallintaminen ilmenee yrityksessä tietyn tarjontaportfolion konvergoitumisena.
Bénardin soluissa todellakin näyttää muodostuvan järjestystä epäjärjestyneempään materiaan energian virtauksen tuottamana. Jos kaaokseen ajatellaan liittyvän satunnaisuutta, niin tuossa sattumaa on kuitenkin karsittu juuri olosuhteiden säädöllä. Vastaava ilmiö tuskin on kovin todennäköinen satunnaisessa ympäristössä.
Ja vastaavasti rakenteiden jatkuvan kehittymisen kannalta Bénardin solut vaikuttavat kehityksen huipulta, siis niiden varaan ei kovinkaan helposti syntyne korkeamman tason rakenteita. Lumihiutaleista sentään syntyy lumilinnoja.
Suunnitellun ympäristön käyttö emergenssin tuottamiseen saattaa hämätä luulemaan, että kaaoksesta syntyy sattumalta järjestystä? Esimerkiksi ateistien lapsille opettamissa elämänsyntytarinoissa tämä kuvio on miltei sääntö.
Kritiikkini ei tarkoita, etteikö biologisten yms. järjestelmien ennustamiseen voisi käyttää kybernetiikkaa, mutta että ehkä siinäkin on rajoituksia, jotka mielikuvistus sitten saattaa ylittää.
Harvoissa tapauksissa täytyy lähteä aivan nollasta; koska nollasta epsiloniin on äärettömästi pidempi matka luin epsilonista eteenpäin, olemassa olevan ytimen merkitys korostuu lopputuloksessa ("synnyt" kertautuvat). - Harvoissa ympäristöissä muodostuvat rakenteet ovat sitten niin pysyviä, että niiden päälle voisi rakentua yhä uusia rakenteita.
Bénard-solujen muodostumista ei kyllä paljoa ohjata, lähinnä siinä järjestetään riittävä lämpötilagradientti (sopivan paksuiseen nestekerrokseen), ja sen jälkeen alkaas jonkinlainen evoluutio täysin satunnaisista molekulaarisista liikkeistä alkaen.
Neokybernetiikalla ei voi ennustaa lopputulosta, teoria on enemmänkin laadullinen kuin määrällinen; olennaisinta ehkä on, että siinä kehyksessä entropiaparadoksi voidaan kääntää. Nyt voidaan ehkä ymmärtää, miksi aina vain kiivetään kohti monimutkaisempia rakenteita - kun luonnolla suoraviivaisinta olisi rikkoa jo olevat rakenteet ja heittäytyä suoraan epäjärjestykseen = maksimientropiaan!
Periaatteessa intän vastaan, vaikken mitään tietäisikään (-;
Bénard-solujen tapauksessakin ympäristön ehdot, olosuhteet, ovat sikseen epätodennäköiset, että voidaan epäillä useammassakin tapauksessa suunniteltua ympäristöä, suunniteltuja olosuhteita. Joka tapauksessa vaikkei näin ihan aina olisikaan, tätä olosuhteiden suunnittelua en ole havainnut juuri koskaan tuotavan esille erilaisissa "itsestään syntymisen" skenaarioissa. Ainakin kaikissa koejärjestelyissä olosuhteet ovat enimmäkseen älykkäästi suunniteltuja, mutta tulokset voidaan silti tulkita älyttömästi.
Mutta onhan se tietenkin totta, että kokonaisentropian vähentymisen kielto kaikkien prosessien osalta (luonnonlaki) ei kuitenkaan kiellä entropian vähenemistä jossain osajärjestelmässä, jos muualle syntyy epäjärjestystä. Kaikki ihmisen suunnittelemat koneet toteuttavat tämän ehdon ja kunhan ihmiset oppivat suunnittelemaan eliöitä, nekin toteuttuavat tämän saman ehdon.
Virtaustilaisen järjestelmän entropian väheneminen tai kaukana tasapainotilasta olevan rakenteen ylläpito on jatkuvan entropian tuotannon varassa. Bénard-solujen tapauksessa sen voinee havainnoida eristämällä järjestelmän, ts. estämällä lämpövirran ulos järjestelmästä. Biosfäärin tapauksessa esim. auringon sammuttaminen (kuvitteellisesti) johtaa etäällä kemiallisesta tasapainosta olevien järjetelmien siirtymisen kohti tasapainotilaa. Sen sijaan toiseen suuntaa prosessi ei käänny kuoleman rajan takaa. Kuolleet hevoset eivät tuota steriileissä olosuhteissa elämää, vaikka saisivat auringonvaloa. Tämäkin on luonnonlaki.
... Sellaisen kommentin tähän laittaisin, että luonto on kyllä melko kekseliäs. Otetaan nyt vaikka ilmakehä, täysin valvomaton ympäristö; kuitenkin sinne auringonpaisteessa muodostuu järjestyneitä nousevien ilmavirtausten putkia, termiikkejä. - Mutta tämä kaikki on siis kuin "blowing in the wind": mitään sen pitemmälle menevää ei muodostu (jaa, ovathan ne pyörremyrskyt kyllä vielä organisoituneempia rakenteita!).
Joissakin itsestään järjestymiskertomuksissa on pitkä sarja "pyörremyrskyjen" päälle kasattuja rakenteita. Ilmeisesti jos laskettaisiin todennäköinen tarvittava entropiavirtaus ja energia, maailmankaikkeuden tunnetut energivirtaukset eivät riittäisi. Mutta kun kutakin askelta tarkastellaan erillisenä tapahtumana, voidaan todennäköisyydet, entropia ja energia saada näyttämään "mahdollisilta". Tässä piilee hämäys.
Esim. Prigogine käsittääkseni haeskeli sitä aluetta, missä etäällä tasapainosta oleva järjestelmä löytäisi metastabiilin tilan. Enpäs ole vaan huomannut, että hänenkään esitystensä varaan olisi kovin paljon rakennettu, että ehkä sovellettavuutta ei suuresti ole.
Usko kuolleiden heräämiseen on uskonnollinen asia, se ei ole tieteellinen fakta juuri siksi, ettei sitä ole toistettavasti koetilanteissa havaittu. Tämä saattaa ajattelemaan, että on jotain rajaehtoja, joiden puitteissa evoluutiota tai emergenssiä tapahtuu. Vastakuolleessa eliössähän olisi "kaikki" edellytykset uusien rakenteiden syntyyn, jos pelkkä energiavirtaus riittäisi.
"Esim. Prigogine käsittääkseni haeskeli sitä aluetta, missä etäällä tasapainosta oleva järjestelmä löytäisi metastabiilin tilan"
Mielestäni Prigoginella on väärä strategia (olkoonkin, että hän onnistui löytämään ääriolosuhteista ääriomituisia reaktioketjuja). Kehityksen mahdollisuutta on lähdettävä etsimään homeostaasista, tasapainosta, joka vasta voi olla uuden hennon järjestyksen painekeitin.
"Vastakuolleessa eliössähän olisi "kaikki" edellytykset uusien rakenteiden syntyyn, jos pelkkä energiavirtaus riittäisi"
Kaikki lähtee alhaalta päin. Jos alla olevat elämän prosessit ovat pysähtyneet, ylimmän "monadin" keinotekoinen ylläpitokaan ei asiaa auta. Ulkoa päin pumpattu voima (energia) ei riitä, energiavirtausten pitää olla sisäsyntyisen "imun" aikaansaamia (sama näiden EU-juttujen kanssa: jos niitä vain ylhäältä päin tuputetaan, ne eivät lähde "eloon"!).
Homeostasia (tai homeostaasi) mainittu. Se voisi olla yksi niistä edellytyksistä, joiden varassa rakenne rakenteen päälle (emergessien päättymättömältä vaikuttava sarja) voisi onnistua. Ehkä perintöainesta vastaava komponentti on toinen (sellainenhan on yrityksissäkin erilaisten dokumenttien ja suunnitelmien muodossa). Sitä en nyt tosin hahmota, mikä se homeostasiaa ylläpitä solukalvo olisi yrityksen osalta. Mutta onhan siinä joku rajapinta?
"Vastakuolleessa eliössähän olisi "kaikki" edellytykset uusien rakenteiden syntyyn, jos pelkkä energiavirtaus riittäisi."
Vastakuolleessa eliössä, tarkemmin sen soluissa, systeemin sisältä vapautuvat kontrollista (siis homeostaattisesta säädöstä) hapettavat radikaalit ja autolyyttiset entsyymit, joilla systeemin itsehajotus on ohjelmoitu. Niitä ei synny lisää, koska ne tuhoavat synnyttäjänsä ja koko ohjelmointikoodin. Edellytyksiä ei siis ole.
... Niin homeostaasista vielä tekninen huomautus ... tässä tapauksessa ajatellaan että dynaamisessa tasapainossa muuttujat varioivat tasapainojensa ympärillä - mutta nämä muuttujat saavat olla luonteeltaan esimerkiksi virtauksia ("derivaattapohjaisia"). Siis "tasapainossa" saa samalla olla suurtakin läpivirtausta (dissipaatiota). - Napatkoon tästä se jota asia kiinnostaa!
"... mikä se homeostasiaa ylläpitä solukalvo olisi yrityksen osalta"
Heh, sinä et vielä hahmota ... perinteiseen tyyliin vaadit rakenteille fiksattuja konkreettisia seiniä tai kalvoja (sitä "ainetta"). - Kuitenkin herakleitosmaisena jujuna on funktio, relevantti toiminta: jos on olemassa dynaaminen attraktori, monadi pysyy koossa ilman mitään näkyvää pakotetta. Ja toisaalta: pelkät seinät ilman sitä toimintaa ovat kuolleita, kuten tuossa yllä oli puhe.
Kiinnitän vielä huomiota fabulandin kommentissa esille tulevaan homeostasiaan ja älykkään suunnittelun merkitykseen.
"systeemin sisältä vapautuvat kontrollista (siis homeostaattisesta säädöstä) hapettavat radikaalit ja autolyyttiset entsyymit, joilla systeemin itsehajotus on ohjelmoitu"
Luonto on valmistellut jo tätä kierrätysasiaakin, biomassan nopeampaa uusiokäyttöä ...! - Mutta kuoleman ja elämän kysymykset ulottuvat biologisen maailman ulkopuolellekin, kuoleminen ei edellytä entsyymejä. Melkein tekisi mieli sanoa, että tämä nykyinen rahatalous alkaa olla kuoleman kielissä, sitä ylläpitävät alatason prosessit uhkaavat pysähtyä ... no, kevyet mullat, reinkarnaatio on rahamaailmassa enemmän sääntö kuin poikkeus!
Kirjoita uusi kommentti
Kirjaudu tai rekisteröidy kirjoittaaksesi kommentteja
Kommentoi 18 kommenttia