Mokslo sriuba: Fuko švytuoklė ir dirbtinio intelekto psichozė
Šiame straipsnyje apžvelgsime Fuko švytuoklės principą ir sąsajas su dirbtinio intelekto (DI) psichozės laikmečiu, kuriame gyvename.
Įvadas į entropiją ir Fuko švytuoklę
„Entropy, how can I explain it? Entropija yra labai svarbus ir reikšmingas bet kokios fizikinės sistemos matas. Deja, apie ją paprastai nekalbama mokyklose, o ir universitetuose dažnai pristatymas apsiriboja keliomis nieko nesakančiomis formulėmis, kurios iš galvų iškrenta iškart po egzamino ir vėliau pasilieka tik kaip kažkokio neaiškaus dalyko atsiminimas.” Taigi, kas gi ta entropija?
Entropija - betvarkės matas
Labai trumpas entropijos apibrėžimas būtų toks: entropija - tai betvarkės sistemoje matas. Bet šis apibrėžimas, nors dažnai naudojamas, ne tik kad nieko nepasako (žodį „betvarkė“ sunku suvesti su fizikiniais dydžiais), bet net yra klaidinantis, nes labai didelės entropijos sistemos atrodo kaip tik visiškai tvarkingos. Galbūt truputį teisingesnis, bet vis tiek nieko nepasakantis, apibrėžimas būtų, jog entropija nurodo sistemos neunikalumą.
Entropijos pavyzdžiai
Pirmasis pavyzdys - visiškai abstraktus. Įsivaizduokime sistemą, sudarytą iš trijų dalelių. Vienintelė tų dalelių savybė yra jų energija (vietoje energijos čia gali būti bet kas kito: greitis, spalva, skonis, kas tik norite). Pažymėkime daleles A, B ir C, o jų energijas E(A), E(B) ir E(C). Kad būtų dar paprasčiau, įsivaizduokime, jog kiekvienos dalelės energija gali turėti tik dvi vertes - 0 arba 1 (vėlgi, tokius skaičius parinkau dėl paprastumo, nes jie gali būti visiškai bet kokie). Yra baigtinis kiekis būsenų, kuriose sistema gali būti. Kiekvienos dalelės energija gali turėti vieną iš dviejų verčių, dalelių yra trys, taigi galimų būsenų yra 2^3 = 8. Bet jei dalelės viena nuo kitos skiriasi tik savo energija, kai kurios būsenos bus neatskiriamos viena nuo kitos: pavyzdžiui, būsena, kurioje E(A) = E(B) = 0 ir E(C) = 1 išoriškai nesiskiria nuo būsenos, kurioje E(A) = 1 ir E(B) = E(C) = 0. Tokių išoriškai skirtingų būsenų sistema turi keturias, kurias galime apibrėžti per dalelių energijų sumą (visgi energija - vienintelė išoriškai matoma sistemos savybė): E = 0, 1, 2 arba 3. Apie tokią sistemą sakome, jog ji turi keturias makrobūsenas (macrostates) ir aštuonias mikrobūsenas (microstates). Makrobūseną E = 0 atitinka tik viena mikrobūsena E(A) = E(B) = E(C) = 0; analogiškai ir makrobūseną E = 3 atitinka tik viena mikrobūsena. O štai makrobūsenas E = 1 ir E = 2 atitinka po tris mikrobūsenas. Galima teigti, jog makrobūsenos E = 0 ir E = 3 yra labiau unikalios už dvi kitas. Taigi entropija - tai dydis, nurodantis skirtingų sistemos mikrobūsenų, atitinkančių tą pačią makrobūseną, kiekį. Ji paprastai žymima raide S ir aprašoma Bolcmano formule: S = k lnW. Čia k yra Bolcmano konstanta (1,38*10^-23 J/K, t.y. džaulių kelvinui), o W - mikrobūsenų kiekis. Vienos sistemos entropija nėra tvarus dydis - priklausomai nuo sistemos makrobūsenos, jos entropija gali būti labai skirtinga.
Savaime suprantama, realios sistemos yra žymiai sudėtingesnės už aukščiau pateiktą pavyzdį. Jas sudaro daugybė dalelių ir jos gali turėti milžinišką kiekį makrobūsenų, o mikrobūsenų - dar daugiau. Realus sistemos su įvairiomis makro- ir mikro-būsenomis pavyzdys yra atomas. Aplink branduolį besisukantys elektronai išsidėstę orbitalėse, taip pat turi sukinius. Jei elektronų yra du ir turi vienodus sukinius, tai juos sukeitus vietomis, sistemos energija nepasikeis, taigi makrobūsena išliks tokia pati. Jei elektronų daugiau, galimų perdėliojimų taip pat daugiau, taigi ir entropija didesnė. Didesnėse sistemose entropiją kokybiškai įvertinti irgi galima mąstant panašiai, kaip ankstesniuose pavyzdžiuose. Štai kad ir arbatos puodelis. Pripilame jį karštos arbatos, o tada įpilame šalto vandens. Iš pradžių du skysčiai nėra susimaišę, taigi karšta ir šalta bei arbatinga ir vandeninga sistemos dalys yra fiziškai atskirtos viena nuo kitos. Perkėlus vieną dalelę (ar tai būtų vandens molekulė, ar arbatos) iš vienos srities į kitą, pasikeičia ir sistemos makrobūsena, tačiau toje pačioje srityje daleles kilnojant iš vietos į vietą, makrobūsena nekinta. Kai arbata ir vanduo susimaišo, visa sistema tampa viena (šiltos atskiestos arbatos) sritimi, kurioje daleles perkėlinėti galima visaip, ir makrobūsena nuo to nekinta.
Taip pat skaitykite: Pinigų spausdinimo technologijos ateitis
Fuko švytuoklė - Žemės sukimosi įrodymas
Fuko švytuoklė, pavadinta prancūzų fiziko Leono Foucault vardu, yra paprastas, bet elegantiškas eksperimentas, įrodantis Žemės sukimąsi. Leonas Foucault 1851 m. Paryžiaus Panteone ant 67 m ilgio grandinės pakabino 28 kg svorio žalvarinį rutulį. Ši švytuoklė, galinti svyruoti bet kurioje plokštumoje, per dieną pakeičia kryptį ir tiesiogiai įrodo Žemės sukimąsi. Tokia švytuoklė įrengta ir Vilniaus universiteto Šv. Jonų bažnyčios varpinėje.
Švytuoklės svyravimo plokštuma pamažu sukasi, o tai yra tiesioginis įrodymas, kad Žemė sukasi aplink savo ašį. Švytuoklės sukimosi greitis priklauso nuo geografinės platumos - ašigaliuose ji sukasi greičiausiai, o ties pusiauju - visai nesisuka.
Fuko švytuoklė ir sąmokslo teorijos
Tiesa, anot čekų fiziko Jano Slegro, tai netrukdo kai kuriems teigti, kad visos Foucault švytuoklės yra apgaulingos ir kad muziejuose naudojamos magnetinės ritės, kurios pasuka švytuoklės sukimosi plokštumą.
Dirbtinio intelekto psichozės laikmetis
Gyvename dirbtinio intelekto psichozės laikais - stebime lenktynes, kuriose neaiškios nei taisyklės, nei starto ir finišo linijos. Kas laimės: duomenys, skaičiavimo našumas ar dirbtinio intelekto modeliai, o gal dirbtinio intelekto įrankiai?
Dirbtinio intelekto lenktynės
Norint apmokyti dirbtinio intelekto modelius, neįmanoma išsiversti be skaičiavimo našumo - tam reikia ne tik patikimo skaičiavimo resurso (GPU), bet ir, žinoma, elektros energijos. Tad kurioje vietoje reikėtų dėti akcentą, kurio resurso kontrolė yra ilgalaikiai reikšminga ir lemia nepriklausomybę ir saugumą? Atsakymas į šiuos klausimus nulems pasirinktą verslo strategiją valstybės, sektoriaus, įmonės ir individo lygyje.
Taip pat skaitykite: Mokslo populiarinimas pasaulyje
JAV laikosi nuomonės, kad bendrojo dirbtinio intelekto (ypač, jeigu jis susijęs su dideliais baziniais modeliais, kurie gali būti naudojami kitų - mažesnių modelių kūrimui ir plėtojimui), kodo atvėrimas gali būti laikoma grėsme nacionaliniam saugumui. Visgi, ES laikomasi priešingos pozicijos - atviru kodu grindžiamos DI sistemos pačios savaime vertinamos palankiai, kadangi skatina inovacijas.
Ekspertų skaičiavimais, iki 2026-ųjų net 90 proc. interneto turinio bus sukurta DI ar kitu sintetiniu būdu. Gyvo bendravimo internete nebeliks - prekes pirksime, valgiaraščius sudarinėsime, investuosime, susirinkimus organizuosime, keliones, viešbučius, skrydžius užsakysime, restoranus rezervuosime ne mes patys, o mūsų vardu veikiantys DI agentai.
ES - DI super-reguliatorius
Geriausias DI produktas, kurį iki šiol sukūrė ES, yra reguliavimas - Dirbtinio intelekto aktas. Šiame kontekste ES pasiuntė itin stiprų signalą pasauliui ir globaliai rinkai - Europos Komisija taps DI super-reguliatoriumi, ES bus sukurtos pažangiausios DI elgesio taisyklės, o jų taikymas bei priežiūra sukurs nemažai naujų darbo vietų. Tuo tarpu Jungtinės Valstijos žengia kiek kitu keliu - nors DI reguliuojamas ir ten, tačiau esminis skirtumas tas, jog JAV reguliavimas nėra vientisas, jis išsibarstęs po atskiras valstijas ir temas, sektorius.
Jeigu dirbtinio intelekto nereguliuosime, susidursime su sukčiavimais, nusikaltimais ir pan. O ką šiose lenktynėse gali nuveikti Lietuva, neturinti nei skaičiavimo resursų, nei galinti apmokyti ar sukurti didelį kalbos modelį? Galimybės atsiveria kitur: dirbtinio intelekto mokymas, testavimas, pritaikymas, dokumentavimas, diegimas.
Sąsajos tarp Fuko švytuoklės ir DI skepticizmo
Kaip ir Fuko švytuoklės atveju, DI pažanga susiduria su skepticizmu ir sąmokslo teorijomis. Kai kurie žmonės abejoja DI galimybėmis, kiti baiminasi jo nekontroliuojamo vystymosi pasekmių. Šis skepticizmas dažnai kyla iš nesupratimo, kaip veikia DI, ir baimės prarasti kontrolę.
Taip pat skaitykite: Renginiai Molėtuose: „Mokslo sriuba“
tags: #mokslo #sriuba #fuko #svytuokle